圖 1-19
1.5.2轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài)
轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài)是指除垂直飛行以外的其它飛行狀態(tài)。要進(jìn)入轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài),應(yīng)將旋翼旋轉(zhuǎn)平面向著所需方向傾斜,旋翼有效力的水平分量將使直升機(jī)向著所需方向運(yùn)動(dòng)。
如果槳葉的槳葉角增大,攻角增大,槳葉產(chǎn)生的升力增大,槳葉向上揮舞;反之,槳葉的槳葉角減小,攻角減小,槳葉產(chǎn)生的升力減小,槳葉向下?lián)]舞。
因此如果槳葉在其轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周中的前半周過程中槳葉角逐步增大,后半周過程中槳葉角逐步減小,則槳葉將在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周中前半周是向上揮舞,后半周是向下?lián)]舞,最終的結(jié)果是旋翼旋轉(zhuǎn)平面得到了傾斜,旋翼有效力得到了偏轉(zhuǎn)。
圖 1-22中的(a)指懸停狀態(tài),(b)指轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài)。
(a)懸停狀態(tài) (b)轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài)圖 1-22旋翼有效力在不同飛行狀態(tài)時(shí)的方向
實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài)的操縱裝置叫做周期變距桿(俗稱 -操縱桿),它在駕駛艙中的位置與固定翼飛機(jī)上的操縱桿的位置相同。操縱周期變距桿將使所有主槳葉的槳葉角沿著圓周交替變化,槳葉隨之向上或向下?lián)]舞。
周期變距桿的操縱同樣符合人的習(xí)慣,即前推周期變距桿,旋翼旋轉(zhuǎn)平面向前傾斜,直升機(jī)向前飛行;如果想向左飛行,周期變距桿左推即可,依此類推。
不同的直升機(jī)采用了不同的操縱機(jī)構(gòu)將周期變距桿的操縱傳遞到主旋翼上,最常見的是傾斜盤機(jī)構(gòu)。傾斜盤機(jī)構(gòu)通常由兩個(gè)傾斜盤組成,一個(gè)是固定傾斜盤,一個(gè)是轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜盤。當(dāng)移動(dòng)周期變距桿時(shí),固定傾斜盤將向同方向傾斜,這個(gè)動(dòng)作將傳遞到轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜盤上使之同樣傾斜,轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜盤與變距機(jī)構(gòu)直接連接,因此傾斜動(dòng)作將逐漸反饋到槳葉上引起槳葉角的逐步變化,槳葉將在其轉(zhuǎn)動(dòng)圓周的一半中增加槳距,另一半中減小槳距,從而實(shí)現(xiàn)槳距的周期操縱。
第 1.6節(jié)升力不對稱和槳尖失速
1.6.1升力的不對稱
這種現(xiàn)象發(fā)生在水平飛行狀態(tài)中,由于前進(jìn)槳葉和后退槳葉的相對氣流速度的變化,造成整個(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)平面上的升力的不對稱。
從升力計(jì)算公式中可以看出,如果升力系數(shù)、空氣密度和槳葉面積保持不變,升力的變化將與相對氣流的速度的平方成正比。
如圖 1-23,直升機(jī)的前飛速度假設(shè)為 100節(jié),旋翼槳葉葉尖的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為 500節(jié),則前進(jìn)槳葉葉尖的相對氣流的合成速度為 500+100=600節(jié),后退槳葉葉尖的相對氣流的合成速度為 500-100=400節(jié),由于兩邊的氣流相對速度不同,而升力與速度的平方成正比,因此前進(jìn)槳葉將比后退槳葉產(chǎn)生更大的升力。
前進(jìn)槳葉
圖 1-23升力的不對稱
升力的變化量將引起前進(jìn)槳葉向上揮舞,而后退槳葉將向下?lián)]舞,槳葉的向上揮舞則會引起減小前進(jìn)槳葉的攻角,槳葉的向下?lián)]舞增大后退槳葉的攻角,從而最終達(dá)到使旋翼旋轉(zhuǎn)平面的升力平衡。
但是,上述槳葉的上下?lián)]舞平衡升力的不對稱將引起另一個(gè)重要問題,槳葉在前進(jìn)時(shí)向上揮舞和在后退時(shí)向下?lián)]舞會使得整個(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)平面向后傾斜,而直升機(jī)前飛時(shí)旋翼旋轉(zhuǎn)平面的向后傾斜顯然不是我們所希望的。
因此,我們必須通過別的辦法來平衡升力的不對稱,那就是使用周期變距操縱法。為使直升機(jī)前飛,周期操縱桿將向前推,當(dāng)直升機(jī)從過渡飛行狀態(tài)轉(zhuǎn)入到水平飛行狀態(tài)時(shí),直升機(jī)開始獲得前進(jìn)速度,旋翼旋轉(zhuǎn)平面兩端會產(chǎn)生升力的不對稱而引起旋轉(zhuǎn)平面有向后傾斜的趨勢,這時(shí)將周期操縱桿向前稍微推一定量,將使前進(jìn)槳葉的攻角減小,槳葉產(chǎn)生的升力減小,后退槳葉的攻角增大,產(chǎn)生的升力增大以達(dá)到升力的平衡,這種方法叫做人工周期變距法。
圖 1-24描述了周期變距法的過程。
(a)懸停 (b)過渡飛狀態(tài) (c)水平飛行狀態(tài)
圖 1-24周期變距法在實(shí)際操作飛行中,飛行員通常是將周期桿的前推量一次推到位,使旋轉(zhuǎn)平面前傾,這樣既獲得前飛速度,同時(shí)又有足夠的量克服旋轉(zhuǎn)平面的后傾趨勢。
|