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直升機(jī)原理詳解

時(shí)間：2011-04-05 10:12來(lái)源：藍(lán)天飛行翻譯 作者：航空 點(diǎn)擊：次

采用噴氣翼尖最著名的還是 Fairey Rotodyne，本來(lái)是很有潛力成為中短途城市航運(yùn)的主力的

Fairey Rotodyne 在飛行中的雄姿 / Rotodyne 在一開(kāi)始接到很多航空公司的意向訂貨，但英國(guó)的“國(guó)航”BAE 最終沒(méi)有下訂單，別的意向訂貨也在一夜之間蒸發(fā)了，堪稱(chēng)是“協(xié)和”式的前奏

Fairey 被 Westland 收購(gòu)后，由于英國(guó)政府資金不足，英國(guó)空軍和英國(guó)“國(guó)航”的訂單不到位，在成功的試飛后下馬了，設(shè)計(jì)資料、工具、樣機(jī)全部銷(xiāo)毀，今天只能在畫(huà)上自慰了

美國(guó)的 Groen Brother 公司是旋翼機(jī)的最新熱衷者，Groen Brothers 向美國(guó)軍方建議，用 C-130 一級(jí)的機(jī)身，配以帶噴氣翼尖的旋翼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)垂直起落

Groen 還想誘惑海軍，用作航母上的運(yùn)輸機(jī) / Groen Brothers 也在向森林滅火部門(mén)推銷(xiāo)這個(gè)方案
限制直升機(jī)速度的一個(gè)重要因素是旋翼槳葉的揮舞，槳葉的慣性在不斷地?fù)]舞中增加了機(jī)械振動(dòng)，鉸鏈的磨損（或彈性元件的疲勞）使直升機(jī)的可靠性總是不如固定翼飛機(jī)。常規(guī)直升機(jī)的柔性槳葉雖然是非常規(guī)機(jī)動(dòng)成為可能，但柔性的槳葉也限制了直升機(jī)的機(jī)動(dòng)性，難于像固定翼飛機(jī)一樣做迅猛的滾翻、拉起、俯沖、盤(pán)旋動(dòng)作，過(guò)于激烈的機(jī)動(dòng)動(dòng)作可能使槳葉和機(jī)體碰撞，嚴(yán)重危害飛行安全。剛性槳葉的限制要小得多，采用剛性槳葉的直升機(jī)或許有這樣、那樣的問(wèn)題，但都具有比常規(guī)直升機(jī)遠(yuǎn)為出色的機(jī)動(dòng)性。為此，剛性槳葉一直是直升機(jī)研究的一個(gè)目標(biāo)。洛克希德“夏延”的下馬給剛性槳葉的發(fā)展蒙上陰影，但剛性槳葉的研究并沒(méi)有就此偃旗息鼓，近來(lái)又柳暗花明的跡象�！　榱舜蠓忍岣咧鄙龣C(jī)性能，美國(guó)從 70 年代開(kāi)始，進(jìn)行了一系列直升機(jī)研究機(jī)項(xiàng)目。西科斯基的“前行槳葉概念”（Advancing Blade Concept，簡(jiǎn)稱(chēng) ABC）在較早就獲得成功。如前所述，剛性旋翼的一個(gè)大問(wèn)題是由于前飛的相對(duì)速度疊加在旋翼旋轉(zhuǎn)速度引起的非對(duì)稱(chēng)升力，但對(duì)于剛性的共軸反轉(zhuǎn)雙槳來(lái)說(shuō)，兩邊的非對(duì)稱(chēng)升力疊加起來(lái)，就對(duì)稱(chēng)了，剛性的槳葉和槳軸吸收所有的扭力，這就是 ABC 可以免去揮舞鉸的基本思路。由于剛性槳葉沒(méi)有揮舞，上下旋翼可以離得很近，而沒(méi)有碰撞的危險(xiǎn)。差動(dòng)式地加減上下旋翼的槳距以形成扭力差不僅形成水平方向上的轉(zhuǎn)向，還由于剛性旋翼非對(duì)稱(chēng)升力造成橫滾，進(jìn)一步加速轉(zhuǎn)彎過(guò)程，所以 ABC 具有異乎尋常的機(jī)動(dòng)性，大大超過(guò)常規(guī)直升機(jī)。ABC 直升機(jī)有專(zhuān)用的推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，高速平飛時(shí)，用氣動(dòng)舵面實(shí)現(xiàn)飛行控制。采用 ABC 的 S-69（軍用代號(hào) XH-59A）參加了 LHX 競(jìng)爭(zhēng)，但技術(shù)終究不夠成熟，在懸停中低頭或抬頭也比較困難，落選于同出于西科斯基的常規(guī)旋翼加涵道尾槳的方案，后者最終成為 RAH-66“科曼奇”，現(xiàn)在也下馬了。

西科斯基 XH-59A“前行槳葉”概念研究機(jī)，用共軸反轉(zhuǎn)的剛性旋翼，既抵消扭力，又抵消非對(duì)稱(chēng)升力

流線(xiàn)型的 S-69 蠻俊俏的
　　前行槳葉在無(wú)人機(jī)的大潮中得到復(fù)蘇，西科斯基的 Mariner/Cypher II 將前行槳葉和涵道風(fēng)扇結(jié)合起來(lái)，動(dòng)力從“碗邊”通過(guò)傳動(dòng)軸傳遞，可以分別傳遞給上下旋翼，而不必用套筒軸驅(qū)動(dòng)，大大簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)和制造。理論上涵道可以改變氣流方向，解決后行槳葉失速（retreating blade stall）問(wèn)題，提高直升機(jī)速度。但涵道本身增加重量，更是增加迎風(fēng)阻力，如果像 Mariner 那樣開(kāi)在中機(jī)身，還妨礙機(jī)內(nèi)載荷和設(shè)備的布置。西科斯基在 Mariner 上使用前行槳葉，與其說(shuō)是為了速度，不如說(shuō)是為了減小旋翼直徑。涵道的采用和和后行槳葉失速?zèng)]有太大關(guān)系，主要是無(wú)人機(jī)整體布置上的方便，涵道結(jié)構(gòu)本身容納發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)載設(shè)備，加上涵道有良好的側(cè)向隔音作用，特別有利于巷戰(zhàn)或特種作戰(zhàn)使用。

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