時(shí)間:2018-07-17 22:46來(lái)源:中國(guó)直升機(jī) 作者:中國(guó)直升機(jī)網(wǎng)
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除了這些“大頭”以外,旋翼本身也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平方向的氣動(dòng)力,該氣動(dòng)力主要有旋翼槳葉的型阻阻力和誘導(dǎo)阻力構(gòu)成,這兩項(xiàng)在整個(gè)旋翼上的合力統(tǒng)稱為旋翼后向力(H-force)。
為了克服上述兩種阻力,旋翼槳盤就必須要前傾,這樣,槳盤拉力才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平力分量,來(lái)抵消這些阻力。
所幸旋翼拉力本身遠(yuǎn)大于這些阻力,因而,旋翼前傾的角度一般來(lái)說(shuō)是非常小的——對(duì)于低速前飛而言,前傾角度一般都不會(huì)要超過(guò)1°,而極速飛行的時(shí)候,一般也就是10°左右。
![]() 圖——直升機(jī)揮舞鉸(Flapping Hinge)
由于旋翼的槳葉通過(guò)揮舞鉸(或者柔性部件或者其本身的彈性)與槳轂相連,故而旋翼槳盤平面并不像空氣螺旋槳那樣會(huì)與旋翼軸保持垂直。旋翼槳盤平面與旋翼軸垂直切面之間的夾角,一般就被稱為“縱向揮舞角”。縱向揮舞角的大小和方向僅取決于需要平衡的直升機(jī)重心處的俯仰力矩。這個(gè)總力矩取決于機(jī)身力矩、平尾力矩以及由于旋翼軸偏置(旋翼軸與中心之間有一個(gè)力臂)帶來(lái)的拉力力矩。也就是說(shuō),在相同的前飛速度下,通過(guò)改變這個(gè)總力矩的方向,就可以實(shí)現(xiàn)直升機(jī)抬頭或者低頭。
旋翼還可以通過(guò)揮舞產(chǎn)生槳轂力矩,該力矩同樣可以用來(lái)平衡作用于直升機(jī)重心的俯仰力矩,一般來(lái)說(shuō),剛度的大小直接影響到相同揮舞量下槳轂力矩的大小,剛度越大,槳轂力矩越大。對(duì)于蹺蹺板旋翼而言,其所能夠作用在重心的力矩只能是拉力矢量與重心偏置帶來(lái)的力矩,因而認(rèn)為它是“揮舞柔軟“的(全鉸接式的旋翼同樣如此,兩者最大的區(qū)別是——蹺蹺板旋翼一側(cè)槳葉揮起,另一側(cè)必然落下,因而也被稱為”半剛性旋翼“),而無(wú)鉸式旋翼則是”揮舞剛硬“的,具有揮舞鉸偏置量的旋翼就處于兩者之間。
對(duì)于某一個(gè)給定的飛行狀態(tài),飛行員通過(guò)調(diào)整操縱桿能夠確定合適的揮舞幅度和方向來(lái)保持直升機(jī)穩(wěn)定飛行。但是在這一過(guò)程中,對(duì)飛行員而言,更容易被感知到的其實(shí)是直升機(jī)機(jī)身的姿態(tài)角,而非槳盤平面的傾轉(zhuǎn)角,這是因?yàn)樵谀骋伙w行狀態(tài)下的姿態(tài)角往往是已經(jīng)通過(guò)計(jì)算求解阻力和力矩而確定了的(一般來(lái)說(shuō)直升機(jī)機(jī)身姿態(tài)角小幅變化情況下,受力情況基本不變)。
一旦飛行員尋找到正確的配平狀態(tài),操縱直升機(jī)將會(huì)變得容易起來(lái),如果該直升機(jī)還配備一個(gè)高效的水平安定面(如平尾),穩(wěn)定平飛就更容易實(shí)現(xiàn)了。
需用功率
![]() 圖——直升機(jī)功率隨前飛速度變化曲線
對(duì)于直升機(jī)性能的一切分析都應(yīng)該建立在配平完成的情況下,否則就多半是不準(zhǔn)確的,F(xiàn)在我們已經(jīng)完成了直升機(jī)的配平,所以我們可以進(jìn)行性能分析了——首先要考慮的就是直升機(jī)到底需要多大的功率?
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