時(shí)間：2018-07-18 15:43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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正篇開(kāi)始前先說(shuō)個(gè)“故事”，美國(guó)Cartercopter的創(chuàng)始人曾經(jīng)來(lái)中國(guó)尋找買(mǎi)家，希望該買(mǎi)家把他們家公司買(mǎi)下來(lái)(據(jù)說(shuō)是后續(xù)研發(fā)費(fèi)用太高，無(wú)力繼續(xù)投入資金），其出價(jià)一度高達(dá)2億美金，中國(guó)的老板就納悶了，你就賣(mài)個(gè)公司架子，已經(jīng)造出來(lái)的旋翼機(jī)又不算在里面，怎么敢要這么高的價(jià)格呢？
Cartercopter創(chuàng)始人就說(shuō)：我們家有完整的“降速旋翼技術(shù)”啊，只此一家，別無(wú)分號(hào)，你在全球任何地方都買(mǎi)不到這么好的技術(shù)了，像西科斯基他們也有這技術(shù)，但是他們不會(huì)賣(mài)給你啊。
且不說(shuō)值不值兩億美金，這項(xiàng)技術(shù)確實(shí)直接關(guān)系到下一代高速直升機(jī)的研制。
降速旋翼（Slowed Rotor） 是在某些型號(hào)的旋翼飛行器的實(shí)際設(shè)計(jì)和試飛過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并提出來(lái)的一個(gè)概念。降低旋翼的旋轉(zhuǎn)速度可以降低旋翼的阻力（尤其是激波阻力，后文會(huì)具體說(shuō)明），使得飛行器可以飛得更快或是更經(jīng)濟(jì)（省油）。
1.背景
 圖——直升機(jī)飛行包線
常規(guī)直升機(jī)的旋翼轉(zhuǎn)速一般被設(shè)計(jì)為一個(gè)“固定值”（此處我將固定值用引號(hào)標(biāo)注出來(lái)是因?yàn)槌Ｒ?guī)直升機(jī)的轉(zhuǎn)速雖然理論設(shè)計(jì)值為一個(gè)固定值，但是在實(shí)際飛行中，旋翼轉(zhuǎn)速必定會(huì)在一個(gè)比較小的范圍內(nèi)變化，具體原因感興趣的讀者朋友可以查閱本號(hào)之前發(fā)的一篇文章——《直升機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速到底變不變？事實(shí)可能與你想的不一樣》），處于該轉(zhuǎn)速下的直升機(jī)能夠在其飛行包線內(nèi)的大部分區(qū)域都有著較優(yōu)的性能。
 圖——直升機(jī)前行側(cè)和后行側(cè)；上方為直升機(jī)前飛方向，旋翼逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左側(cè)為后行側(cè)，右側(cè)為前行側(cè)
直升機(jī)轉(zhuǎn)速首先受限于發(fā)動(dòng)機(jī)功率，此外，還有兩個(gè)主要限制：
（1）后行側(cè)槳葉的失速：旋翼后行側(cè)的氣流是來(lái)流速度和旋轉(zhuǎn)速度之差，因而隨著前飛速度的增加，旋翼后行側(cè)槳葉的相對(duì)來(lái)流逐漸變得更小，這一側(cè)的氣動(dòng)力也越來(lái)越�。欢靶袀�(cè)的氣流是來(lái)流速度和旋轉(zhuǎn)速度之和，因而隨著前飛速度的增加，前行側(cè)槳葉的相對(duì)來(lái)流越來(lái)越大，因而其氣動(dòng)力也越來(lái)越大，在正常的情況下，通過(guò)旋翼的揮舞，可以使得兩側(cè)力矩平衡，但是旋翼?yè)]起的高度是有限的，當(dāng)前飛速度足夠大時(shí)，旋翼后行側(cè)從完全失速，旋翼無(wú)法通過(guò)揮舞配平前行側(cè)和后行側(cè)的力矩，就會(huì)導(dǎo)致直升機(jī)失穩(wěn)；
（2）前行側(cè)槳葉槳尖處超音速激波阻力的限制：前一條說(shuō)了，前行側(cè)的氣流是來(lái)流速度和旋轉(zhuǎn)速度之和，因而隨著前飛速度的增加，前行側(cè)槳葉的相對(duì)來(lái)流越來(lái)越大，旋翼的旋轉(zhuǎn)速度是非常高的，其前行側(cè)槳尖速度因而也會(huì)非常高，隨著前飛速度的增加，該速度很容易接近甚至跨越聲速，從而導(dǎo)致出現(xiàn)極大的激波阻力，導(dǎo)致旋翼產(chǎn)生巨大的反扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)將無(wú)法承擔(dān)，從而導(dǎo)致直升機(jī)無(wú)法進(jìn)一步增大前飛速度。
綜合以上種種因素，常規(guī)直升機(jī)的前飛極速一般被限制在300-370千米時(shí)。從目前的記錄來(lái)看，帶短翼的直升機(jī)極限速度達(dá)到過(guò)417千米時(shí)，而常規(guī)直升機(jī)極速曾達(dá)到過(guò)400千米時(shí)——此時(shí)該直升機(jī)前行側(cè)槳尖速度達(dá)到了1馬赫數(shù)，當(dāng)然這些極速都是在極限情況下實(shí)現(xiàn)，在常規(guī)飛行中也很難復(fù)現(xiàn)。
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