時(shí)間:2018-07-18 15:52來源:中國直升機(jī) 作者:中國直升機(jī)網(wǎng)
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垂直爬升過程中,氣流從上而下,槳距增大,旋翼氣動(dòng)力合力相對懸停而言后傾,因而增大了旋翼扭矩從而增大了需用功率;
垂直緩降過程中,氣流從下而上,槳距減小,旋翼氣動(dòng)力合力相對懸停而言朝前傾,因而減小了旋翼扭矩從而減小了需用功率;
在風(fēng)車狀態(tài),旋翼槳距放平,氣動(dòng)力合力完全前傾,使其合扭矩能夠直接驅(qū)動(dòng)旋翼自轉(zhuǎn)。
渦環(huán)狀態(tài)是最難說描述清楚其平均氣動(dòng)力方向的狀態(tài),就現(xiàn)有的試驗(yàn)而言,渦環(huán)狀態(tài)下,槳距和需用功率都會比較高,大致上類似于爬升狀態(tài)的槳距和功率需求。
2.垂直爬升和下降的需用功率
垂直爬升的功率優(yōu)勢:
在懸停狀態(tài)下,前一片槳葉的槳尖渦往往會直接打到高速旋轉(zhuǎn)而來的后一片槳葉,但是,再垂直爬升過程中,后一片槳葉轉(zhuǎn)過來的時(shí)候,前一片槳葉的槳尖渦早已運(yùn)動(dòng)到槳盤下方,因而,相比于懸停,垂直爬升的直升機(jī),旋翼槳渦干擾會小很多;
垂直爬升的直升機(jī),旋翼槳盤的誘導(dǎo)速度分布將對尾槳帶來的干擾影響要小于懸停狀態(tài)的直升機(jī)
雖然直升機(jī)垂直爬升過程中,相比于懸停狀態(tài)需要增大總距,但實(shí)際飛行中,小速度爬升的需用功率往往要比懸停狀態(tài)來得低。
而在垂直下降中,飛行員必須要控制垂直下降的速率,以免速度過快而陷入渦環(huán)狀態(tài),而垂直下降過程中,直升機(jī)旋翼同樣能從空氣中吸收能量來降低需用功率的大小,但是上述在垂直爬升過程中的兩個(gè)優(yōu)勢在垂直下降過沉重就變成了缺點(diǎn),并且會導(dǎo)致需用功率的增加,這也是實(shí)際飛行中,直升機(jī)緩降需用功率往往比理論計(jì)算值要高的原因。
3.在渦環(huán)狀態(tài)中飛行
![]() 圖——從渦環(huán)狀態(tài)脫險(xiǎn)的AS350
進(jìn)入渦環(huán)狀態(tài)之后,旋翼周圍的氣流呈現(xiàn)出非均勻、非定常兩種特性,因而相比于其他的飛行狀態(tài),這種狀態(tài)在理論分析上相當(dāng)艱難,因而現(xiàn)有的關(guān)于渦環(huán)狀態(tài)的絕大部分經(jīng)驗(yàn)都是來自于試驗(yàn)而非理論推導(dǎo)。
基于試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),我們一般認(rèn)為,渦環(huán)狀態(tài)帶來的不穩(wěn)定效應(yīng)開始于下降率約為1/4懸停誘導(dǎo)速度的時(shí)候,大約在3/4懸停誘導(dǎo)速度的時(shí)候達(dá)到峰值,如果下降率達(dá)到1.25倍的懸停誘導(dǎo)速度,渦環(huán)狀態(tài)消失。
無論如何,在渦環(huán)狀態(tài)中的任何一秒鐘的飛行都是一件不容易的事情,有些理論認(rèn)為,斜70°的下降比90°的垂直下降更容易陷入渦環(huán)狀態(tài),其準(zhǔn)確性未經(jīng)證明,不過,斜50°左右、30~60千米時(shí)前飛速度狀況下的下降飛行能夠給直升機(jī)帶來足夠多的新鮮空氣,使其吹散旋翼槳盤周圍的槳尖渦,從而將直升機(jī)從渦環(huán)狀態(tài)中解救出來。
Prouty同樣做了渦環(huán)狀態(tài)下旋翼煙尾跡的試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果圖如下:
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