欢迎光临

直升机飞行原理 直升飞机起飞的原理是什么

高速旋转的螺旋桨扇动空气,对空气作用,而空气反作用于螺旋桨。

用动量定理来解释:Ft=mv,F代表螺旋桨对空气施加的力(有等同于空气反作用于螺旋桨的力),t代表螺旋桨对空气的作用时间,m代表通过螺旋桨的空气的质量,v就是这部分空气的速度。

由此推导:F=mvt,这就是说m越大,v越大,t我们设定为单位时间,F就会越大,也就是说,单位时间内通过螺旋桨的空气的质量,速度越大,产生的力也就越大,所以说只要螺旋桨旋转的速度够快,就能扇动足够多的空气,产生足够大的力,从而使直升飞机升起来。

直升机飞行原理

空气螺旋桨的发明对早期航空业的影响是决定性的,没有它,不算真飞机。喷气式发动机发明出来后,高速飞机都用,螺旋桨的地住一落千丈,只有低速飞机才用。但直到今天,大多数直升飞机都靠螺旋桨来飞行,只有F35B和海鹞AV8才是成功的用垂直喷气起降方式的固定翼飞机。

正常布局的直升飞机有主次两个旋翼。主旋翼在顶端,旋转面走水平码的,产生升力。次旋翼又叫尾桨,要比主旋翼小好多,旋转面是垂直的,并且与机身纵向平行。主旋翼旋转向下刮风时,会受到空气的反作用力,一部分是升力,另一部分是阻力,阻力与旋转方何相反,产生力矩,因为会扭动机身,称转矩。这种扭矩是有害的,它使机身像陀螺似的转动,还怎么飞?尾桨就是用来平衡这种扭矩的,还可用来转向。

垂直起飞时,加大油门,主次旋翼相应加快转速,升力大于重力,飞机升起来了。为了产生更大的升力,除了加快转速,还可以使每片桨叶偏转一定的角度,但不能太大,否则失速,升力反而猛降,危险。尾桨也一样。

直升机垂直起飞到一定高度前飞时,因为旋翼前倾,部分升力转化为前向力,力的作用点在旋翼转轴顶端,和重心有距离,产生的力矩会使飞机向前倾斜,产生低头现象。如果侧飞就会侧倾。就好像扳不倒翁的头部,身子会倾斜一样。军用机动作猛,倾斜就明显。当前飞达到一定速度时,用水平尾翼压住,使前倾为矩和尾翼的下压力矩抵消,就能保持稳定飞行。空中刹机时还会翘机头呢。所以直升飞机的舒适性比不上固定翼飞机。

更可恶的是振动。直升飞悬停时,主旋翼旋转,运动到左右两边的两片桨叶运动方向是相反的,如果是逆时针旋转,那么右边的桨叶向前,左边的桨叶向后。顺时针时左前右后。飞机前飞时,旋翼一边旋转,一边前进,左右的桨叶前行的逆风,升力变大,后行的顺风,升力变小,飞机就翻了,根本没法飞。

解决的办法是使桨叶和动力转轴用铰接方式,能上下挥舞。这样前飞时,前行桨叶升力大时,桨叶上挥,卸掉一些升力,转到另一边时又回平,左右升力就相等,不会翻机了。然而桨叶上下挥舞总会使飞机产生振动,对舒适性有很大影响。

直升飞机的旋翼系统太复杂,受力点又集中,还要各种配平,所以研制难度很大。

还有双旋翼和多旋翼直升飞机,能靠旋翼转向相反抵消转矩,不用尾桨,节省这部分的动力,效率更高。如美国CH46支努干前后安装的反转双旋翼,俄罗斯的卡系列中的卡52卡27卡28等共轴反转旋翼,还有奇特的交叉双旋翼。真是百花齐放。

直升机,升力是通过一个或多个动力驱动的水平螺旋桨获得的主转子。当直升机的主旋翼转动时,它产生升力和反作用力矩。反作用力矩会使直升机旋转。在大多数直升机上,尾部附近有一个小旋翼,称为尾部旋转翼补偿这个扭矩。在双旋翼直升机上,旋翼的旋转方向相反,它们的反作用力相互抵消。 艺术品:直升机基本机械部件的快速总结。

每个转子叶片(1)通过顺桨铰链(3)连接到轮毂(2)和旋转桅杆,顺桨铰链(3)允许转子叶片旋转。连接到每个叶片(4,橙色)上的俯仰连杆(短杆)可以根据旋转上旋转斜盘(5,蓝色)的位置将其倾斜到更陡或更浅的角度,旋转上旋转斜盘(5,蓝色)在静止下旋转斜盘(6,红色)周围的轴承上旋转。这就是直升机盘旋和转向的方式,本文稍后将对此进行更详细的描述。这两个斜盘通过飞行员的循环和集体驾驶舱控制装置上下移动或向一侧倾斜,这将在下面解释。转子由连接到变速器和齿轮箱(8,红色)的驱动轴(7)驱动。同样的传动装置为第二根较长的传动轴(9,黄色)提供动力,传动轴连接到旋转尾部转子(10,橙色)的齿轮箱。来自两个转子的动力来自一个或两个涡轮轴喷气发动机(11)。

主旋翼

升力由主转子产生。当它们在空中旋转并产生升力时。每个叶片产生相等份额的升力。直升机的重量在主旋翼系统的旋翼桨叶之间平均分配。如果直升机重10000公斤,有两个桨叶,那么每个桨叶必须能够支撑5000公斤。除了直升机的静态重量,每个桨叶也必须接受动态载荷。例如,如果一架直升机在15克的气压(重力的15倍)下拉起,那么直升机的有效重量将是静态直升机重量的15倍。

尾部旋转翼

尾桨非常重要。如果你用发动机旋转旋翼,旋翼会旋转,但是发动机和直升机机身会倾向于以与旋翼相反的方向旋转。这叫做扭矩反作用力。牛顿第三运动定律指出,每一个动作都有一个相等和相反的反应。尾旋翼用于补偿这个扭矩,并保持直升机笔直。在双旋翼直升机上,旋翼的旋转方向相反,因此它们的反作用力相互抵消。 传动系统 尾旋翼通常通过传动轴和齿轮箱系统与主旋翼相连,这意味着如果你转动主旋翼,尾旋翼也会转动。大多数直升机的比例是3:1到6:1。也就是说,如果主旋翼转动一圈,尾旋翼将转动3圈(3:1)或6圈(6:1)。在大多数直升机中,发动机转动一根轴,该轴与变速箱中的输入轴相连。主旋翼桅杆伸出到顶部,尾旋翼驱动轴从传动齿轮箱伸出到尾部。

升力不对称

所有转子系统都受升力不对称向前飞行。悬停时,整个旋翼盘的升力相等。当直升机获得空气速度时,由于空速增加,前进的桨叶产生更大的升力,而后退的桨叶产生更小的升力,这将导致直升机翻滚(例如:如果旋翼速度= 400公里/小时,直升机向前移动=100公里/小时,那么前进的桨叶将具有速度=500公里/小时,但是后退的桨叶将仅具有300公里/小时的移动速度)。这必须以某种方式得到补偿。

桨叶挥舞

升力的不对称性由以下因素补偿桨叶挥舞。由于前进中的叶片空速和升力的增加,将导致叶片襟翼收起并减小迎角。后退铲刀上升力的减小将导致铲刀向下翻,并增加迎角。通过叶片拍动作用减小前进叶片的迎角和增大后退叶片的迎角相结合,有助于平衡转子盘两半上的升力。

斜盘和控制器之间的关系

斜盘组件:旋转斜盘组件由两个转子桅杆穿过的主要元件组成。一个元素是连接到循环音高控制的圆盘。该圆盘能够向任何方向倾斜,但不会随着转子旋转而旋转。这个不旋转的圆盘,通常被称为稳定恒星通过支承面连接到第二个圆盘上,通常称为自转星其与转子一起转动并连接到转子叶片桨距角。

集体控制:当飞行员提高集体控制或拉起集体控制时,集体控制将提高整个旋转斜盘组件作为一个整体。这通过同时改变所有叶片的螺距对叶片产生影响。这导致迎角增加,升力增加。

循环控制:循环控制将向上或向下推动旋转斜盘组件的一侧。这对旋翼毂系统有影响,因为循环控制或循环杆通过使所有叶片连接的旋翼毂倾斜来控制主旋翼的角度。这导致直升机向左或向右、向前或向后移动。

反扭矩踏板

赞(0)
版权声明:本文内容/及图片/由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭/侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 yangcongsoon@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。17攻略 » 直升机飞行原理 直升飞机起飞的原理是什么