直升機轉向的原理是什麼?

問這問那


理解這個問題,需要先了解直升機飛行涉及的空氣動力學、飛行力學原理。

1、直升機靠機身上部的主旋翼(螺旋槳)旋轉產生升力(拉力),螺旋槳各槳葉拉力之和就是旋翼的拉力。當旋翼向上的拉力大於直升機自重,直升機就上升;小於直升機自重,直升機就下降;剛好相等,直升機就懸停。

2、直升機的主旋翼上,有個自動傾斜器(也叫斜盤),自動傾斜器控制主旋翼傾斜角度。當自動傾斜器向某個方向傾斜時,會帶動槳葉同步發生傾斜,槳葉的旋轉平面也會向所需方向傾斜,旋翼的拉力方向因此發生改變,就可以操縱直升機從向不同方向的飛行。

3、根據作用力與反作用力的物理原理,直升機驅動旋翼旋轉時,旋翼也必然會對直升機產生一個反作用力矩;如果沒有其他措施,旋翼旋轉時直升機機體就會在反作用力帶動下,向反向產生轉動。這樣一來,直升機就將進入“不由自主”的飛行狀態。

4、為了控制反作用力矩,就需要給直升機再安裝一副螺旋槳,向相反的旋翼來抵消反作用力矩。這兩副螺旋槳又可分為左右並排、前後縱列、上下共軸、交叉互切等佈局。其中,最簡單的方式是在機尾裝一個垂直旋轉的小旋翼(尾槳),通過尾槳轉動抵消反作用力矩。

5、現代多數直升機採取單旋翼帶尾槳的佈局方式。這種直升機的尾槳轉速一般是主旋翼的3倍,尾槳角度調整會產生“拉力”或“推力”,從而控制直升機向左或向右轉彎。

6、仔細觀察會發現,很多直升機會在尾部離主旋翼較遠的地方設置尾槳。為什麼中間需要間隔這麼遠呢?這是由於,尾槳距離越遠抵消力矩越大,需要消耗的抵消功率越小,能夠節省總消耗功率。

從上面的原理可以看出,控制直升機轉彎有兩種方法:

一種是把尾槳的轉速加快或減慢,可控制直升機機頭向左或向右轉向。一般在懸停時使用這種方法。多用於直八、黑鷹等單旋翼直升機。

另一種方法是使主旋翼水平傾斜一定角度,可控制機體向左或向右飛行。一般在高速飛行時使用這種方法。多用於共軸或雙旋翼直升機,如卡-27、CH-47等。

歡迎留言點評,請關注“軍備解碼”!


軍備解碼


直升機的旋翼佈局方式有多種類型,不同類型的直升機轉向原理還是有所不同的。

第一種:單旋翼+尾槳,比如UH-60黑鷹直升機

這種直升機的轉向,主要依靠控制尾槳的轉速來調整側向力矩大小,從而實現轉向。

第二種:共軸旋翼,比如Ka-27

這種直升機由於沒有尾槳,但是設置了和固定翼飛機一樣的垂尾。在高速飛行過程中可以使用尾翼的方向舵進行偏轉方向;在低速飛行或者懸停時,主要依靠上下兩個旋翼的轉速差來進行旋轉。

第三種、縱列式雙旋翼,比如CH-47。

這種直升機的轉向依靠的是前後兩個旋翼的差速來進行調節。

第四種,橫列式雙旋翼,比如米-12。

這種巨無霸直升機融合了固定翼和旋翼機的特點,航向上的調節一方面可以依靠垂尾上的方向舵(當然速度要高),另一方面也可以依靠兩個旋翼的差速調節。

除了上述四種之外,還有向K-Max交叉式旋翼無人直升機等這些特種類型的,如果沒有尾槳的存在,轉向方式主要還是依靠兩個旋翼之間的轉速差,進而控制彼此的轉動力矩來進行轉向。


OK,關於問題就回答到這裡吧。😊

獲取更多軍事、航空知識,請關注“老鷹航空”。


老鷹航空


有尾槳的,就是依靠尾槳產生的力矩,改變方向,單個旋翼像一個方向旋轉,會帶動整個機身旋轉轉圈,最終墜毀,尾槳就是提供一個相反的力矩,讓機身扭回來。雙旋翼的就不需要尾槳了,要麼正反轉(俄羅斯那種),要不併列雙旋翼,旋轉方向相反,力矩抵消,可以用尾翼等改變方向。


分享到:


相關文章: