單螺旋槳戰鬥機飛行時候,機身爲什麼不會向螺旋槳反方向轉動?

羅昕楠


事實上,單引擎的螺旋槳式飛機,是會受到螺旋槳副作用影響的。


螺旋槳副作用主要包括扭矩、進動、滑流、螺旋槳因素,這些作用會影響飛機姿態與航向。


圖為螺旋槳式的bf109戰鬥機,其飛行中無時不刻受著螺旋槳副作用影響


“螺旋槳因素”是指在大迎角狀態下,螺旋槳旋轉時,下行槳葉迎角大,而上行槳葉迎角小,故下行槳葉的拉力大於上行槳葉的拉力,形成了偏轉力,使飛機繞立軸向左偏,此種情況下,飛行員需要用方向舵予以修正。


圖為螺旋槳因素


滑流則是螺旋槳轉向氣流被機翼切分,機翼上方的那股氣流所造成的。以右轉螺旋槳為例,機翼上方的氣流是由左向右的,這會產生一個左偏的力矩,需要飛行員蹬舵修正。


飛行動作用則是螺旋槳旋轉造成的,以右轉螺旋槳為例,飛行員操縱飛機抬頭時,由於進動飛機會向右偏航,而飛行員向右偏航時,又會自動低頭,此種作用需要飛行員拉桿抵消。


最後是我們熟悉的旋轉力矩,它會持續地帶來與螺旋槳轉向相反的力矩,令飛機滾轉,此效應需要調整副翼抵消。


在共軸反槳與多擎飛機上,這些作用會被雙數量的槳葉相互抵消,但在單引擎飛機上,這些作用相當明顯,如果我們嘗試某些較為專業的飛行模擬器,就會切身體會到這些作用的影響,初次飛模擬器的新手甚至難以離地。


圖為共軸反槳引擎,能夠抵消螺旋槳副作用


這些現象雖然能影響飛行,但它們都是能夠被抵消的,只要合理地操控飛機,就能安全飛行。在許多遊戲與影視中,為了照顧沒有航空專業知識的玩家與觀眾,往往不在這方面過多表現,但在現實中,飛行並非一件容易的事情。


現代飛機在自動飛行時能靠飛控軟件自動補償,但我們看到的老式戰鬥機,都是由飛行員實時進行控制與補償,可以說,單螺旋槳戰鬥機飛行時候,機身不會向螺旋槳反方向轉動,正是飛行員飛行經驗的體現。


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兵器次元


單螺旋槳戰鬥機必然會出現反扭,而且起飛降落時尤其要注意,克服機身的反扭是單螺旋槳飛行員的一個常態。當年開飛機可不是一般的有意思,尤其是在二戰的時候,那時對飛行員的技術要求很高,道理是不是很懂不重要,關鍵是飛機操作上要求很熟練。現在都是自動化控制了,很少需要人為糾正偏差。可見那個歲月,培養合格的飛行員多不容易。

螺旋槳旋轉時會產生一個反向的扭力,所以設計師在設計時會盡量考慮反扭的影響,儘可能的抵消反扭對飛行的影響。一是螺旋槳不安放在飛機軸線的正中間,通常都是右旋螺旋槳安裝定角右偏,左旋則左偏,這樣可以抵消一部分反扭。同時飛機左右的機翼也不是一樣的長,通過機翼升力的不對稱來抵消反扭產生的影響。

由於轉速、風向以及姿態等都是在變化的,所以在飛行過程中間要不斷的配平、修正航向。這一切都要靠飛行員,開這種飛機可是真夠忙的。而飛機起飛、降落時速度小,風力對方向舵的影響較小,所以對飛行員的超控要求更高。當然這些問題只是在單發螺旋槳飛機上才會出現,雙發的只要螺旋槳一個向左轉一個向右轉就沒有這個問題。

單發螺旋槳戰機的左轉現象還直接影響了當時航母艦島設計,為了防止戰機向左轉撞到艦島,所以航母艦島設計都放在右側。


臥龍小先生


單螺旋槳發動機的戰鬥機會向螺旋槳反方向偏航,但是影響不大,因為飛行員飛行的時候會不斷的調整飛行方向。最簡單的方法就是再來一個發動機抵消掉這個偏航力矩,但是大多數戰鬥機還是選擇了傾斜垂直尾翼來抵消偏航力矩


部分飛機只安裝一個發動機,發動機在工作的時候由於發動機槳葉是朝著一個方向轉的所以,不可避免的會產生一個偏轉力矩。 也就是會讓飛機朝著一個方向偏航。 這個問題在螺旋槳戰鬥機上很常見。

典型代表就是美國的螺旋槳戰鬥機p-47雖然普拉特惠特尼公司的r-2800為p47提供了源源不斷的動力,但是因為這款發動機強大的扭矩,也讓p47起飛的時候,螺旋槳效應帶來左偏非常大。

為了儘可能減小這個弊病,設計師不得不將p47的垂直尾翼向右傾斜了一點,來抵消這個偏航力矩。


但是畢竟是一款能把4.5噸重的p47飆起來的發動機,功率全開的時候還是會造成不小的影響。

飛行員需要向右擰一些舵。 而且就算是進入了平飛,慢速狀態下,如果完全不操作操縱桿,機頭會下沉,在螺旋槳的作用下飛機會有左偏航滾轉的現象。

但是飛行員在那個年代也不算上去就沒事了,還得時不時調整一下所以嘛難度也不是太大。

而現代的飛機的話自動控制系統會自行調整尾翼的角度,以抵消發動機的偏航力矩,保證飛機飛的儘可能直。

更何況噴氣式發動機的偏航力矩很小所以這個問題乘客都忽略了。

不過麼現在的飛控在很大程度上抵消了這個問題所以嘛偏航力矩已經被忽略的差不多了


尋找丟失的方向盤


單發螺旋槳飛機,為了平衡發動機的反扭矩,發動機拉力線並不是筆直朝前,對於一般的正槳,也就是從尾部向前看過去順時針旋轉,發動機拉力線和機身對稱平面有一個向右的偏轉角,大概2到5度,叫做右拉角,有時也會有下拉角。作用就是利用槳盤拉力的分力來產生一個與反扭作用相反的扭矩,來大致抵消反扭的影響


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