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此槳葉產生的離心力在整個飛行中也基本保持不變。
因此在飛行中只有升力是一個可變因素影響錐體角的大小，在不同的飛行狀態
下，要想保持旋翼轉速不變，改變發動機的功率必然會引起旋翼有效力的變化。
2 主槳葉
由于槳葉是在不斷轉動的，槳葉的速度和相對氣流的速度沿著槳葉的葉根到葉
尖將是逐漸增大的。根據升力公式，槳葉產生的升力的大小取決于攻角和相對氣流
的速度，因此槳葉上的升力從葉根至葉尖也是逐漸增大的，升力圖形如圖1-10 所示。
這種情況將造成槳葉上產生不必要的彎曲負載。
圖1-10 槳葉上升力的分布
平衡槳葉翼展方向升力的方法有兩種：
1） 錐形槳葉：將槳葉做成錐形，使得翼型的弦線長度從葉根至葉尖逐步
升力錐體角
離心力
重力
葉尖旋轉平面
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減小，槳葉表面積也因此逐步減小，根據升力公式，面積的減小將使
升力減小而達到沿葉片展向升力的均衡。
2） 扭轉槳葉：將槳葉角從葉根至葉尖設計成下洗，即槳葉角逐步減小，
則攻角也逐漸減小，升力圖形如圖1-11 所示。
圖1-11 扭轉槳葉的力的分布
現代直升機的主槳葉同時采用了上述兩種方法，例如西科斯基（SIKORSKY）公
司的槳葉的下洗角（扭轉角）一般為7º。
第1.3 節推力和阻力
1.3.1 推力的產生
旋翼旋轉平面傾斜后，旋翼有效力的水平分量就是推力，推力的大小取決于槳
盤傾斜的角度。傾斜角越大，推力越大，同時升力將越小，也就是說，當推力增加
時，必須增大旋翼有效力才能保持足夠的升力來平衡飛機的重力。
一旦飛機進入轉換飛行狀態，主槳盤的前傾將引起飛機機身的前傾，從而使整
個主槳轂前傾，主槳轂又是和主槳軸裝配在一起的，因而主槳軸也會前傾，這時周
期操縱量就可以減小。
周期變距桿移動后，整個旋翼旋轉平面傾斜，槳葉角交替變化，槳葉向上或向
下揮舞。
圖1-12 說明了當機身姿態變化后能夠引起旋翼旋轉平面的進一步變化從而周
期操縱量可略微減小。
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1.3.2 阻力的產生
任何物體在空氣中運動都將產生阻力，這是因為空氣作為一種流體具有粘性，
可以阻礙物體的運動，由此產生阻力。對于直升機來說，阻力有以下幾種形式：
1） 型阻（FORM DRAG）：
由機身的整體外形產生，良好的機身外形可以減小但永遠不能消除這種阻力
2） 廢阻（PARASITE DRAG）：
由機身的外部附件如起落架、浮筒、外掛副油箱等產生，安裝不正確的面板、
受腐蝕的前緣等也會產生廢阻。
3） 翼型阻力（ROTOR PROFILE DRAG）：
由槳葉在空氣中轉動產生，槳葉角越大，阻力越大；槳葉角越小，阻力越小。
4） 誘導阻力（INDUCED DRAG）：
當旋翼轉動時，因槳葉的作用空氣被誘導向下流過主槳轂，空氣的流動產生反
飛機在懸停狀態
飛機在過渡飛行狀態
飛機在轉換飛行狀態
圖1-12 機身姿態的變化
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作用力，這種阻力叫做誘導阻力。誘導阻力在直升機懸停時最大，因為此時空氣相
對飛機沒有運動；當直升機處于飛行狀態，空氣與飛機有相對運動，誘導阻力減小。
上述各種阻力作用于直升機和其旋翼系統，阻力的綜合效應稱作總阻力，在水
平飛行狀態，阻力的作用方向與推力相反，當飛行速度增加時，阻力也增加。阻力
與推力相等時，直升機處于勻速運動狀態。
阻力的作用方向永遠與速度方向相反，大小與飛行速度的平方成正比。
在某種意義上說，阻力也可能單獨作用在某片槳葉上。在現代直升機上具有垂
直關節，這種垂直關節也叫阻力關節或擺振關節，它可以使槳葉在水平方向擺動。
必須允許每片槳葉在水平方向擺動的原因如下：
1） 槳葉的慣性：
在旋翼開始轉動和減速停車時，由于槳葉的慣性作用，會產生反向運動的趨勢。
2） 阻力的交替變化：
飛行中當槳葉運動方向與氣流流動方向相對時阻力增加， 與氣流流動方向相同
時阻力減小。
3） 科利奧里斯效應（CORIOLIS EFFECT）
根據動量守恒定律，當物體轉動時，物體將保持勻速轉動狀態直到有外力改變
其轉動速度。當轉動中物體的重心相對于轉動軸的位置改變時，物體轉動的角速度
將改變。如果重心向著轉動軸移動，轉動的角速度增大，反之角速度減小。
科利奧里斯效應的最佳例子是花樣滑冰選手所作的冰上轉圈運動。在轉圈初期，
選手通常將手臂伸出以保持平衡，轉動中逐漸將手臂收攏直至環抱于胸前，沒有施
加任何的外力但此時的轉動速度增大，這是因為手臂的收攏改變了人體的重心位置。
當轉動結束時手臂再次展出，轉動速度又逐漸減慢。
對于直升機的主槳葉，當槳葉向上揮舞時，重心向轉動軸靠攏，槳葉加速；槳
葉向下揮舞時重心向外移動，槳葉減速。
需要注意的是科利奧里斯效應在直升機處于過渡飛行狀態時最大，懸停時則不
存在。圖1-13 顯示了槳葉在揮舞時重心位置的變化。
4） 胡克效應（HOOKER JOINT EFFECT）
當槳葉形成的轉動錐體的軸與主槳軸不再重合時，會產生胡克效應。
圖1-13 槳葉揮舞時重心的改變
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直升機在懸停狀態時，兩個軸互相重合，進入過渡飛行狀態時，由于旋翼旋轉
平面相對于主槳軸產生傾斜而產生胡克效應，也叫萬向節效應（UNIVERSAL JOINT
EFFECT）。
為保證旋翼轉速不變，前進槳葉（槳葉運動方向與氣流流動方向相反）必須加
速，后退槳葉（槳葉運動方向與氣流流動方向相同）必須減速。
科利奧里斯效應和胡克效應在過渡飛行階段是同時存在的，實際上在飛行中兩
種效應互相作用互相抵消，槳葉在垂直關節上的水平擺動量很小，只有當飛機振動
較大時反應量才較大。
1.3.3 功率變化
本節著重闡述飛行速度增大時為保持平飛功率的變化情況。
圖1-15 給出了飛行速度與功率的曲線圖，圖中上部的直線代表最大可用功率，
當扭矩Tq、旋翼轉速Nr、高度不變時，可用功率是恒定的，因此圖中的直線位置也
　
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