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時間:2010-10-21 11:52來源:藍天飛行翻譯 作者:admin
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日的直升機工業都是從美國引進許可證開始的,和美國采用相同的習慣可以理解,中、印、波蘭是從前蘇
聯和法國引進許可證開始的,和法、俄的習慣相同也可以理解,但美國和俄羅斯為什么從一開始選定不同
的方向,法國為什么不和選美國一樣的方向,而和俄羅斯一致,可能只是一個歷史的玩笑。
旋翼飛行原理
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各國直升機主旋翼旋轉方向的比較
尾槳給直升機的設計帶來了很多麻煩。尾槳要是太大了,會打到地上,所以尾槳尺寸受到限制,要提
供足夠的反扭力,就需要提高轉速,這樣,尾槳翼尖速度就大,尾槳的噪聲就很大。極端情況下,尾槳翼
尖速度甚至可以超過音速,形成音爆。尾槳需要安裝在尾撐上,尾撐越長,尾槳的力矩越大,反扭力效果
越好,但尾撐的重量也越大。為了把動力傳遞到尾槳,尾撐內需要安裝一根長長的傳動軸,這又增加了重
量和機械復雜性。尾槳是直升機飛行安全的最大挑戰,主旋翼失去動力,直升機還可以自旋著陸;但尾槳
一旦失去動力,那直升機就要打轉轉,失去控制。在戰斗中,直升機因為尾槳受損而墜毀的概率遠遠高于
因為其他部位被擊中的情況。即使不算戰損情況,平時使用中,尾槳對地面人員的危險很大,一不小心,
附近的人員和器材就會被打到。在居民區或林間空地懸停或起落時,尾槳很容易掛上建筑物、電線、樹枝、
飛舞物品。
尾槳可以是推式,也可以是拉式,一般認為以推式的效率為高。雖然不管推式還是拉式,氣流總是要
流經尾撐,但在尾槳加速氣流前,低速氣流流經尾撐的動能損失較小。尾槳的旋轉方向可以順著主旋翼,
也就是說,對于逆時針旋轉的主旋翼,尾槳向前轉(或者說,從右面向直升機看,尾槳順時針旋轉),這
樣尾槳對主旋翼的氣動干擾小,主旋翼的升力可以充分發揮。尾槳也可以逆著主旋翼的方向旋轉,也就是
說,對于逆時針旋轉的主旋翼,尾槳向后轉(或者說,從右面向直升機看,尾槳逆時針旋轉),這樣尾槳
和主旋翼之間形成一個互相干擾,主旋翼的升力受到損失,但尾槳的作用加強,所以可以縮小尺寸,或降
低功率。兩者沒有絕對的優劣,設計得當時,一般選擇順著轉,只有設計不當、尾槳控制作用不夠時,才
選擇逆著轉,像米-24 直升機那樣。-v"Z*[3T4?5v)m
涵道尾槳(fenestron)將尾槳縮小,“隱藏”在尾撐端部的巨大開孔里,相當于給尾槳安上一個罩子,
這樣大大改善了安全性,不易打到周圍的物體。由于涵道尾槳的周邊是遮蔽的,尾槳翼尖附近的氣流情況
大大簡化,翼尖速度較高也不至于大大增加噪聲。罩子的屏蔽也使前后方向上的噪聲大大減小。涵道尾槳
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的缺點是風扇的包圍結構帶來較大的重量,這個問題隨涵道尾槳直徑增加而急劇惡化,所以涵道尾槳難以
用到大型直升機上。涵道尾槳只有法國直升機上采用,美國的下馬了的 Comanche 是法國之外少見的采用
涵道尾槳的例子。6^3@.c7a)C ?&R#_5E"w
海豚直升機上的涵道尾槳 / 經典的采用涵道尾槳的 EC-120 直升機,中國參加合作制造
已經下馬的美國 RAH-66“科曼奇”直升機同樣采用涵道尾槳
另一個取代尾槳的方案是 NOTAR,NOTAR 是 No Tail Rotor(意為無尾槳)的簡稱,用噴氣引射和主
旋翼下洗氣流的有利交互作用形成反扭力。主旋翼產生的下洗氣流從尾撐兩側流經尾撐,發動機產生的壓
縮空氣通過尾撐一側的向下開槽噴出,促使這一側的下洗氣流向尾撐表面吸附并加速(即所謂射流效應或
Coanda 效應),形成尾撐兩側氣流的速度差,產生向一側的側推力,實現沒有尾槳的反扭力。尾撐頂端的
直接噴氣控制提供更精細的方向控制,但不提供主要的反扭力,不是不可以,而是用射流效應可以用較少
的噴氣就實現較大的反扭力。從這個原理推而廣之,如果把尾撐的截面做成機翼一樣,下洗氣流本身就可
產生側推力,甚至可以在下側安裝類似襟翼的裝置以控制側推力,豈不更好?不知道為什么,沒有人這樣
做。NOTAR 的噪音比涵道風扇更低,安全性更好,在演示中,只要主旋翼不打到樹枝,直接把尾撐捅到樹
叢里也照樣安全飛行,但 NOTAR 同樣沒有用到大型直升機上的例子。NOTAR 只有麥道(現波音)直升機上
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使用,可能是專利的緣故。
NOTAR 的原理簡圖
采用 NOTAR 的 MD600N 直升機,不知道為什么,MD 直升機還是叫 MD,不叫波音
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反扭力的問題解決了,還有飛行控制的問題。前飛時,直升機不是不可以采用固定翼飛機一樣的氣動
舵面控制偏航、俯仰、橫滾,但懸停的時候怎么辦呢?這又回到反扭力問題上來了,有控制地打破反扭力
的平衡,不就可以造成飛機向左右的偏轉嗎?對于常規的主旋翼-尾槳布局,增加、減少尾槳的槳距(繞槳
葉縱軸相對于槳葉迎風方向的偏轉角),就在不改變尾槳轉速的情況下,增加、減少尾槳的效果,達到使
飛機偏轉的效果。由于動力裝置固有的慣性,增加扭力的速度總是不及降低扭力的速度,所以常規的單槳
直升機向一側偏轉的速度通常快于向另一側偏轉的速度。5iMX.com 我愛模型 玩家論壇:O4n;y J/{;j'c5p4z%l;a3]6]
直升機旋翼水平旋轉可以實現垂直起落 / 直升機通過將旋翼前傾產生推力
旋翼水平旋轉時,自然產生向上的升力,這是直升機得以垂直起落和懸停的基本條件。旋翼向前傾斜,自
然就在產生升力的同時,產生前行的推力。但是如何使旋翼前傾呢?將傳動軸或發動機向前傾斜是不現實
的,機械上太復雜,可靠性也將一塌糊涂。那怎么辦呢?采用所謂的旋轉斜板(swash plate),如下圖所
示。
周期矩控制示意圖,注意上旋轉斜板和旋翼槳葉的連接,和下旋轉斜板受飛行員控制的可調角度
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上旋轉斜板緊貼下旋轉斜板滑動(或在接觸面上安裝滾珠,減少摩擦阻力),其傾斜角度由下旋轉斜
板決定。上旋轉斜板隨旋翼轉動,由于前低后高,連桿和支點的作用迫使旋翼上升下降,最后按斜板的角
 
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