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時間:2018-07-24 23:07來源:中國航空網 作者:中國航空
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同樣的,當一架固定翼飛機在高速飛行情況下遇到壓縮性問題時,主要后果是迅速增大的激波阻力,伴隨而來的低頭俯仰力矩同樣只是個小問題。直升機的壓縮型問題同樣與之不同,當旋翼槳葉遇上壓縮性問題時,低頭俯仰力矩仍然是主要問題。

對于直升機而言,俯仰力矩成為主要問題的主要原因直升機的槳距是可變的,且變距連桿一般都是細長桿,若是俯仰力矩過大,變距連桿很容易就會變形失效。

旋翼槳葉的翼型的氣動特性以往一般是通過風洞試驗進行確定的,在現代化的旋翼設計中,為了加快進度并降低預算,翼型氣動特性也會通過CFD分析來確定,高精度的CFD模擬風洞計算結果往往能取得較高的置信度。

 


圖——直升機旋翼槳葉微段翼型受力示意及其與迎角關系

上圖展示的是不同馬赫數狀態下二維翼型的升力、阻力和力矩系數的示意圖,從圖中可以看出,當迎角較小且馬赫數較小的情況下,升阻力及力矩系數的曲線都可以看做近似直線,而隨著迎角增大,翼型失速,升力降低,阻力快速增大,并產生了一個急劇增大的低頭力矩;而在高馬赫數的狀況下,翼型受到壓縮性效應——產生了激波阻力——阻力系數急劇增大,俯仰力矩也同樣產生了極大的變化。

因此,絕大部分直升機在設計過程中就會算好槳葉安裝角,使其槳葉不會工作在俯仰力矩很大的狀況下——無論是后行側的槳葉失速問題或是前行側的壓縮性問題。設計經驗同樣表明,直升機的最大飛行速度,必須在上述兩個問題的限制之內。

但是對于直升機飛行員而言,飛行操縱過程中,操縱進入這兩種狀態的情況仍是比較常見的,比如說前飛轉彎過程中,后行側槳葉會進入失速狀態,快速俯沖過程中,前行側將也很容易受到較大的氣動壓縮性影響。但無論是哪種情況,都只會有一小部分槳盤受到影響,這一小部分槳盤受到的影響可能會導致兩種結果:其一就是類似于周期變距操縱一樣,槳葉安裝角由于受俯仰力矩而變化,旋翼揮舞狀態因而發生不可預料的改變,使得飛行員無法通過調整變距桿來實現配平;其二就是俯仰力矩對周期旋轉的槳葉產生了交變的振蕩載荷,并傳遞到槳轂上,到傳動系統上,到控制系統上,到機身上,最終波及整個直升機。當然,很多時候,這兩種影響會一起發生。來源:旋翼飛行器


 
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本文鏈接地址:直升機操縱為何比固定翼更復雜?旋翼氣動環境方面的解釋(2)
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