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直升機和固定翼飛機的基本區別?

作者:由 lyx 發表于 收藏時間:2022-01-30

在一篇比較直升機和固定翼飛機的帖子下面討論兩者原理的時候和個別朋友的意見發生了分歧,我先來說說我的看法:

我覺得在一定程度上,把這兩者與傾轉旋翼機相比較可能更有意義一些。

升力的產生:這個問題對於直升機和固定翼都是相通的,比如伯努利原理,馬格努斯效應,牛頓第三定律。在這個問題上首先道理應該是一致的。

那麼既然升力的產生是相同的原理,那為啥我會認為兩者的對比一定程度上是沒有意義的呢。

先來說說飛行中涉及到的四個力:

直升機和固定翼飛機的基本區別?

此圖也同樣適用於固定翼

那麼這裡我就有一個問題了:直升機發動機產生的功率能夠直接帶動機體產生向前的拉力嗎?

當然是不可以的,這就是和固定翼最根本的區別之一。固定翼飛機由其動力裝置帶動機翼前進從而產生相對氣流,這裡的升力產生是需要速度的,而這個速度是直接反應在空速表上的。

那麼直升機的升力又是咋來的,他不需要速度嗎?當然需要速度,直升機的驅動過程是由動力裝置經減速器(齒輪箱)把動力傳輸給傳動軸來帶動主旋翼旋轉,這旋翼開始轉不也就產生升力了嗎。但是這個時候升力的產生並不意味著直升機機體的運動,而速度只是存在於旋翼旋轉產生的旋轉相對氣流和旋翼之間的相對速度。機體他是沒有運動的。

我們不管什麼航空器在天上要平直勻速飛行的,其四個力肯定是互相相等的關係:

升力=重力 拉力=阻力

我們再來看一看直升機的拉力是向哪的

直升機和固定翼飛機的基本區別?

這是懸停狀態下的示意圖,拉力依然等於阻力,重力等於升力,我們在這先不討論尾槳和扭矩的問題,單純地說主旋翼的力。

好,看完上面這些東西再來說為啥我說直升機和固定翼的動力驅動方式是不一樣的。看直升機懸停的圖你會發現,哎喲臥槽這玩意咋拉力不朝前啊,不往前這玩意是不是隻能往上飛。。。實際上透過我們的週期變距杆(俗話駕駛杆)的調整,主旋翼的旋翼錐體在一定範圍內是可以像任意方向傾斜的。旋翼錐體的傾斜意味著我們主旋翼產生的拉力也會隨之傾斜吧,舉例向前飛行,直升機要往前走不得需要一個向前的拉力嘛,這個拉力實際上就是主旋翼的槳盤傾斜後整體拉力傾斜產生的水平方向上的一個分量而已。

直升機和固定翼飛機的基本區別?

而固定翼飛機就會簡單很多了,因為他向前的這個力,基本上來說是由動力裝置直接改變的。

總結來說,固定翼飛機加減速我直接透過調整油門大小就可以完成了。但是直升機相對更復雜一點,需要改變旋翼槳盤的角度+拉力(改變拉力是為了維持高度)

固定翼的操作:操縱桿,油門,方向舵

直升機的操作:總距杆,駕駛杆(操縱桿),腳蹬(方向舵),油門

那直升機的油門又是拿來幹啥的,我們的整體變距杆(總距杆)控制了主旋翼的整體變距,改變了整體的槳葉角大小,改變槳葉角的最終是可以達到改變迎角的目的(中間槳葉角和迎角的關係有興趣的朋友自己去學習吧)迎角的變化會隨之改變阻力的大小。旋翼需要維持一定的轉速才能保證我們的安全飛行,以R44為例啊我們旋翼綠區轉速101-102%實際為404-408轉/分,如果在飛行過程中我們旋翼的阻力增大了,旋翼轉速就會降低,這個不難理解吧,為了維持這個轉速在正常安全範圍,我們就需要透過加減油門來調整了。

標簽: 旋翼  拉力  直升機  固定翼  升力