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[组图]最好的飞行原理说明书_直升机原理_直升机飞行原理
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『 作者:航模网 | 文章来源:中国航模网 | 点击数: | 更新时间:2007-7-22 』
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串列和并列双桨布局示意图

  

串列双桨的 CH-47 / 并列双桨的米-12

  

共轴双桨示意图 / 共轴双桨的卡-31

  

交替双桨示意图 / 交替双桨的 K-Max

  串列双桨对于最大限度地利用机身长度有利,CH-46、CH-47 机舱长但并不累赘,总长并不为此增加多少,而单桨的米-6 就“横阔竖大”了。串列双桨中离发动机较远的那副旋翼(一般是前旋翼)的功率要求比驱动尾桨高得多,为了保证前后旋翼的同步,串列双桨需要长长的沉重的同步传动轴,而不能简单地由前发动机驱动前旋翼,后发动机驱动后旋翼。串列双桨的前后旋翼一般上下错开一点,这样可以容许前后旋翼之间在高度上有一定的重合,缩短全机长度。上下的高度差太少了,不能保证安全,尤其是大幅度机动动作时,上下桨叶可能发生碰撞。高度差太大了,支撑后旋翼的“柱子”太过高大,阻力巨大。
  并列双桨通常是安装在机翼翼尖的,翼展由旋翼半径决定,没有办法靠上下重合而缩短翼展,在气动上难于优化。左右旋翼之间要设交叉的同步轴,以保证左右两副旋翼永远同步。还有一个问题是,左右旋翼都在机身中段附近,仅靠周期距,俯仰控制力矩不足。但这都不是最大的问题,最大的问题是横滚稳定性,两侧旋翼升力不均匀时,飞机会发生横滚,如果在急速下降过程中,飞机不幸进入自己的下洗气流,旋翼效率急剧降低,旋翼越用力,越使不上劲,好像汽车轮子打滑一样,加剧横滚的不稳定倾向,飞机在几秒钟内就可以倾覆失控,V-22 的几次坠毁就是这样造成的。强烈的不对称气流扰动也可以造成这个现象。发动机安装在机身还好说,要是发动机安装的机翼翼尖,离重心很远,进一步加强了横滚不稳定的倾向。
  共轴双桨用套筒轴驱动上下两副反转的旋翼,同样有串列双桨的上下旋翼之间的间距问题,间距小了,上下旋翼有可能打架;间距大了,不光阻力高,对驱动轴的刚度要求也高,而大功率的套筒轴本来在机械上就难度很大。套筒轴不光要传递功率,还要传递上面旋翼的总距、周期距控制,在机械设计上有相当的难度。由于非对称升力的缘故,反向旋转的上下旋翼的旋转平面有在一侧“交会”的倾向,这进一步增加了对上下旋翼之间间距的要求,并且带来向交会一侧转弯必须比向另一侧转弯轻缓的要求。上旋翼处在“干净”空气中,下旋翼处在上旋翼的下洗气流中,这样,上下旋翼之间有相当的气动耦合,增加了气动设计的难度。由于共轴双桨没有尾桨,短短的尾撑用于支持垂直安定面,后者在前飞中提供像固定翼飞机一样的气动控制,减小周期距控制的负担。由于共轴双桨的机身短,受侧风影响较小。共轴双桨的振动也由于两副反转的旋翼而较好地对消了,平稳性和悬停性好。共轴双桨在同等升力下,旋翼直径可以较小,直升机总尺寸较紧凑,“占地面积”较小,特别适合海军上舰的需要。
  交替双桨可算是共轴双桨的一个变种,从正面看,两副旋翼的翼尖路径(tip path plane,TPP)有交叉,会打架,但只要在算好时间差,你方唱罢我登场,不会打架的。最简单的情况,两副旋翼都是双叶,也就是只有一直线的前后两片桨叶,左旋翼的起始位置是东西向,右旋翼的位置是南北向,两副旋翼同步反向旋转,一个转到东西向的时候,另一个转到南北向,永远不会交会。交替双桨的优点是机械上比串列、并列和共轴双桨简单得多,缺点是旋翼的桨叶数也受到限制,到现在为止,没有超过双叶的,所以只适用于不超过一定尺寸的直升机。
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