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直升机全方位讲述

时间:2011-04-04 21:08来源:蓝天飞行翻译 作者:航空 点击:


2主桨叶
由于桨叶是在不断转动的,桨叶的速度和相对气流的速度沿着桨叶的叶根到叶尖将是逐渐增大的。根据升力公式,桨叶产生的升力的大小取决于攻角和相对气流的速度,因此桨叶上的升力从叶根至叶尖也是逐渐增大的,升力图形如图 1-10所示。这种情况将造成桨叶上产生不必要的弯曲负载。

图 1-10桨叶上升力的分布平衡桨叶翼展方向升力的方法有两种:
1
)锥形桨叶:将桨叶做成锥形,使得翼型的弦线长度从叶根至叶尖逐步

减小,桨叶表面积也因此逐步减小,根据升力公式,面积的减小将使升力减小而达到沿叶片展向升力的均衡。

2
)扭转桨叶:将桨叶角从叶根至叶尖设计成下洗,即桨叶角逐步减小,则攻角也逐渐减小,升力图形如图 1-11所示。

 

图 1-11扭转桨叶的力的分布现代直升机的主桨叶同时采用了上述两种方法,例如西科斯基(SIKORSKY)公司的桨叶的下洗角(扭转角)一般为 7o。


第 1.3节推力和阻力
1.3.1推力的产生
旋翼旋转平面倾斜后,旋翼有效力的水平分量就是推力,推力的大小取决于桨盘倾斜的角度。倾斜角越大,推力越大,同时升力将越小,也就是说,当推力增加时,必须增大旋翼有效力才能保持足够的升力来平衡飞机的重力。
一旦飞机进入转换飞行状态,主桨盘的前倾将引起飞机机身的前倾,从而使整个主桨毂前倾,主桨毂又是和主桨轴装配在一起的,因而主桨轴也会前倾,这时周期操纵量就可以减小。
周期变距杆移动后,整个旋翼旋转平面倾斜,桨叶角交替变化,桨叶向上或向下挥舞。
图 1-12说明了当机身姿态变化后能够引起旋翼旋转平面的进一步变化从而周期操纵量可略微减小。

图 1-12机身姿态的变化

1.3.2阻力的产生
任何物体在空气中运动都将产生阻力,这是因为空气作为一种流体具有粘性,可以阻碍物体的运动,由此产生阻力。对于直升机来说,阻力有以下几种形式:
1)型阻(FORM
DRAG):

由机身的整体外形产生,良好的机身外形可以减小但永远不能消除这种阻力

2
)废阻(PARASITE DRAG):

由机身的外部附件如起落架、浮筒、外挂副油箱等产生,安装不正确的面板、受腐蚀的前缘等也会产生废阻。

3
)翼型阻力(ROTOR PROFILE DRAG):

由桨叶在空气中转动产生,桨叶角越大,阻力越大;桨叶角越小,阻力越小。

4
)诱导阻力(INDUCED DRAG):


当旋翼转动时,因桨叶的作用空气被诱导向下流过主桨毂,空气的流动产生反作用力,这种阻力叫做诱导阻力。诱导阻力在直升机悬停时最大,因为此时空气相对飞机没有运动;当直升机处于飞行状态,空气与飞机有相对运动,诱导阻力减小。

上述各种阻力作用于直升机和其旋翼系统,阻力的综合效应称作总阻力,在水平飞行状态,阻力的作用方向与推力相反,当飞行速度增加时,阻力也增加。阻力与推力相等时,直升机处于匀速运动状态。
阻力的作用方向永远与速度方向相反,大小与飞行速度的平方成正比。
在某种意义上说,阻力也可能单独作用在某片桨叶上。在现代直升机上具有垂直关节,这种垂直关节也叫阻力关节或摆振关节,它可以使桨叶在水平方向摆动。
必须允许每片桨叶在水平方向摆动的原因如下:
1
)桨叶的惯性:在旋翼开始转动和减速停车时,由于桨叶的惯性作用,会产生反向运动的趋势。

2
)阻力的交替变化:


飞行中当桨叶运动方向与气流流动方向相对时阻力增加,与气流流动方向相同时阻力减小。
3)科利奥里斯效应(CORIOLIS EFFECT)
根据动量守恒定律,当物体转动时,物体将保持匀速转动状态直到有外力改变其转动速度。当转动中物体的重心相对于转动轴的位置改变时,物体转动的角速度将改变。如果重心向着转动轴移动,转动的角速度增大,反之角速度减小。

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