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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:


科利奥里斯效应的最佳例子是花样滑冰选手所作的冰上转圈运动。在转圈初期,选手通常将手臂伸出以保持平衡,转动中逐渐将手臂收拢直至环抱于胸前,没有施加任何的外力但此时的转动速度增大,这是因为手臂的收拢改变了人体的重心位置。当转动结束时手臂再次展出,转动速度又逐渐减慢。
对于直升机的主桨叶,当桨叶向上挥舞时,重心向转动轴靠拢,桨叶加速;桨叶向下挥舞时重心向外移动,桨叶减速。需要注意的是科利奥里斯效应在直升机处于过渡飞行状态时最大,悬停时则不存在。图 1-13显示了桨叶在挥舞时重心位置的变化。
图 1-13桨叶挥舞时重心的改变
4)胡克效应(HOOKER JOINT EFFECT)当桨叶形成的转动锥体的轴与主桨轴不再重合时,会产生胡克效应。
直升机在悬停状态时,两个轴互相重合,进入过渡飞行状态时,由于旋翼旋转平面相对于主桨轴产生倾斜而产生胡克效应,也叫万向节效应(UNIVERSAL JOINT EFFECT)。
为保证旋翼转速不变,前进桨叶(桨叶运动方向与气流流动方向相反)必须加速,后退桨叶(桨叶运动方向与气流流动方向相同)必须减速。
科利奥里斯效应和胡克效应在过渡飞行阶段是同时存在的,实际上在飞行中两种效应互相作用互相抵消,桨叶在垂直关节上的水平摆动量很小,只有当飞机振动较大时反应量才较大。

图 1-14胡克效应

1.3.3功率变化
本节着重阐述飞行速度增大时为保持平飞功率的变化情况。
图 1-15给出了飞行速度与功率的曲线图,图中上部的直线代表最大可用功率,当扭矩 Tq、旋翼转速 Nr、高度不变时,可用功率是恒定的,因此图中的直线位置也将保持不变。可用功率线的位置取决于大气条件如大气温度、大气压力、大气密度等。例如,在热带气候条件下飞行,可用功率线比在温带气候条件下更低。
图 1-12胡克效应最大可用功率

无地效悬停
有地效悬停
图 1-15功率曲线变化
从曲线中可以得到以下结论:
1
)直升机在无地面效应条件下悬停需要的功率大于在有地效条件下悬停需要的功率。

2
)当直升机从悬停状态向直接飞行状态转变时,需要增加功率。在地面效应失去时所需功率值与无地效时的相同,此时飞行速度约 15节(knots)

3
)当直升机的飞行速度大于 15节并且开始加速时,旋翼诱导阻力将减小,速度越大,诱导阻力的减小量越大,因此总阻力减小。

4)当飞行速度达到
60节时,直升机的废阻等阻力增大,且其增加量抵消了诱导阻力的减小量,从而使得总阻力增大,需用功率也增加。

5
)由于阻力的大小与速度的平方成正比,因此当速度超过 80节后阻力增大的影响迅速增强,必须不断增加功率输出克服阻力的增大。必须指出,只要需用功率曲线在可用功率线之下,直升机可以在任何条件下飞行,包括在任何速度下爬升,但升降速度取决于剩余功率的多少。


如果在热带气候条件下起飞时需用功率大于可用功率,则必须减小直升机的起飞重量或者使用滑跑起飞。


第 1.4节悬停和地面效应
1.4.1垂直飞行
直升机的一个重要特点是具有垂直上升和下降的能力,不需要跑道起飞,而且
降落场地的限制条件也不用那么高,如海上钻井平台、丛林的空地等均可降落。如前所述,旋翼有效力的作用点在桨盘的中心,作用方向与叶尖旋转平面垂直。如果所有桨叶的桨叶角同时且等量增加,每片桨叶产生的升力将增加,旋翼有
效力的大小将增加,当旋翼有效力增大到大于直升机的重力时,直升机将垂直上升。
通过主桨叶桨叶角的同时等量变化获得垂直飞行被称作变总距,驾驶员实现变总距的方式是通过总距杆来实现,通常位于驾驶员位置的左侧,操纵遵循自然法则,即提起杆飞机上升,放下杆飞机下降。

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