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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:


图 1-19

1.5.2转换飞行状态
转换飞行状态是指除垂直飞行以外的其它飞行状态。要进入转换飞行状态,应将旋翼旋转平面向着所需方向倾斜,旋翼有效力的水平分量将使直升机向着所需方向运动。
如果桨叶的桨叶角增大,攻角增大,桨叶产生的升力增大,桨叶向上挥舞;反之,桨叶的桨叶角减小,攻角减小,桨叶产生的升力减小,桨叶向下挥舞。
因此如果桨叶在其转动的圆周中的前半周过程中桨叶角逐步增大,后半周过程中桨叶角逐步减小,则桨叶将在转动的圆周中前半周是向上挥舞,后半周是向下挥舞,最终的结果是旋翼旋转平面得到了倾斜,旋翼有效力得到了偏转。
图 1-22中的(a)指悬停状态,(b)指转换飞行状态。

(a)悬停状态 (b)转换飞行状态图 1-22旋翼有效力在不同飞行状态时的方向
实现转换飞行状态的操纵装置叫做周期变距杆(俗称 -操纵杆),它在驾驶舱中的位置与固定翼飞机上的操纵杆的位置相同。操纵周期变距杆将使所有主桨叶的桨叶角沿着圆周交替变化,桨叶随之向上或向下挥舞。
周期变距杆的操纵同样符合人的习惯,即前推周期变距杆,旋翼旋转平面向前倾斜,直升机向前飞行;如果想向左飞行,周期变距杆左推即可,依此类推。
不同的直升机采用了不同的操纵机构将周期变距杆的操纵传递到主旋翼上,最常见的是倾斜盘机构。倾斜盘机构通常由两个倾斜盘组成,一个是固定倾斜盘,一个是转动倾斜盘。当移动周期变距杆时,固定倾斜盘将向同方向倾斜,这个动作将传递到转动倾斜盘上使之同样倾斜,转动倾斜盘与变距机构直接连接,因此倾斜动作将逐渐反馈到桨叶上引起桨叶角的逐步变化,桨叶将在其转动圆周的一半中增加桨距,另一半中减小桨距,从而实现桨距的周期操纵。

 

第 1.6节升力不对称和桨尖失速
1.6.1升力的不对称
这种现象发生在水平飞行状态中,由于前进桨叶和后退桨叶的相对气流速度的变化,造成整个旋翼旋转平面上的升力的不对称。
从升力计算公式中可以看出,如果升力系数、空气密度和桨叶面积保持不变,升力的变化将与相对气流的速度的平方成正比。
如图 1-23,直升机的前飞速度假设为 100节,旋翼桨叶叶尖的转动速度为 500节,则前进桨叶叶尖的相对气流的合成速度为 500+100=600节,后退桨叶叶尖的相对气流的合成速度为 500-100=400节,由于两边的气流相对速度不同,而升力与速度的平方成正比,因此前进桨叶将比后退桨叶产生更大的升力。
前进桨叶
图 1-23升力的不对称
升力的变化量将引起前进桨叶向上挥舞,而后退桨叶将向下挥舞,桨叶的向上挥舞则会引起减小前进桨叶的攻角,桨叶的向下挥舞增大后退桨叶的攻角,从而最终达到使旋翼旋转平面的升力平衡。
但是,上述桨叶的上下挥舞平衡升力的不对称将引起另一个重要问题,桨叶在前进时向上挥舞和在后退时向下挥舞会使得整个旋翼旋转平面向后倾斜,而直升机前飞时旋翼旋转平面的向后倾斜显然不是我们所希望的。
因此,我们必须通过别的办法来平衡升力的不对称,那就是使用周期变距操纵法。为使直升机前飞,周期操纵杆将向前推,当直升机从过渡飞行状态转入到水平飞行状态时,直升机开始获得前进速度,旋翼旋转平面两端会产生升力的不对称而引起旋转平面有向后倾斜的趋势,这时将周期操纵杆向前稍微推一定量,将使前进桨叶的攻角减小,桨叶产生的升力减小,后退桨叶的攻角增大,产生的升力增大以达到升力的平衡,这种方法叫做人工周期变距法。
图 1-24描述了周期变距法的过程。

(a)悬停 (b)过渡飞状态 (c)水平飞行状态
图 1-24周期变距法在实际操作飞行中,飞行员通常是将周期杆的前推量一次推到位,使旋转平面前倾,这样既获得前飞速度,同时又有足够的量克服旋转平面的后倾趋势。

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