直升机原理详解
时间：2011-04-05 10:12来源：蓝天飞行翻译 作者：航空 点击：次
|
贝尔当然不会把倾转旋翼的概念只用在载人飞机上，在如火如荼的无人机领域，贝尔也推出了采用倾转旋翼的“鹰眼”（Eagle Eye） / “鹰眼”预计要和海军或海岸警卫队的舰船配合行动，所以有很高的上舰要求 尽管 V-22 在研制过程中遇到严重的问题，美国军方对用具有垂直/短距起落能力的运输机作为战术空运主力的概念依然不肯放弃，在 V-22 尚未大规模服役时，已经开始对更大型垂直/短距起落运输机的研制，贝尔的方案自然是 V-22 的延伸：采用四旋翼的倾转旋翼方案，即所谓 quad tilt rotor。值得注意的是，倾转旋翼的发动机通常都是成双布置的。除非在机顶重心处安装一根很高的桅杆，倾转旋翼基本不可能是单旋翼的。 贝尔提出的四旋翼倾转旋翼（Quad Tilt Rotor，简称 QTR）方案，用于担当美军战场空运的主力 / 媒体为新飞机的名字都想好了：V-44，尽管军方并没有这样的命名 四旋翼尽管顺理成章，但平飞时前后旋翼之间相互之间的气动干扰可能会很严重，尤其是机动飞行的时候，后发动机也要避开前发动机的尾流 / QTR 可以用于在城市中心机降“重型部队”（相对空降兵来说） QTR 的结构想象图，传动轴不仅要左右同步，前后也要同步，复杂性和重量肯定要增加 QTR 是和 Groen Brothers 的 Gyrolifter 竞争，当然也不会忘了海军型 / 四旋翼倾转旋翼运输机的另一个方案 NASA 还在研究更大型的 QTR，用于民航 螺旋桨可以看成小直径、宽弦、大弯度的刚性旋翼，除了桨距以外，没有挥舞铰、摆振铰之类的，只是螺旋桨一般比刚性旋翼的直径小一点就是了。不过直径小，对减小前飞阻力具有不可置疑的好处。只要能够满足垂直起落要求，用螺旋桨代替旋翼是倾转旋翼的一个自然的延伸，Curtis-Wright 就是这方面的先驱。Curtiss-Wright 是航空先驱 Glenn Curtiss 和 Wright 兄弟的公司合并的结果，50 年代时已经落后于喷气时代，但在螺旋桨领域还是一方好汉。倾转的螺旋桨称为 tilt prop。螺旋桨需要较高的转速才能产生足够的推力，这对小直径刚性的桨叶不成问题。不过 Curtiss-Wright 的研究机没有发展到 V-22 的阶段，估计快速下降时，会有更严重的“涡流环”问题。但是 Curtiss-Wright 的螺旋桨还有玄机在里面。普通螺旋桨是针对迎面气流的，如果把螺旋桨略微向上倾斜一点，下行的桨叶相对迎面气流的迎角增加，上行桨叶的迎角减小，这样下行桨叶产生向下的划动大于上行桨叶产生向上的划动，产生所谓“轴向升力”（radial lift），可以减小机翼面积，有螺旋桨产生部分升力。这里要注意的是，螺旋桨抬起来一点，倾泻的推理矢量本身就产生一点向下的升力分量，但轴向升力比这点升力分量要大很多。为了最大限度地实现轴向升力，螺旋桨的桨叶应该是宽弦、大弯度的。Curtiss-Wright 先研制 X-100 研究机，特意设计了出奇地小的机翼，以证明轴向升力的概念。不过要是现垂直起落，还是要老老实实把发动机竖起来，推力朝下。在向军方游说假如下面还要提到的三军联合直升机计划后，空军同意投资，这以后Curtiss-Wright 在已经部分完成的 M-200 试验机基础上，大规模展开四发动机的 X-19 的研制，采用四个角落的四台发动机的差动升力控制横滚和俯仰姿态，螺旋桨的差动扭力控制偏航。试飞中，控制反应不够灵敏，控制力矩不足，但机械可靠性是最大的问题，主齿轮箱的寿命只有 50 小时，发动机的倾转机构只有 15 小时的寿命。在 50 个起落的试飞中，留空时间一共只有 4 小时，计划在 4 个月后放弃了。 Curtiss Wright X-100 是 X-19 的先驱，只有两台发动机，采用导至机尾的发动机废气喷管提供姿态控制，效果不好 |
推荐内容
热点内容
