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直升機是如何飛行的?原理很多人不知道

私人飛機網 更新時間:2020-06-10 10:02:07 來源:百度 字號:

  與固定翼飛機相比,直升機飛行的自由度極高,它不需要專用跑道,也不需要空曠的飛行空間,在各種人跡罕至的地方垂直起飛降落,自由自在地穿梭于山川峽谷之中或高樓大廈之間。憑著獨特的飛行特點,直升機在人類生活中扮演著難以替代的角色。

  那么,直升機是如何實現任意方向自由飛行的呢?答案就在直升機的旋翼系統里,旋翼系統是直升機區別于固定翼飛機的主要標志,也是直升機能夠自由飛行的關鍵所在。

  這是國產大型民用直升機AC313主旋翼的一片槳葉,可以看到槳葉剖面上面凸一些下面平一些。當直升機旋翼轉動時,每一片轉動的槳葉上方空氣流速快壓強小,下方空氣流速慢壓強大,上下形成的壓力差就產生了升力,當全部槳葉產生的升力大于直升機自重時,直升機就飛起來了。

  常見的直升機在尾巴處還會有一副尾槳,它又是做什么的呢?原來,按照牛頓第三定律“力的作用是相互的”,發動機驅動旋翼旋轉,旋翼也會對機體產生反作用,也就是反扭矩,反扭矩使得機身會向旋翼旋轉相反的方向旋轉。而在機尾處安裝一個向側面產生推力或拉力的尾槳,利用尾槳轉動產生的力就可以來平衡主旋翼產生的反扭矩,從而保證直升機在飛行中能夠保持平穩。

  直升機主旋翼上每一片槳葉的水平方向傾斜角度,也就是迎角,都是可以操控的,而旋翼產生的升力也會隨著迎角的變化而變化,一般迎角越大,升力越大。

  當向上的升力大于直升機的重量,直升機就會上升,小于就會下降,剛好相等時直升機就懸停在空中了。直升機槳葉旋轉時,形成一個旋轉平面,也就是槳盤平面,通過控制槳盤平面向前、后、左、右等各方向傾斜就可以改變旋翼的拉力方向,從而實現直升機向前后左右不同方向飛行。直升機槳盤控制十分復雜,為了實現對槳盤角度的控制,工程師們發明了絞鏈機構來連接槳葉和槳轂,通過周期性的改變各片槳葉的傾斜角度,使槳盤平面向各個方向傾斜,從而讓直升機可以向前后左右任意方向飛行。

  尾槳的槳葉迎角也是可以調節的,尾槳產生的力的大小因此也是可以調節的,當尾槳產生的力大于或小于平衡反扭矩所需要的力時就可以實現直升機的左右轉向。

  從直升機飛行背后的物理原理,我們知道駕駛直升機的挑戰性非常高,因為槳葉微小調整會引起直升機姿態的巨大變化,在航空人的努力下通過先進的自動控制系統直升機變得越來越好飛,飛的也更快更高更靈活啦!

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