在人类航空史上,直升机和固定翼飞机的发明具有里程碑意义。根据传统旋翼机飞行原理,直升机前飞时,各片旋翼桨叶的旋转速度相同,但相对于气流的速度不同,当直升机的旋翼转速过快时,前行桨叶会产生激波,后行桨叶则会发生失速现象。
来源:环球网美国密歇根州22岁的女子瑞利·斯普兰(Ryleigh Splan)近日拍到了一段神奇的视频,视频中一架直升机缓慢升空时,螺旋桨看起来却像静止不动。据报道,斯普兰在密歇根大学医院工作,她在医院窗口捕捉到了这段直升机起飞的过程。
序言直升机旋翼桨叶的数量是否会影响直升机的性能?体型越大的直升机,叶片的数量越多吗?为什么有的直升机螺旋桨上是四片叶子,而有的却是两片叶子呢?如果你仔细观察过直升机的外形,就会发现一个很奇怪的现象,就是它们的螺旋桨桨叶数量都不同。
在上世纪六十年代末西科斯基公司开始考虑“前行桨叶概念旋翼”飞行器的时候,他们对于这种新构型的复合式直升机的关注焦点主要还是在“共轴刚性双旋翼系统”上,对于辅助推进装置,他们的想法很简单:够用就行。图 1 XH-59A的出现见证了一种新构型高速直升机的诞生。
螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转,将发动机转动功率转化为推进力的装置,可有两个或较多的叶与毂相连,叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器,螺旋桨分为很多种,应用也十分广泛,如飞机、轮船的推进器等。
贴地飞行、和赛车比赛、与战斗机交叉前行,在空中倒飞、翻滚、360度无死角转动。直升机的飞行原理是什么?普通人如何在三分钟内学会开直升机?与双翼固定翼飞机不同,直升机要想升空,全靠头顶上的旋翼转动,但它的升降以及飞行速度快慢等,并不是由桨叶旋转的快慢决定的。
从道理上来讲,在空气中或水中,螺旋桨所起的作用应该是相同的。与机翼不同的是,机翼上各点在飞机飞行时做平行运动,它们的速度是一样的,迎角也是相同的;而螺旋桨是在做旋转运动,其根部运动速度慢,产生的推力小受力也小;而其顶部,运动速度快,产生的推力大,受力也大。
作者:丁尹Ref : WANG B, YUAN X, ZHAO Q, 等, 2020. Geometry Design of Coaxial Rigid Rotor in High-Speed Forward Flight[J/OL].
这样能平衡单相转动偏转力矩,第一层桨叶,为第二层桨叶提供改善了“预压缩”气流,这种技术应用在喷火战斗机上已经得到了验证,而且美国SB-1和俄罗斯卡52,这两款先进的武装直升机上也都采用了这种共轴反桨技术。
爱因斯坦的狭义相对论认为,运动的物体所对应的时间会变慢,那么在飞机高速飞行的过程中,坐在窗户旁边的乘客往往会发现,飞机转动螺旋桨的叶片转速好像很慢,但我们知道事实上那个螺旋叶片转动速度是非常快的,这难道仅仅是错觉吗?还是爱因斯坦的狭义相对论已经告诉了我们呢?