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旋翼机原理(旋翼机飞行原理)
核心提示:旋翼在飞机旁边运动时,搅动气流,产生升力,使飞机失速时不会坠落。当时,他的发明被新闻界称为“风车飞机”。1925年,Sheba在汉浦县方白鹿皇家空军事基地进行了之一次正式试飞。
在20世纪,飞机经常因故障而熄火,导致许多人死亡。西班牙工程师谢巴发明了旋翼飞机,试图解决这个问题。旋翼运动时,激起气流旋转,产生升力,这样飞机失速时就不会掉下来。当时,他的发明被新闻界称为“风车飞机”。1925年,沙巴在汉浦县方白鹿皇家空军事基地进行了之一次正式试飞。三年后的1928年,谢巴驾驶旋翼机,在37分钟内成功横渡英吉利海峡。此后,英美一些公司开始制造用于搜索和测量的旋翼机。1936年12月,示巴的民用飞机在伦敦克罗伊登机场起飞时熄火并坠毁。他在这场灾难中丧生。虽然旋翼机和直升机一样,依靠旋翼产生升力,但它不是直升机。旋翼机和直升机更大的区别是旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连。发动机不是驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼飞机飞行过程中,通过气流吹动旋翼产生升力。
乍一看,旋翼机和直升机完全一样:它们的头上都有一对大直径的旋翼,飞行时依靠旋翼的转动产生升力。但是除了这些明显的一致性,旋翼机和直升机是两种完全不同的飞机。
其实旋翼机是介于直升机和飞机之间的飞行器。除了转子,它还有一对螺旋桨提供前进动力。一般来说,它还配备了一个较小的机翼,以在飞行中提供一些升力。旋翼机和直升机更大的区别是旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,前方气流吹动旋翼旋转产生升力,像风车一样;直升机的旋翼与发动机传动系统相连,不仅能产生升力,还能提供飞行动力,就像电风扇一样。旋翼旋转时传递给机身的扭矩很小,所以旋翼机不像单旋翼直升机那样需要尾桨,一般都是加装尾翼来控制飞行。
在飞行中,旋翼机和直升机最明显的区别就是直升机的旋翼前倾,而旋翼机的旋翼后倾。
因为旋翼机的旋转动力是由飞机前进获得的。万一发动机停在空螺旋桨不转,旋翼机会根据惯性继续向前飞,逐渐降低速度和高度。同时,当高度下降时,会有自下而上的相对气流,旋翼可以旋转提供升力。这样,直升机就可以在飞行员的控制下安全地在公路上滑行。即使机组人员控制不了,旋翼机失控,也会像降落伞一样降落。虽然粗糙,但不会像地磅落地那样。
当然,直升机也有在旋转下缘安全着陆的能力。但是它的旋转需要从动态过渡到旋转状态,这个过渡会失去一定的高度。如果飞行高度不够,直升机可能没有时间进行过渡和触地。旋翼机本身就是在旋转的状态下飞行,不需要转场,所以不存在安全转换所需的这种高度约束。
因为旋翼机的旋翼是无动力的,所以不存在动力驱动旋翼系统产生的大的振动和噪音,也不会缩短旋翼、机体等的使用寿命。或者由于这种振动和噪音而增加乘客的疲劳。显然,旋翼机动力螺旋桨的影响要小得多。
此外,旋翼机还有一个很有价值的特点,就是它的着陆滑行距离比起飞滑跑距离要短得多。即使操纵得好,也可以不滑行就地降落。只要比旋翼直径大,就能落地。没那么平也没关系,甚至可以落在旅游船的顶篷或者甲板上。
旋翼机风阻大,起飞时喜欢有风。对于常规旋翼机来说,风有利于旋翼的启动和加速,可以缩短其滑翔的跳跃。当风速达到足够的时候,一般的旋翼机也可以垂直起飞。一般来说,旋翼机的风阻比同量级的固定翼飞机强,但与直升机大致相当,甚至“在乱流和强风中的飞行能力超过了直升机的使用极限”。
由于旋翼机没有尾梁、尾传动系统和减速器自动倾翻装置,而且大多数旋翼机没有主旋翼传动系统和主减速器,结构简单,所以价格低廉,故障率低。此外,使用和维护简单方便。所需成本也低。
旋翼机比直升机容易驾驶得多。国外一些旋翼机-操作训练中心,对于没有驾驶过任何飞机的新手,一般经过两天的训练和飞行就可以单飞,而对于受过训练的人,只需要一天。
旋翼机虽然古老,但也是一种正在蓬勃发展的年轻飞行器。其易用、安全、便捷的特点将使其在未来的飞机家族中仍然占有一席之地空。