1

其實(shí),只要槳葉的受力角度搞正確,即使直升機(jī)是靜止的,直接用槳葉把它給架起來(lái)也是可以的,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是:槳葉在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候是一個(gè)怎樣的角度以及是如何受力的,那么靜態(tài)時(shí)的槳葉也需要以同樣的角度去受力,這樣的話,槳葉就能把機(jī)身給架起來(lái)。大家不要想當(dāng)然的覺(jué)得直升機(jī)的槳葉在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候是水平的啊,然后覺(jué)得槳葉對(duì)機(jī)身的作用力就是簡(jiǎn)單的垂直向上,這樣去理解就錯(cuò)了,為什么?因?yàn)?strong>槳葉并不是直接跟槳軸連接在一起的,而是通過(guò)一個(gè)叫做“揮舞鉸”的部件后才和槳軸連接在一起,這個(gè)揮舞鉸的作用就是使槳葉能夠上下擺動(dòng),保證飛行器在飛行時(shí)的穩(wěn)定(揮舞鉸的具體作用這里不作詳細(xì)討論),所以,在揮舞鉸的作用下,直升機(jī)的槳葉在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候其實(shí)是這樣的:

▲直升機(jī)槳葉受力分析圖

槳葉在旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)稍微向上抬,形成一個(gè) 類似“倒錐形”的結(jié)構(gòu),如上圖所示,從圖中的受力分析我們可以看到,槳葉在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,除了會(huì)受到升力的影響外,同時(shí)還會(huì)受到自身離心力(一種虛擬的慣性力)的影響,其中力F1是離心力沿槳葉方向的分力,F(xiàn)2則是與升力相反方向的分力,F(xiàn)2可以抵消掉一部分升力,使槳葉不能在升力的作用下無(wú)限度的往上抬,而是保持在一個(gè)特定的角度,而且根據(jù)槳葉不同位置距離槳軸的距離不同,受到的升力和離心力的大小也是不同的,即槳葉受到的升力也并不是簡(jiǎn)單的直接槳葉的某一點(diǎn)上,而是需要分配到槳葉的任何一個(gè)位置,同時(shí),離心力的分力F1同時(shí)會(huì)對(duì)槳葉產(chǎn)生一個(gè)“拔”的力,這個(gè)力沿著槳葉方向簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是:槳葉不僅僅受到往上“抬”的力,同時(shí)還會(huì)受到一個(gè)“拔”的力!鞍巍绷Φ氖芰Ψ治龃蟾湃缦聢D所示:

圖中F合為F1和F2的合力,這個(gè)合力同樣起到把直升機(jī)拉起來(lái)的作用,所以,對(duì)于直升機(jī)的槳葉來(lái)說(shuō),首先是升力并不是作用在某一個(gè)點(diǎn)的,而是需要分配到整個(gè)槳葉上,同時(shí)離心力分力F1的作用會(huì)進(jìn)一步減輕槳葉的負(fù)擔(dān),關(guān)于這個(gè)對(duì)槳葉的“拔”力,我們可以這樣理解,舉一個(gè)例子:用三條長(zhǎng)的薄鐵片看做是直升機(jī)的槳葉,一個(gè)重物看做是直升機(jī),鐵片固定在重物上,此時(shí)如果你直接用鐵片抬,那么肯定不能把重物給抬起來(lái),鐵片會(huì)彎掉,但是如果從一定的角度(倒錐形)同時(shí)拉這三條長(zhǎng)鐵片的話,那么就能很輕松的把重物給抬起來(lái)了。因此,直升機(jī)的槳葉就有點(diǎn)類似這個(gè)原理,在不考慮流體對(duì)槳葉升力的話,我們可以直接理解成是通過(guò)“拉”或者“拔”槳葉把直升機(jī)帶起來(lái)的。

▲“倒錐形”轉(zhuǎn)動(dòng)的槳葉

因此,如果想要在靜態(tài)的時(shí)候通過(guò)槳葉把直升機(jī)“抬起來(lái)”,那么就應(yīng)該把槳葉稍稍往上抬一定的角度,然后沿著槳葉的方向施加拉力,即通過(guò)“拔”、“拉”槳葉把直升機(jī)給架起來(lái),而不會(huì)直接往上抬槳葉,直接往上抬的話,力的作用就集中在槳葉的某一個(gè)點(diǎn),肯定是行不通的,而通過(guò)拉槳葉的話,其實(shí)力作用點(diǎn)就是在槳軸上,而不是直接在槳葉上,這種情況下,是有可能在靜態(tài)時(shí)通過(guò)槳葉把直升機(jī)“拉”起來(lái)的!

最佳貢獻(xiàn)者
2

這說(shuō)法是錯(cuò)的!機(jī)翼的強(qiáng)度是可以支撐起整架飛機(jī)重量的,真正承載直升機(jī)全身重量的地方是在機(jī)翼寬與機(jī)身側(cè)寬一樣長(zhǎng)的那段范圍內(nèi)。我們仔細(xì)去觀察直升機(jī)機(jī)翼會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)翼的厚度是中間厚然后往兩邊不斷打薄的,這是在設(shè)計(jì)直升機(jī)機(jī)翼強(qiáng)度的時(shí)候有一個(gè)指標(biāo),那就是在機(jī)翼側(cè)寬長(zhǎng)度的范圍內(nèi)要架得起整架直升機(jī),像美國(guó)的阿帕奇直升機(jī),在這個(gè)部分的厚度是5厘米,這種厚度已經(jīng)持平航母的甲板了,航母都能夠起降幾十噸戰(zhàn)斗機(jī),直升機(jī)機(jī)翼自然也架得起整個(gè)直升機(jī)。

其次,平衡力作用。架住機(jī)翼兩邊邊角這種抬架方式將使得機(jī)翼的受力點(diǎn)局限到兩個(gè)點(diǎn)上,而這兩個(gè)受力點(diǎn)又因?yàn)楦軛U的原理造成的超過(guò)機(jī)身重量好幾倍的重量。但是直升機(jī)旋翼卻不是這種工作原理的,直升機(jī)旋翼工作以后,這個(gè)受力點(diǎn)是一個(gè)非常均勻的著力方式,以旋翼中心慢慢的往兩邊攤開(kāi)受力,越靠近旋翼中心的部位受力最大,越靠近邊翼則越小。也就是說(shuō),在直升機(jī)機(jī)翼最薄的地方實(shí)力受力非常小。

3

在直升機(jī)從地面上起飛時(shí),有些人會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)細(xì)節(jié):在發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有啟動(dòng),旋翼沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),旋翼軟軟的下垂,有時(shí)甚至能看見(jiàn)兩個(gè)地勤扛著一片槳葉走。但是在轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)之后,旋翼被拉直,就能輕松的帶著直升機(jī)和重重的貨物飛起來(lái),這是為什么呢?其實(shí)答案就藏在一個(gè)細(xì)節(jié)里:在沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),旋翼下垂,而轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后,旋翼就被拉直了。

現(xiàn)代的先進(jìn)直升機(jī)采用的是復(fù)合材料槳葉,相比傳統(tǒng)的金屬槳葉,質(zhì)量大大下降,甚至能降到兩三個(gè)人就能輕松抬走的地步。而且復(fù)合材料槳葉有各向異性,在垂直于軸線的方向上很軟,受到這些力時(shí)會(huì)發(fā)生很大彎曲,甚至?xí)恢苯诱蹟。所以直升機(jī)在靜止時(shí)不能用槳葉吊起來(lái)。而在高速轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)之后,旋翼除了受到空氣升力,還會(huì)受到旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的離心力,這正是旋翼能支撐起飛機(jī)的關(guān)鍵。受到升力作用后旋翼會(huì)微微上翹,偏離旋轉(zhuǎn)軸面,連帶升力也離開(kāi)垂直方向。而離心力方向一直沿著軸面,加上槳轂的拉力,這些力會(huì)遵守高中學(xué)過(guò)的力的合成規(guī)則,產(chǎn)生一個(gè)垂直向上的合力,這個(gè)合力才是帶動(dòng)飛機(jī)的關(guān)鍵。

這個(gè)現(xiàn)象就和我們生活中的用繩子系著物體轉(zhuǎn)動(dòng)一樣,當(dāng)轉(zhuǎn)速足夠時(shí),就算沒(méi)有直接的向上的里,物體也會(huì)在合力作用下沿著螺旋線上升。在直升機(jī)上,正是離心力和其他力的合成作用讓旋翼承受了飛機(jī)的重力而不會(huì)被從中間折斷。這也正是復(fù)合材料非常適合制造旋翼的原因。復(fù)合材料里使用纖維增強(qiáng),而它能承受的順著纖維方向的力最大,其他方向的力卻卻不行。用它制成的復(fù)合材料也繼承了這一點(diǎn),順著纖維方向非常耐拉,但垂直于纖維方向就很軟。而直升機(jī)旋翼正是需要耐拉,所以用它制造再合適不過(guò)了。

4

個(gè)人理解這是個(gè)非現(xiàn)實(shí)又實(shí)際的問(wèn)題,直升機(jī)旋葉高速旋轉(zhuǎn)下由槳葉承受載荷,為直升機(jī)升空提供升力是其工作模式。感覺(jué)現(xiàn)實(shí)可能無(wú)需象測(cè)試固定翼飛機(jī)一樣,以槳葉吊掛的方式來(lái)測(cè)試提升整架直升機(jī)的能力,作想象的用來(lái)測(cè)試槳葉、機(jī)體等技術(shù)性指標(biāo)的可能性吧。

既然問(wèn)答提出了否定靜態(tài)靠支撐(吊掛)槳葉來(lái)懸空(提升)直升機(jī)之問(wèn)。那個(gè)人就依此設(shè)想猜測(cè)可能的結(jié)果及可能的方式嘍。

表面看直升機(jī)靠其槳葉旋轉(zhuǎn)提升機(jī)體,實(shí)際機(jī)體重量(當(dāng)然也包括槳葉自重)是由槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí),推動(dòng)空氣下排帶來(lái)的反作用力,給機(jī)體提供克服機(jī)體重力的上升力而飛行。此時(shí)槳葉推動(dòng)空氣是全槳葉面做功實(shí)現(xiàn)的,而且槳葉之各區(qū)位因旋轉(zhuǎn)離軸距離的不同,槳葉各區(qū)域?qū)諝獾木速度就有高低了,而速度又決定著此處槳葉推動(dòng)空氣時(shí)其承載的反作用力,故旋葉各部位的單位面積下承受之力,隨離轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)近將有明顯的大小區(qū)別。也就是說(shuō)越離槳葉旋轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)的,單位面積相對(duì)應(yīng)的與空氣接觸的線速度越高,其槳葉單位面積承受之作用力越大。故槳葉旋轉(zhuǎn)提供直升機(jī)升力的大小,并非均分在槳葉的單位面積上,它只顯現(xiàn)綜合給出直升機(jī)由槳葉提供升力的現(xiàn)象罷了。

如簡(jiǎn)單的以固定翼飛機(jī)的機(jī)翼測(cè)試載荷方式,給直升機(jī)做一些所謂較密集的一般性鋼性等高支點(diǎn)做支撐,再以機(jī)體重量做配載的,估計(jì)將會(huì)直接損壞槳葉(也就是說(shuō)無(wú)法以該方法正常支撐起直升機(jī))。原因是此時(shí)鋼性支撐相當(dāng)于給槳面做均分承載了,而槳葉的柔性會(huì)讓轉(zhuǎn)軸近處葉片實(shí)際承載又會(huì)過(guò)大,故無(wú)法正常的將機(jī)體提升(強(qiáng)行將因而損壞槳葉),此支撐方法它應(yīng)該是不符合槳葉的實(shí)際承載能力范圍的。

要假設(shè)能做到靜態(tài)靠槳葉吊掛(支撐)的成功,個(gè)人以為除非是在各部位支撐(此處只以支撐方式為例說(shuō)明,吊掛實(shí)際也一樣)點(diǎn)之承載力,相應(yīng)調(diào)整至相接近于其旋轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)態(tài)載荷范圍內(nèi),即假設(shè)各支撐點(diǎn)之支撐力可調(diào)節(jié)為前提,可調(diào)節(jié)意味著對(duì)應(yīng)正常工作時(shí)可變型的槳葉而言,此時(shí)支撐點(diǎn)就有高低出現(xiàn)了。調(diào)整顯現(xiàn)的是離軸近處單位面積支撐力會(huì)小,而遠(yuǎn)處同等單位面積支撐力為大,它必須做到單位面積支撐力大小符合動(dòng)態(tài)槳葉各部位不同的,其數(shù)值為其各部位實(shí)際所承載的相適應(yīng)范圍,這樣假設(shè)的條件下本人猜測(cè),還是可將本題之問(wèn)的不可能成為有可能噢。

當(dāng)然實(shí)際此種可能的做法是不現(xiàn)實(shí)也無(wú)大意義的,因?yàn)閷?shí)際操作還必須考慮到,因直升機(jī)旋葉面積小,它完全不同于普通固定翼飛機(jī)機(jī)翼(大面積),也就是說(shuō)直升機(jī)其槳葉單位面積承載的負(fù)荷比固定翼飛機(jī)之大翼要大的多的多,兩者相比旋葉的單位面積負(fù)荷就相當(dāng)?shù)母吡,為此理論上講支撐點(diǎn)的多少(密集度),需要多到不會(huì)因支撐點(diǎn)少而破壞槳葉的程度,據(jù)此條件下才有可能在靜態(tài)下,以提升(懸掛)槳葉的方式來(lái)懸空直升機(jī)機(jī)體。另外,因靜態(tài)下槳葉平面不具(少了)旋轉(zhuǎn)時(shí)的鋼性,此時(shí)的槳葉顯現(xiàn)的缺乏鋼性之特點(diǎn)下,它是否具有以支撐的方法來(lái)分擔(dān),那各自部位相應(yīng)的機(jī)體負(fù)擔(dān)重量,這也是個(gè)現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題哈。

對(duì)于實(shí)現(xiàn)靜態(tài)下由槳葉支撐(吊掛),來(lái)實(shí)現(xiàn)所謂支撐(懸空)直升機(jī)的邏輯之必要性認(rèn)識(shí)。個(gè)人以為,因直升機(jī)槳葉以旋轉(zhuǎn)槳葉(從某種角度也可講成特殊的翼)為其工作狀態(tài),不同于固定翼飛機(jī)之翼的其等面積等負(fù)荷,據(jù)此靜態(tài)下可做近似的模擬測(cè)試,而直升機(jī)它是無(wú)法靠靜態(tài)的方法,來(lái)做其旋葉的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)試的。因?yàn)樾龢~與固定翼的使用工況是完全不同的,其槳葉承載的負(fù)荷與槳葉之區(qū)域的不同,還有轉(zhuǎn)速快慢的不同,顯現(xiàn)出槳葉整體與槳葉局部承載受力均是在變化的,槳葉靜態(tài)之下根本無(wú)法還原或模擬其旋轉(zhuǎn)時(shí)的真實(shí)工況。據(jù)此個(gè)人以為這純粹只是個(gè)因問(wèn)而答的問(wèn)題,以上假設(shè)成立之答題,應(yīng)該與實(shí)際直升機(jī)的開(kāi)發(fā)或研究無(wú)關(guān)噢。

以上純屬個(gè)人認(rèn)知和理解及猜測(cè),有誤可直言批駁或指正哈。

5

我是小地,我來(lái)回答!確實(shí),直升機(jī)是靠螺旋槳能夠“提起”機(jī)身,但在地上卻撐不起它!直升機(jī)是不需要經(jīng)過(guò)跑道滑行而直接垂直起飛及降落的航天器,它之所以能夠?qū)崿F(xiàn)垂直起飛及降落,這是與它的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的。

我們都知道,飛機(jī)之所以能夠飛行,并非像地面上飛馳的小汽車那樣是靠實(shí)打?qū)嵉纳沧Ф鴮?shí)現(xiàn)的,它涉及到機(jī)械構(gòu)造、空氣動(dòng)力學(xué)以及飛行力學(xué)以等很多方面的知識(shí),說(shuō)白了直升機(jī)就是靠“借力”飛行的。話不多說(shuō),先上一張圖,看看直升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)圖解。

從上圖可以看到,在直升機(jī)的上方有個(gè)巨大的螺旋槳(準(zhǔn)確的叫法是“旋翼”),而直升機(jī)就是靠發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋翼提供升力把直升機(jī)“托起”在空中的。在直升機(jī)的尾部則也有一個(gè)小的螺旋槳,它是用來(lái)平衡反扭矩和對(duì)直升機(jī)進(jìn)行航向操縱的部件。

通過(guò)牛頓第三定律我們知道“相互作用的兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,且作用在同一條直線上”,因此,如果直升機(jī)上只有一個(gè)旋翼沒(méi)有其他措施的話,當(dāng)直升機(jī)在啟動(dòng)被“托起”的一瞬間便處于搖擺狀態(tài),對(duì)飛行極為不利,而旋轉(zhuǎn)著的尾槳相當(dāng)于一個(gè)垂直安定面,能對(duì)直升機(jī)航向起到穩(wěn)定作用。

直升機(jī)的槳葉是由復(fù)合材料制作而成,它需要具有很好的韌性和抗疲勞性,因?yàn)樾聿粌H要提供向上的升力,還要在飛機(jī)姿態(tài)改變時(shí)承受各個(gè)方向的扭力,如果單純用一般的金屬材料,很有可能被扭彎或者折斷,導(dǎo)致直升機(jī)無(wú)法起飛或有墜機(jī)的危險(xiǎn)。

旋翼的槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)是做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)旋翼停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),旋翼的槳葉呈下垂?fàn)顟B(tài),當(dāng)旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于離心力大小的不同,槳葉處于拉平或上揚(yáng)的狀態(tài),在旋翼的旋轉(zhuǎn)作用下,空氣在槳葉的上下兩個(gè)面形成壓力差,使得直升機(jī)被“托起”。旋翼同時(shí),在直升機(jī)的旋翼上還安裝了自動(dòng)傾斜器,它能驅(qū)動(dòng)直升機(jī)傾斜來(lái)改變方向。

由于直升機(jī)具有方便靈活且不需要較高的起降條件,因此被廣泛應(yīng)用在運(yùn)輸、巡邏、旅游、救護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。

看完這些,你對(duì)直升機(jī)的飛行原理有了更深刻的認(rèn)識(shí)嗎?如果你有更為通俗易懂的解釋,歡迎在下方留言!

6

你架的方式不對(duì)。氣動(dòng)力是比較均勻的分布在整個(gè)葉面上,而不是集中在幾個(gè)支點(diǎn)上。真要玩,應(yīng)該像機(jī)翼載荷實(shí)驗(yàn)一樣弄無(wú)數(shù)個(gè)承力點(diǎn)。

很多人想到了旋翼旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力是否會(huì)幫助承力。理論上一定有影響,但是關(guān)鍵看數(shù)量級(jí)。

直升機(jī)旋翼都是輕質(zhì)材料,10噸級(jí)的阿帕奇,一片槳葉兩個(gè)人就抬走。個(gè)人估計(jì)離心力的垂直分量不會(huì)是升力的數(shù)量級(jí),因?yàn)榻嵌忍×。我們知道繃緊的晾衣繩,其應(yīng)力是遠(yuǎn)高于衣物重量的。如果用拉力提供一份升力,可能需要材料經(jīng)受一百份拉應(yīng)力,這太不劃算了。這個(gè)拉力對(duì)螺旋槳的振動(dòng)模式等應(yīng)該影響很大。

新一代的高速推進(jìn)直升機(jī)已經(jīng)采用硬質(zhì)槳了。可見(jiàn)離心力對(duì)升力影響不會(huì)太大。


7

在所有飛機(jī)中,據(jù)說(shuō)最難搞的是直升飛機(jī)。你看我們國(guó)家搞的20系列的飛機(jī)中,從開(kāi)始研制到研制成功,花的時(shí)間最長(zhǎng)的就是直20。

直升飛機(jī)最難搞的就是旋翼系統(tǒng),因?yàn)樗牧W(xué)特性非常復(fù)雜,特別是氣動(dòng)力學(xué)。飛行時(shí),直升飛機(jī)的旋翼一直在不停地旋轉(zhuǎn),旋翼尾端的點(diǎn)速度最大,沿著軸向往里,點(diǎn)速度越來(lái)越小,相應(yīng)地各點(diǎn)產(chǎn)生的升力都是不同的。直升飛機(jī)前進(jìn)時(shí),假如旋翼是順時(shí)針旋轉(zhuǎn),那轉(zhuǎn)到左邊的旋翼就是迎風(fēng)而動(dòng),而轉(zhuǎn)到右邊的時(shí)候,卻變成了順風(fēng)而動(dòng),結(jié)果左邊升力大,右邊升力小,飛機(jī)就會(huì)向右側(cè)翻。反之,旋翼逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),情形正好相反,但結(jié)果是向左側(cè)翻。這樣的飛機(jī)只能懸停,不敢前飛,要之何用?設(shè)計(jì)師們用揮舞鉸來(lái)解決。就是說(shuō)每個(gè)葉片的根部和旋翼轉(zhuǎn)軸是用鉸關(guān)節(jié)來(lái)連接,這樣可以使旋翼上下自由揮動(dòng)。當(dāng)旋翼轉(zhuǎn)到迎風(fēng)側(cè)升力大于對(duì)稱的順風(fēng)側(cè)時(shí),迎風(fēng)側(cè)旋翼上揮,卸掉部分升力,保持兩側(cè)升力平衡。這樣直升飛機(jī)才能穩(wěn)定地快速前飛。

旋翼一般是裝在飛機(jī)頂上的,飛機(jī)前進(jìn)時(shí),旋翼的拉力點(diǎn)就和飛機(jī)的重心有一個(gè)距離,使直升機(jī)產(chǎn)生了一個(gè)低頭力矩,這個(gè)也要解決。

直升飛機(jī)在做前進(jìn),后退,側(cè)飛,懸停等動(dòng)作時(shí),都很復(fù)雜。但有一樣絕對(duì)離不開(kāi)——旋翼旋轉(zhuǎn)。相對(duì)固定翼飛機(jī)來(lái)說(shuō),直升機(jī)的旋翼看起來(lái)一般很清瘦,在地面停著不轉(zhuǎn)的時(shí)候,翼片甚至?xí)抢聛?lái),顯得軟軟的?墒切D(zhuǎn)起來(lái),竟然把這么重的直升飛機(jī)抬升起來(lái),很神奇的樣子。原理其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是利用旋翼旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力,把旋翼拉直,就好像兩個(gè)人用繩子來(lái)抬一桶水,用力往兩邊拉,桶就升起來(lái)了。

直升飛機(jī)的翼片一邊旋轉(zhuǎn)一邊產(chǎn)生升力,會(huì)把翼片往上抬,如果翼片和轉(zhuǎn)軸是剛性連接的,當(dāng)然就可以像用扁擔(dān)抬水一樣,把飛機(jī)抬起來(lái)?墒怯斜仨氁械膿]舞鉸。∫砥芰松蜁(huì)往上舉,會(huì)把這個(gè)升力給卸掉。所以說(shuō)到底,是離心力拉直了旋翼,旋翼產(chǎn)生的升力才能把飛機(jī)拉起來(lái)。因此,設(shè)計(jì)直升機(jī)的旋翼時(shí),沒(méi)有必要把旋翼設(shè)計(jì)的很能扛,而是有必要設(shè)計(jì)得很抗拉。當(dāng)然扛多少拉多少,這個(gè)必須找到一個(gè)平衡點(diǎn),這又是一個(gè)難處。

直升飛機(jī)的旋翼一般都是細(xì)長(zhǎng)的樣子,為什么不加寬翼片,產(chǎn)生更大的升力呢?直升機(jī)的飛行,一直都是在找著各種平衡點(diǎn)。和同展長(zhǎng)的窄長(zhǎng)翼片相比,當(dāng)翼片加寬,升力大增,直升飛機(jī)維持升重力平衡時(shí)就可以降低轉(zhuǎn)速,同樣上升或前飛時(shí)也可相應(yīng)地降低轉(zhuǎn)速。前景好像很不錯(cuò),只要加大轉(zhuǎn)速,豈不是可以飛得更快更高更重?但結(jié)局很殘酷——行不通!原因有二:

一,由于揮舞鉸的存在,升力必須要有離心力去平衡,轉(zhuǎn)速低,離心力小,升力大,結(jié)果是旋翼上翹,轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)就象一個(gè)人斜舉著雙臂轉(zhuǎn)身,形成的是一個(gè)開(kāi)口向上的圓錐形。翼片上舉角度太大肯定是不好的。這樣只能加大翼的配重,得不償失。

二,直升飛機(jī)的升力,最終依靠的是發(fā)功機(jī),旋翼系統(tǒng)的變化必然要跟發(fā)動(dòng)機(jī)功率因數(shù)有密切的聯(lián)系。翼片加寬了,要保持低轉(zhuǎn)速,就要下偏翼片,升力加大,阻力就大,消耗功率也大。所以通過(guò)加寬翼片來(lái)省油不現(xiàn)實(shí)。就是會(huì)牽一發(fā)動(dòng)全身,必須要全盤考慮取舍才行。

綜合來(lái)說(shuō),研究直升機(jī),有太多的平衡點(diǎn)要平衡,是非?既说摹

8

不知道樓主架指的是什么架法?是在螺旋槳的尖端架呢,還是在螺旋槳靠近軸的一端架呢?如果樓主指的是在尖端架那不好意識(shí)這個(gè)世界上沒(méi)一個(gè)直升機(jī)能架的起,如果樓主指的是在靠近軸的一端架,那這個(gè)世界上只要是個(gè)能飛的直升機(jī)都能架的起。

這個(gè)原理很簡(jiǎn)單就是杠桿原理,我們把固定在軸上的一端視為支點(diǎn),把架的一端視為發(fā)力點(diǎn),螺旋槳的尖端因?yàn)殡x支點(diǎn)遠(yuǎn)所以受的每一份力都會(huì)在支點(diǎn)段無(wú)限放大。打個(gè)最簡(jiǎn)單的比方,樓主拿個(gè)筷子看看是不是兩支手相距越遠(yuǎn)越容易將筷子折斷,如果將兩支手并在一起折筷子那肯定是很不容易折斷的(反正我家的筷子我這樣弄沒(méi)折斷過(guò))。所以這個(gè)道理用在直升機(jī)上也一樣,你將直升機(jī)螺旋槳與軸的鏈接處看做你的一直握筷子的手,將螺旋槳看做筷子,將你需要支撐的地方看做你握筷子的另外一只手這個(gè)原理就互通了。

解釋清楚了基本原理我們?cè)賮?lái)說(shuō)為啥直升機(jī)飛起來(lái)螺旋槳不會(huì)斷,因?yàn)橹鄙龣C(jī)螺旋槳是一整個(gè)升里體,只要旋轉(zhuǎn)起來(lái)它的每一個(gè)部分都能產(chǎn)生一個(gè)向上的力,所以當(dāng)直升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)它螺旋槳上向上的力分散在螺旋槳的每一個(gè)地方而不僅僅在螺旋槳的尖端,這就好比你需要折斷的筷子上的每一個(gè)地方都握了一個(gè)像上拉的手,而這些手組成的合力才是之前你一只手發(fā)出的力,所以即使有力作用在螺旋槳的尖端,也會(huì)因?yàn)榱^小處于螺旋槳的承受范圍之內(nèi)而不會(huì)折斷螺旋槳。

聽(tīng)下面很多人說(shuō)離心力可以平衡掉折斷螺旋槳的升力但事實(shí)上這是不可能的,大家可以自己畫畫受力分析圖,首先螺旋槳產(chǎn)生的離心力是水平方向的,而升力是垂直方向的,兩個(gè)力的合力只改變了力的方向并沒(méi)有改變大小。而這個(gè)斜向的力反過(guò)來(lái)同樣也可以分解成原本那個(gè)向上的升力和向水平方向的離心力,這也就是說(shuō)作用在螺旋槳上向上的力并沒(méi)有變小如果螺旋槳承受不了這個(gè)力該斷還是得斷,相反由于離心力的作用螺旋槳還得再承受一個(gè)水平方向的拉力,這不僅不會(huì)幫助螺旋槳承受升力相反還加劇了螺旋槳的受力情況讓螺旋槳更容易損毀(當(dāng)然這一切的前提是他們假設(shè)中的那個(gè)本身支持不了飛機(jī)的重量,只有轉(zhuǎn)起來(lái)才能支持的螺旋槳)。我們打個(gè)簡(jiǎn)單的比方,好比你用一根線吊著一個(gè)重物而且這根線本身承受不了這個(gè)重物的重量,那么你覺(jué)得把他們轉(zhuǎn)起來(lái)這根線是會(huì)向你們說(shuō)的那樣不會(huì)斷還是斷的更快?

9

看了這么多答案,還是忍不住出來(lái)說(shuō)兩句!不妥當(dāng)?shù)拇鸢柑嗔!不一一反駁!只回答題主的問(wèn)題本意! 飛機(jī)飛行時(shí)各片主槳葉能架著十幾噸飛機(jī)飛行以及各種動(dòng)作,而把槳葉架起來(lái)卻經(jīng)不住飛機(jī)的重量。其實(shí)大家都回答偏題了,不是架不起來(lái),而是架的方法不對(duì)。1.直升飛機(jī)靜態(tài)時(shí),柔性的主槳葉下垂一定的角度,槳

轂處有絞接,彈性軸承,下垂限位器。2.起動(dòng)后轉(zhuǎn)速100%時(shí),槳葉在離心力作用下,整個(gè)槳葉平直了,整個(gè)槳葉運(yùn)動(dòng)圓盤是一個(gè)平面,此時(shí)槳葉的升力為0。3.飛行員提總距,每片槳葉迎角增加,流過(guò)槳葉上下表面氣流速度差形成上下壓力差,以及迎角增大后的壓縮空氣所形成的向上的反作用力。共同使整個(gè)槳葉向上反轉(zhuǎn),此時(shí)的視覺(jué)效果是整個(gè)槳盤形成一個(gè)槳葉尖向上的圓錐體,可以將槳葉想像成一截一截的向上拉升的個(gè)體。4.以上的力量傳到槳葉根部,再經(jīng)彈性軸承,槳轂等傳到主軸。然后再通過(guò)上下傾斜盤操作達(dá)到左右轉(zhuǎn),俯仰等動(dòng)作,扯遠(yuǎn)了。5.以上說(shuō)了半天是簡(jiǎn)單解釋一下原理,回答提問(wèn)是可以的,只是不是大家想像中的光槳葉尖部拉起飛機(jī),而是應(yīng)該像飛行一樣,每個(gè)槳葉劃分成一截一截的拉升且用力相對(duì)均勻,那么架起來(lái)飛機(jī)毫無(wú)問(wèn)題,而且設(shè)計(jì)強(qiáng)度還有不少的余量!6.以上內(nèi)容懂的即懂,不懂的也不想多作解釋!??????


10

看了幾個(gè)回答,云山霧罩的,把一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題弄的太復(fù)雜了。

直升機(jī)的原理類似于抽水機(jī),抽水機(jī)機(jī)體內(nèi)的葉片飛速旋轉(zhuǎn),將抽水機(jī)內(nèi)的水向上甩,大氣壓強(qiáng)作用,被抽水體內(nèi)的水源源不斷的補(bǔ)充入抽水機(jī)內(nèi),抽水機(jī)機(jī)體內(nèi)葉片不停旋轉(zhuǎn),水便由低處抽到了高處。

直升機(jī)也是同理,直升機(jī)槳葉的作用只是將直升機(jī)上方的空氣排空,大氣壓強(qiáng)就把直升機(jī)托了起來(lái),這就叫升力,槳葉旋轉(zhuǎn)越快,直升機(jī)就飛的越高,槳葉向上排出去的空氣與自身相等,直升機(jī)就懸停,槳葉向前方傾斜,槳葉便在提供向上升力的同時(shí),也提供了向前運(yùn)動(dòng)的力,飛機(jī)就向前飛行。

所以直升機(jī)就不是靠槳葉拉上天空,而是大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的升力把飛機(jī)托上天空。

你想靠槳葉把直升機(jī)架起來(lái),那槳葉還不折了?

你的回答

單擊“發(fā)布您的答案”,即表示您同意我們的服務(wù)條款