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1 # 兵說
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2 # 旋翼飛行器
科普的答案有好幾個了,我講點專業的吧。
我的回答是:直升機並不是必須要有後面的”小螺旋槳“,或者說,”尾槳“。
為什麼呢?這要從尾槳的作用說起。單旋翼帶尾槳直升機其尾槳的作用有兩點:
平衡直升機反扭矩;
提供直升機航向操縱;
只要其他佈局能夠代替尾槳實現這兩個作用,那就不必須要有尾槳了,下面我將針對多種”無尾槳“的直升機佈局一一介紹。
幾種無尾槳的直升機佈局介紹真·無尾槳:直升機無尾槳系統(NOTAR (NO TAil Rotor))是由美國麥克唐納·道格拉斯公司首創的,其結構原理如下圖所示,簡單來說,就是在尾梁內部裝一個風扇,尾樑上方有進氣口,進氣透過風扇之後尾部排出,代替尾槳的作用,同時,風扇可以變距,透過變距改變風量大小實現航向操縱。
縱列式/橫列式佈局:這個大家都很熟悉了,大名鼎鼎的支奴幹就是縱列式佈局(記得專業叫縱列式哦,以後別叫串聯、串列啥的啦),多年前名噪一時的卡-22複合式直升機就是橫列式佈局的(如下圖)。雙旋翼透過傳動軸聯接保證旋翼轉速相同,透過總距差動實現反扭矩平衡,同樣透過總距差動實現航向操縱。
共軸式佈局:這個佈局大家也都很熟悉,卡莫夫設計局有很多經典設計,西科斯基的X2、S97、SB>1更是近幾年聲名赫赫,下圖SB>1。其雙旋翼操縱機理與縱列式和橫列式類似。
交叉旋翼:這個旋翼大家可能見得比較少,其設計很有意思,兩個旋翼交叉在一起,實際原理和橫列式沒有太大的差別,旋翼朝兩側各有傾斜角度。有的讀者可能會覺得這種構型旋翼拉力會浪費一部分在側向,實際上相比尾槳消耗的功率,浪費的拉力消耗的功率可能還更低些,此外這樣設計的直升機不管是寬度還是長度都更小,更緊湊,便於執行一些特種任務,尤其是偵察。如下圖。
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3 # 奧特曼愛小怪獸
直升機是利用機身上方的螺旋槳(專業用語為:旋翼)飛行的,由於螺旋槳高速旋轉,對於空氣產生了一個作用力,根據力的相互作用原理,空氣回產生一個反作用力。這個力作用在與螺旋槳相連線的機身上,會使直升機向螺旋槳旋轉的反方向轉動。為平衡這個力,保持機身不動,在尾部安裝了一個螺旋槳(專業用語為:尾槳)。
直升機後面尾槳主要有以下三個作用,對直升機執行有著十分重要的作用。
1、防止機身隨著旋翼旋轉。
我們都知道,想要直升機飛起來就需要主螺旋槳朝一個方向進行高速轉動,這樣才能產生向上的氣流,而根據角動量守恆原理,螺旋槳朝一個方向高速轉動會導致發動機向反方向轉動,這會讓直升機出現轉著轉著突然朝相反的方向轉動,這個時候就需要一個反作用來抵消這種情況,不然直升機真的會螺旋上天了,會像旋風一樣的轉動。
2、抵消單旋翼的反扭力矩。
當直升機的螺旋槳產生向上的氣流的時候,飛機的每片旋翼也都會產生相應的阻力,這些阻力疊加在一起就會產生一個反扭力矩,這個時候飛機同樣會出現不平衡的現象,那麼在飛機容易失衡的尾部加上一個風扇,也就是飛機尾槳,讓飛機尾槳發出的推力來抵消這個反扭力矩。
3、保持飛機平衡。
我們都知道天空上會產生強氣流的,這個時候如果不採取任何措施的話,光憑藉直升機的主螺旋槳是無法保持飛機平衡的,那麼這樣一來直升飛機就會發生偏離飛行軌道,無法躲避障礙物的情況,而這個時候飛機尾槳的作用就體現出來了。
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4 # 丹增
直升機尾槳也是一種螺旋槳。螺旋槳旋轉時,槳葉不斷把大量空氣向後推去,在槳葉上產生一向前的力,即推進力。一般情況下,它還有穩定的作用。
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5 # 歸雲二三里
1、防止機身隨著旋翼旋轉。
我們都知道,想要直升機飛起來就需要主螺旋槳朝一個方向進行高速轉動,這樣才能產生向上的氣流,而根據角動量守恆原理,螺旋槳朝一個方向高速轉動會導致發動機向反方向轉動,這會讓直升機出現轉著轉著突然朝相反的方向轉動,這個時候就需要一個反作用來抵消這種情況,不然直升機真的會螺旋上天了,會像旋風一樣的轉動。
2、抵消單旋翼的反扭力矩。
當直升機的螺旋槳產生向上的氣流的時候,飛機的每片旋翼也都會產生相應的阻力,這些阻力疊加在一起就會產生一個反扭力矩,這個時候飛機同樣會出現不平衡的現象,那麼在飛機容易失衡的尾部加上一個風扇,也就是飛機尾槳,讓飛機尾槳發出的推力來抵消這個反扭力矩。
3、保持飛機平衡。
我們都知道天空上會產生強氣流的,這個時候如果不採取任何措施的話,光憑藉直升機的主螺旋槳是無法保持飛機平衡的,那麼這樣一來直升飛機就會發生偏離飛行軌道,無法躲避障礙物的情況,而這個時候飛機尾槳的作用就體現出來了。
原理:
螺旋槳旋轉時,槳葉不斷把大量空氣(推進介質)向後推去,在槳葉上產生一向前的力,即推進力。一般情況下,螺旋槳除旋轉外還有前進速度。如擷取一小段槳葉來看,恰像一小段機翼,其相對氣流速度由前進速度和旋轉速度合成。槳葉上的氣動力在前進方向的分力構成拉力。
在旋轉面內的分量形成阻止螺旋槳旋轉的力矩,由發動機的力矩來平衡。槳葉剖面弦(相當於翼弦)與旋轉平面夾角稱槳葉安裝角。螺旋槳旋轉一圈,以槳葉安裝角為導引向前推進的距離稱為槳距。
實際上槳葉上每一剖面的前進速度都是相同的,但圓周速度則與該剖面距轉軸的距離(半徑)成正比,所以各剖面相對氣流與旋轉平面的夾角隨著離轉軸的距離增大而逐步減小,為了使槳葉每個剖面與相對氣流都保持在有利的迎角範圍內,各剖面的安裝角也隨著與轉軸的距離增大而減小。這就是每個槳葉都有扭轉的原因。
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6 # in成都放牛
首先非常感謝在這裡能為你解答這個問題,讓我帶領你們一起走進這個問題,現在讓我們一起探討一下。
很多人小時候都玩過一種中國傳統玩具,這種小玩具在手裡一轉動,放出去,就能夠在空中懸停一段時間,這就是竹蜻蜓。動漫《哆啦A夢》裡,竹蜻蜓就是重要的道具。看似簡單的竹蜻蜓,仔細觀察會發現竹蜻蜓在旋轉飛行的同時,自身也在激烈的轉動,這是因為旋轉力矩造成的。沒有一個相反方向的力來平衡它,自然就會跟著一起打轉,如果直升機不設計一個相反的力,就無法操控。尾翼小螺旋槳的任務就是平衡這個力。
還有一種更高階的直升機,採取共軸雙旋翼,也不需要尾螺旋槳。典型例子是俄羅斯卡莫夫設計局的卡50和卡52,全世界僅有俄羅斯卡莫夫設計和生產這種直升機。其建造難度極高,風險也很大,體現了俄羅斯直升機工業化腐朽為神奇的能力。俄羅斯不僅設計出了成熟的共軸雙旋翼直升機,還為該直升機安裝了可靠的彈射座椅,俄羅斯的直升機技術值得稱道。
而戰略轟炸機和運輸機裡也有螺旋槳飛機,美國C130大力神,P3C反潛機和俄羅斯圖95都是典型代表。螺旋槳也是採用類似共軸反向轉動技術,螺旋槳飛機其實並不落後,它有噴氣式飛機沒有的優點,可維護性和可靠性更高。
1、防止機身隨著旋翼旋轉。
我們都知道,想要直升機飛起來就需要主螺旋槳朝一個方向進行高速轉動,這樣才能產生向上的氣流,而根據角動量守恆原理,螺旋槳朝一個方向高速轉動會導致發動機向反方向轉動,這會讓直升機出現轉著轉著突然朝相反的方向轉動,這個時候就需要一個反作用來抵消這種情況,不然直升機真的會螺旋上天了,會像旋風一樣的轉動。
2、抵消單旋翼的反扭力矩。
當直升機的螺旋槳產生向上的氣流的時候,飛機的每片旋翼也都會產生相應的阻力,這些阻力疊加在一起就會產生一個反扭力矩,這個時候飛機同樣會出現不平衡的現象,那麼在飛機容易失衡的尾部加上一個風扇,也就是飛機尾槳,讓飛機尾槳發出的推力來抵消這個反扭力矩。
3、保持飛機平衡。
我們都知道天空上會產生強氣流的,這個時候如果不採取任何措施的話,光憑藉直升機的主螺旋槳是無法保持飛機平衡的,那麼這樣一來直升飛機就會發生偏離飛行軌道,無法躲避障礙物的情況,而這個時候飛機尾槳的作用就體現出來了。
原理:
螺旋槳旋轉時,槳葉不斷把大量空氣(推進介質)向後推去,在槳葉上產生一向前的力,即推進力。一般情況下,螺旋槳除旋轉外還有前進速度。如擷取一小段槳葉來看,恰像一小段機翼,其相對氣流速度由前進速度和旋轉速度合成。槳葉上的氣動力在前進方向的分力構成拉力。
在旋轉面內的分量形成阻止螺旋槳旋轉的力矩,由發動機的力矩來平衡。槳葉剖面弦(相當於翼弦)與旋轉平面夾角稱槳葉安裝角。螺旋槳旋轉一圈,以槳葉安裝角為導引向前推進的距離稱為槳距。
實際上槳葉上每一剖面的前進速度都是相同的,但圓周速度則與該剖面距轉軸的距離(半徑)成正比,所以各剖面相對氣流與旋轉平面的夾角隨著離轉軸的距離增大而逐步減小,為了使槳葉每個剖面與相對氣流都保持在有利的迎角範圍內,各剖面的安裝角也隨著與轉軸的距離增大而減小。這就是每個槳葉都有扭轉的原因。在以上的分享關於這個問題的解答都是個人的意見與建議,我希望我分享的這個問題的解答能夠幫助到大家。
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很多人小時候都玩過一種中國傳統玩具,這種小玩具在手裡一轉動,放出去,就能夠在空中懸停一段時間,這就是竹蜻蜓。動漫《哆啦A夢》裡,竹蜻蜓就是重要的道具。看似簡單的竹蜻蜓,仔細觀察會發現竹蜻蜓在旋轉飛行的同時,自身也在激烈的轉動,這是因為旋轉力矩造成的。沒有一個相反方向的力來平衡它,自然就會跟著一起打轉,如果直升機不設計一個相反的力,就無法操控。尾翼小螺旋槳的任務就是平衡這個力。
這個小螺旋槳的學名叫抗扭螺旋槳,分兩種,露在外面的和涵道的。涵道的優點是噪音小,缺點是影響直升機的加速能力。所有的單旋翼直升機上都有抗扭螺旋槳,它是平衡飛機的最重要部件。看過電影《黑鷹墜落》的網友會注意到一個細節,索馬利亞武裝發射火箭筒時,往往瞄著黑鷹戰機的尾巴打。這麼做就是針對抗扭螺旋槳,只要尾螺旋槳被打壞,直升機就無法控制,必須迫降。看似很小的尾槳,它的重要性可想而知。
但也不是所有的旋翼飛機都會有這個尾螺旋槳,雙旋翼直升機就不需要。比方說美國的CH47支奴幹運輸直升機,它擁有兩個旋翼,朝相反的方向轉動,就可以穩住飛機,而不需要尾螺旋槳。
還有一種更高階的直升機,採取共軸雙旋翼,也不需要尾螺旋槳。典型例子是俄羅斯卡莫夫設計局的卡50和卡52,全世界僅有俄羅斯卡莫夫設計和生產這種直升機。其建造難度極高,風險也很大,體現了俄羅斯直升機工業化腐朽為神奇的能力。俄羅斯不僅設計出了成熟的共軸雙旋翼直升機,還為該直升機安裝了可靠的彈射座椅,俄羅斯的直升機技術值得稱道。
而戰略轟炸機和運輸機裡也有螺旋槳飛機,美國C130大力神,P3C反潛機和俄羅斯圖95都是典型代表。螺旋槳也是採用類似共軸反向轉動技術,螺旋槳飛機其實並不落後,它有噴氣式飛機沒有的優點,可維護性和可靠性更高。
所以說直升機不一定非要有抗扭螺旋槳,但單旋翼直升機是必須要有的。