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  • 1 # 魑魅涅槃

    目前常見的直升機旋翼佈置方式有最常見的單旋翼帶尾槳的、共軸雙旋翼的、傾轉翼型的、交叉旋翼的、縱列旋翼的。主要有這五種旋翼結構。首先單旋翼帶尾槳的最多,也最常見,像中國的直8/9/10,美國的黑鷹都是這種結構(直9雖只不過將外露的尾部包裹起來了,優點是尾槳氣動效率高,不過結構重量大),這種結構最大的優點在於結構簡單、成本低,但是缺點恰恰是這個尾槳,因為這種結構的直升機在飛行時,單旋翼會產生一個偏轉力矩,所以需要尾槳提供反向扭力以保持正常飛行,如果失去尾槳直升機墜毀的可能性很大,而且這種直升機佔地面積較大。還有就是因為發動機輸出的動力需要傳遞給主旋翼和尾槳,所以傳動效率不高。再一個是共軸雙旋翼的,這種結構的直升機目前只有俄羅斯的卡式直升機採用這種結構,其優點是結構緊湊,機身短小。可以在空間狹小的地方起降,比如軍艦上。因為機身頂部的兩幅旋翼旋轉方向相反,所以偏轉力矩相互抵消,也就不需要再設定尾槳了。還有就是輸出的動力全部用於驅動主旋翼旋轉,所以傳動效率大大高於普通直升機,這也是共軸雙旋翼的優勢。但是缺點也很明顯,首先結構複雜,成本高,可靠性不高,飛行阻力也很大。雖然在軍艦上起降效能優異,但是高度較高,所以也限制了其軍艦起降平臺。其次因為頭頂的兩幅旋翼位置太近,所以發生碰撞的機率較大,這也限制了直升機的機動效能。再一個就是傾轉翼型的了,最常見的就是美國的MV22魚鷹直升機了,這種直升機在起飛降落時旋翼向上,以便垂直起降;在正常飛行過程中,旋翼前傾90度,變成一架固定翼飛機,優點在於既有固定翼飛機的大航程,又有直升機的垂直起降優勢。但是缺點也很明顯,就是技術複雜,操縱難度高,不過現在基本都是電腦控制。而且這種傾轉翼結構也是未來直升機的發展方向之一。再一個就是交叉旋翼的直升機了,這種直升機目前只有美國卡曼直升機採用這種結構。這種結構的直升機的兩幅旋翼交叉旋轉,在控制系統下兩幅旋翼的旋轉是有時間差的,所以雖然是有交叉,但是並不會碰撞在一起。所以也不用佈置尾槳,算是共軸雙旋翼的一種變形吧,優點是旋停穩定性高,起重效率高等優點,但是這種直升機也有一個缺點就是結構複雜,而且由於兩幅旋翼是交叉旋轉的,所以單個旋翼的槳葉數量不能太多,數量太多的話,旋翼揮舞變形碰撞在一起的機率就會變大,像卡曼的直升機單個旋翼也只有兩個蹺蹺板槳葉。最後就是縱列雙旋翼的直升機了,這種結構的直升機最常見的就是美國的支努干直升機了,由於前後兩幅旋翼旋轉方向相反,雖然槳葉葉尖稍有重合,但是前低後高所以是錯開的,這樣也就避免了因為旋翼距離太近而影響直升機的機動性了。而且還可以利用兩幅旋翼產生更大的升力,所以直升機長度較長,內部空間寬大,載重優勢明顯。但是缺點就是飛行速度太慢。其實還有橫列雙旋翼直升機出現過,這就是前蘇聯時期的米12直升機,最大載重達到了驚人的40噸,不過這種並聯雙旋翼直升機並沒有量產,原因是兩幅旋翼相互產生的氣動干擾太大,直升機穩定性太差等。總結一下就是,單旋翼直升機雖然有著結構簡單等優點,但是限於只有一幅旋翼,所以起飛重量難以提高,要想提高起飛質量,就得增加槳葉數量,但是槳葉數量最大隻能是8片槳葉,而且飛行阻力更大,結構更為複雜。所以出現了各種各樣的雙旋翼直升機,優點是由於有兩幅旋翼,所以直升機的起飛質量比單旋翼更大,但是缺點就是結構比較複雜,可靠性不佳,所以現在很多軍用民用的直升機結構主要還是以單旋翼帶尾槳為主。

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