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旋翼机的空气动力学你知道多少
来源:旋翼机   编辑:自转旋翼机   发布日期:2018-06-07

  直升机和旋翼机都是通过旋翼来产生升力的,因此解释升力产生的许多基本空气动力学原理对两种飞行器而言是相同的。

旋翼机

  [自旋]

  直升机和旋翼机之间一个根本的不同在于:在依靠动力维持飞行的过程中,旋翼机旋翼系统工作在自旋状态下。这意味着旋翼依靠向上流过翼面的气流维持自身的自由旋转,而不是通过发动机的动力旋转翼面,从上方吸收气流。

  在自旋过程中产生的力一方面维持旋翼的旋转,另一方面产生将飞行器维持在空中的升力。从空气动力学的角度而言,在正常飞行时旋翼机旋翼系统的运转和直升机的旋翼系统在发动机失效时,向前自旋下降时的运转方式一样。

  在垂直自旋过程中,旋翼桨片遇到的相对风由两个基本的组成部分。如图16-2所示,一个是向上的通过旋翼系统的空气流,在一个给定的飞行条件下该气流保持相对不变。另一个分量是桨叶旋转造成的周向气流(旋转方向的相对气流,译者注)。这个分量的大小和离开旋翼叶毂的距离关系很大。

  [桨盘分区]

  无论选用什么样的翼型,旋翼产生的升力总是垂直于相对气流的方向。处于自旋中的旋翼相对气流的攻角在内侧较大而在外侧较小,因此靠近桨毂的内侧旋翼产生的升力具有较大的向前分量,而靠近翼尖的旋翼产生较大的垂直分量。这种现象造成了桨盘的不同功能分区,从而产生自旋状态下飞行所必需的力。

  自旋区域,又称驱动区域,产生的总气动力(TAF)的前向分量超过所有的后向空气阻力的总和,从而保持了桨叶的旋转。螺旋桨区,又称被驱动区,产生的总气动力具有较大的垂直分量,从而保证旋翼机能够在空中飞行。靠近桨盘中心是失速区。在失速区里桨叶周向运动的相对气流太小,以至于合成气流的角度超过了翼型的失速极限。失速区对桨叶旋转产生空气阻力,必须依靠驱动区域产生的前向力来克服。