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直升机前进与同转原理求解!


来自Android客户端1楼2013-01-14 10:31回复
    直升机直升原理
    其实直升螺旋桨的工作原理 和 普通固定翼飞机的 机翼 原理是一样的。
    普通固定翼飞机的机翼(以下简称“翅膀”嘎嘎)是在飞机运动时,让“翅膀”下面的气压高于“翅膀”上方的气压,当速度足够快,气压差足够大的时候,嘿嘿,飞机就起飞了。那么直升飞机的螺旋桨也是这个工作原理,它的螺旋桨的空气动力结构和“翅膀”是一样的,固定翼飞机必须要很高的起飞速度才能是“翅膀”获得足够的气压差,而直升飞机只需要让螺旋桨高速旋转就可以获得足够的气压差 是飞机起飞了!


    2楼2013-01-17 01:34
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      单旋翼直升机的操纵机构与操纵原理
      操纵机构
      在图中(1)是周期变距操纵杆,操纵它,通过助力器(3)可使下旋转转盘(2)倾斜,从而带动整个旋翼倾斜,(5)是总距操纵杆,操纵它可使旋转转盘上下移动,并通过摇臂改变旋翼桨叶的桨距,从而达到改变旋翼升力大小的目的;(6)是脚蹬,操纵它可改变尾桨桨叶的桨距,从而改变尾桨拉力的大小。
      操纵原理
      在旋翼不倾斜时,即旋翼桨盘(旋翼桨叶旋转形成的空间形状)竖直向上,此时旋翼升力与直升机重力同时作用在铅垂线上,只要操纵总距操纵杆,使旋翼升力大于直升机重量,直升机就会垂直上升;反之则垂直下降;当升力与重量相等时,直升机便可悬在空中。若前推周期变距杆,旋翼桨盘就会前倾,其升力的水平分力就会驱动直升机向前飞行;同理,向后拉杆,直升机就会作倒退飞行;向左或向右压杆,直升机则会向左或向右侧飞。蹬脚蹬改变尾桨拉力的大小,便可使直升机绕立轴运动,从而实现航向操纵。
      操纵原理
      在旋翼不倾斜时,即旋翼桨盘(旋翼桨叶旋转形成的空间形状)竖直向上,此时旋翼升力与直升机重力同时作用在铅垂线上,只要操纵总距操纵杆,使旋翼升力大于直升机重量,直升机就会垂直上升;反之则垂直下降;当升力与重量相等时,直升机便可悬在空中。若前推周期变距杆,旋翼桨盘就会前倾,其升力的水平分力就会驱动直升机向前飞行;同理,向后拉杆,直升机就会作倒退飞行;向左或向右压杆,直升机则会向左或向右侧飞。蹬脚蹬改变尾桨拉力的大小,便可使直升机绕立轴运动,从而实现航向操纵.


      3楼2013-01-17 02:32
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        反扭矩(平衡)与转向
        延直升机旋翼叶片的切向做剖面,可得到一个形状,我们称之为桨型。该形状与机翼翼型(定义与桨型定义类似)相似,均具有较好的气动力特征,即在与空气的相对运动中,能够产生向上的气动升力。与固定翼飞机不同的是,固定翼飞机是通过机翼与气流的直线(这说法不确切,但宏观上说,问题不大,可以这么理解)运动产生上述气动升力。而直升机是通过使旋翼做圆周运动,产生上述气动升力。该气动升力通过旋翼的传载将直升机拉起(飞起来)。
        上面已经提到,直升机飞起来需要旋翼的旋转。我们知道,当旋翼旋转的时候,同时将对机身产生一个反方向旋转的反扭矩。为平衡该反扭矩,故设置一个尾梁和一个尾桨,产生一个扭矩去平衡旋翼的反扭矩。
        最后,直升机的旋翼,剖面应该是一个桨型(即翼型),通常是上凸下平(或凹)。这个有现成的桨型手册或桨型数据库的。而平形状来说,是一个长宽比很大的矩形,在桨尖处,为避免激波的产生,有后掠角或弯曲。


        4楼2013-01-17 02:43
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          直升机旋翼的独特驱动机构,主要靠它的倾斜器和变距机构来完成,在大部分飞行状态时候,旋翼的迎角是在每周不停的改变着,通过不断的改变旋翼不同角度的迎角,使直升机可以悬停,前后左右飞行自如,因此可以实现垂直起飞及降落,不过它的结构复杂,而且运行过程中,旋翼变距机构以及倾斜器机构始终在非常高频率的动作下,故障率相对固定翼飞机来说,要多出不少。
          直升机可以垂直起降,但是的旋翼由于受到翼尖旋转速度的限制,(它的翼尖速度等于,旋转速度加上前进速度,翼尖在旋转状态下,不能超过音速,否者噪音和振动极大)所以目前直升机几乎没有超过400km/h的,不过直升机灵活多变的速度选择可以使它从事很多种极其复杂的工作。


          5楼2013-01-17 02:50
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            直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨,机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至小螺旋桨,通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。 通过称为“倾斜盘”的机构可以调整直升飞机的旋翼的螺距,从而在旋转面上可以产生不同象限上的升力差,以此升力差来实现改变直升飞机的飞行方向,同时,直升飞机升空后发动机是保持在一个相对稳定的转速下,控制直升飞机的上升和下降是通过调整螺旋桨的总螺距来得到不同的总升力的,因此直升机实现了垂直起飞及降落。 螺距:指螺旋桨在自己本身根轴上的偏转角度,转速固定的情况下,通过调整螺距可以更有效的操纵螺旋桨的升力或推进力,甚至得到反推力或者反升力。


            6楼2013-01-17 03:04
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              原理与操作
              直升机的前飞,特别是平飞,是其最基本的一种飞行状态。直升机作为一种运输工具,主要依靠前飞来完成其作业任务。为了更好地了解有关直升机前飞时的飞行特点,从无侧滑的等速直线平飞人手,有关上升率Vy不为零的前飞(上升和下降)留在下一节介绍。 直升机的水平直线飞行简称平飞。平飞是直升机使用最多的飞行状态,旋翼的许多特点 在乎飞时表现得更为明显。直升机平飞的许多性能决定于旋翼的空气动力特性,因此需要首 先说明这种飞行平飞时力的平衡
              X轴:T2=X身
              Y轴: T1=G
              Z轴:T3约等于T尾
              其中 Tl, T2, T3分别为旋翼拉力在 X, Y,Z三个方向的分量。 对于单旋翼带尾桨直升机,由于尾桨轴线通常不在旋翼的旋转平面内,为保持侧向力矩 平衡,直升机稍带坡度角 r,故尾桨推力与水平面之间的夹角为 y,T尾与T3方向不完全 一致,因为 y角很小,即cosr约等于1,故Z向力采用近似等号。
              平飞需用功率及其随速度的变化
              平飞时,飞行速度垂直分量 Vv=0,旋翼在重力方向和Z方向均无位移,在这两个方向的分力不做功,此时旋翼的需用功率由 三部分组成:型阻功率——P型;诱导 功率——P诱;废阻功率——P废。其中第三项是旋翼拉力克服机身阻力所消 耗的功率。
              从上图可以看出,旋翼拉力的 第二分力 T2可平衡机身阻力 X身。对旋翼而言,其分力T2在X轴方向以速度V作位移。显然旋翼必须做功,P =T2V或P废=X身V,而机身废阻X身 在机身相对水平面姿态变化不大的情况 下,其值近似与V的平方成正比,这样废阻功平飞需用功率随速度的变化
              率P废就可以近似认为与平飞速 度的三次方成正比,如上图中的点划线③所示。
              平飞时,诱导功率为P诱=TV,其中T为旋翼拉力, vl为诱导速度。当飞行重量不变时,近似认为旋翼拉力不变,诱导速度271随平飞速度 V的增大而减小,因此平飞诱导功率 P诱随平飞速度V的变化如上图中细实线②所示。
              平飞型阻功率尸型则与桨叶平均迎角有关。随平飞速度的增加其平均迎角变化不大。所以P型随乎飞速度V的变化不大,如图中虚线①所示。
              图中的实线④为上述三项之和,即总的平飞需用功率P平需随平飞速度的变化而变化。 它是一条马鞍形的曲线:小速度平飞时,废阻功率很小,但这时诱导功率很大,所以总的乎 飞需用功率仍然很大。但比悬停时要小些。在一定速度范围内,随着平飞速度的增加,由于 诱导功率急剧下降,而废阻功率的增量不大,因此总的平飞需用功率随乎飞速度的增加呈下 降趋势,但这种下降趋势随 V的增加逐渐减缓。速度继续增加则由于废阻功率随平飞速度 增加急剧增加。平飞需用功率随 V的增加在达到平飞需用功率的最低点后增加;总的平飞 需用功率随 V的变化则呈上升趋势,而且变得愈来愈明显。
              直升机的后飞
              相对气流不对称,引起挥舞及桨叶迎角的变化
              直升机的侧飞
              侧飞是直升机特有的又一种飞行状态,它与悬停、小速度垂直飞行及后飞 一起是实施某些特殊作业不可缺少的飞行性能。一般侧飞是在悬停基础上实施 的飞行状态。其特点是要多注意侧向力 的变化和平衡。由于直升机机体的侧向 投影面积很大,机体在侧飞时其空气动 力阻力特别大,因此直升机侧飞速度通 常很小。由于单旋翼带尾桨直升机的侧 向受力是不对称的,因此左侧飞和右侧 飞受力各不相同。向后行桨叶一侧侧飞,旋翼拉力向后行桨叶一例的水平分量大于向前行桨叶一侧的尾桨推力,直 升机向后方向运动,会产生与水平分量反向的空气动力阻力Z。当侧力平衡时,水平分量等于尾桨推力与空气动力 阻力之和,能保持等速向后行桨叶一侧侧飞。向前行桨叶一例侧飞时,旋翼拉 力的水平分量小于尾桨推力,在剩余尾桨推力作用下,直升机向民桨推力方向一例运动,空气动力阻力与尾桨推力反向,当侧力平衡时,保持等速向前行桨叶一侧飞行。


              7楼2013-01-17 03:09
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                大连斯固康姆科技有限公司(Skookum RoboticsASIA, Ltd)成立于2007年,公司主要从事研发与销售小型飞行器上使用的飞行操控系统。主打产品为SK720和SK540无副翼平衡系统。这两款系统拥有独立的知识产权,并已销售到全世界30多个国家。公司邮箱:info@skookumrobotics.cn
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                8楼2013-01-17 03:15
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