【簡介:】機(jī)架 1 電機(jī)4 正反槳2對(duì) 電調(diào)4 飛控系統(tǒng)含GPS模塊 6通道遙控器 可以組裝簡單的四軸飛行器 另外還可以升級(jí)加裝云臺(tái)相機(jī) OSD 地面站 圖傳 數(shù)傳設(shè)備航拍
為什么飛機(jī)螺旋槳
機(jī)架 1 電機(jī)4 正反槳2對(duì) 電調(diào)4 飛控系統(tǒng)含GPS模塊 6通道遙控器 可以組裝簡單的四軸飛行器 另外還可以升級(jí)加裝云臺(tái)相機(jī) OSD 地面站 圖傳 數(shù)傳設(shè)備航拍
為什么飛機(jī)螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的是拉力,而電風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的是風(fēng)?
為什么飛機(jī)螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的是拉力,而電風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的是風(fēng)?電風(fēng)扇可是夏天省不了的電器,仲夏夜,空調(diào)加上電風(fēng)扇,再來一部《決戰(zhàn)中途島》,那絕對(duì)是一種享受,美軍飛行員駕駛著“無畏”式俯沖轟炸機(jī)冒著密集的高射炮火,將炸彈了投向了赤城號(hào)航母甲板后方,炸彈穿過甲板在機(jī)庫中爆炸,赤城號(hào)彈藥殉爆,不就就沉入波光粼粼的太平洋。
但問題來了,這電風(fēng)扇吹出的是絲絲涼風(fēng),而二戰(zhàn)的戰(zhàn)斗機(jī)前面也是個(gè)大風(fēng)扇,卻能將飛機(jī)拉到天上,兩者之間的差距怎么會(huì)那么大呢?
螺旋槳飛機(jī)是怎么飛上天的?早期的飛機(jī)都是螺旋槳作為動(dòng)力的,現(xiàn)代飛機(jī)則大都是噴氣式動(dòng)力,所以兩者起飛的時(shí)候有些許差別,因?yàn)槁菪龢w機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在前方,重心也在前方,所以是后三點(diǎn)式起落架,起飛時(shí)先抬起尾翼。噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)重心比較靠后,起飛時(shí)先抬起機(jī)頭,其余的飛行原理就差別不大了!
讓飛機(jī)起飛的真是伯努利原理嗎?
說起飛機(jī)飛行的原理,即使上網(wǎng)查詢告訴你的也是伯努利原理,道理很簡單,機(jī)翼上方氣流速度大于下方,所以上方氣壓低,下方氣壓高,所以產(chǎn)生了升力!而且書本上夾張紙條吹口氣就知道原理了一目了然,簡直好有道理!
但其實(shí)飛機(jī)如果真的只靠伯努利原理的話,那估計(jì)機(jī)翼要增加數(shù)倍,因?yàn)轱w機(jī)的升力,我們不排除有一部分來自伯努利原理,但更多的是迎角以及渦流和襟翼,還有附面層下洗氣流,90%以上的升力都來自這些區(qū)域!
飛機(jī)的迎角非常關(guān)鍵,它是飛行器升力的主要來源,它必須在一定的迎角內(nèi)飛行,比如起飛時(shí)推力最大,尾翼向下偏轉(zhuǎn),給一個(gè)抬頭力矩,迎角比較大,然后襟翼放下,增加升力,起飛爬升后,襟翼漸漸收起,等爬到一定高度后飛機(jī)改平,其實(shí)此時(shí)仍然有一定的迎角,這個(gè)是機(jī)翼設(shè)計(jì)時(shí)就有一定的迎角,巡航時(shí)保持飛行器的升力!
以前的飛機(jī)都是液壓或者線控式,都是靜安定設(shè)計(jì),沒有所謂的飛控系統(tǒng),所以人力都必須要隨時(shí)控制飛機(jī),不能離開駕駛艙,但現(xiàn)代飛機(jī)為了節(jié)省油料以及獲得更好的飛行性能,大都采用靜不安定設(shè)計(jì),連客機(jī)都開始放寬靜穩(wěn)定設(shè)計(jì),因?yàn)榭梢詭砀叩纳璞?,降低油耗等?/p>
但卻有一個(gè)缺點(diǎn),放寬靜穩(wěn)定設(shè)計(jì)后,所有的操縱面大大小小幾十個(gè),用人力來控制顯然不人道,所以就會(huì)有一套飛控系統(tǒng)來控制,但飛控一旦故障,事情就嚴(yán)重了,去年波音737的事故就是迎角傳感器故障,導(dǎo)致飛控認(rèn)為飛機(jī)迎角過大而開始自動(dòng)調(diào)整飛機(jī)飛行姿態(tài)!
攻角傳感器(迎角)
然后就反復(fù)調(diào)整飛機(jī)進(jìn)入俯沖,以增加速度,獲得升力,但結(jié)果此時(shí)飛機(jī)并沒有迎角偏大,結(jié)果飛機(jī)在飛行員控制下強(qiáng)行拉起,然后飛控又進(jìn)入俯沖,最后飛機(jī)失去高度墜毀!
飛機(jī)迎角是不是很重要?
當(dāng)然飛機(jī)動(dòng)力更重要!
其實(shí)飛機(jī)采用什么動(dòng)力根本就沒啥關(guān)系,足夠的推重比即可,一般噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)至少也得0.6左右,大部分三代機(jī)都是0.8到1.0,而現(xiàn)代高性能戰(zhàn)斗機(jī)則是1.1-1.2!
客機(jī)和早期的螺旋槳飛機(jī),推重比就很低了,只需要0.1-0.2即可,當(dāng)然兩者機(jī)翼形狀不一樣,早起螺旋槳飛機(jī)都是矩形翼,或者橢圓翼,升力比較大,但阻力也大,而且不適合高速飛行!現(xiàn)代飛機(jī)的梯形翼或者三角翼,或者兩者結(jié)合,甚至前掠翼等,都是高性能機(jī)翼!
只要有合適的發(fā)動(dòng)機(jī),連板磚都飛起來,英雄不問出處,螺旋槳也能提供動(dòng)力,它轉(zhuǎn)動(dòng)把空氣向后推,反作用力飛機(jī)取得飛行的動(dòng)力,這個(gè)向后推出的空氣量產(chǎn)生的拉力和飛機(jī)重量相比,就是推重比了,但有幾個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)就是,螺旋槳形狀、槳距和轉(zhuǎn)速。
槳型很關(guān)鍵,如果裝個(gè)電風(fēng)扇那樣寬大的螺旋槳上去,盡管它排出的空氣量確實(shí)不小,但還有一個(gè)螺旋槳的面積產(chǎn)生的阻力,絕對(duì)得不償失!
還有一個(gè)則是槳距,這個(gè)很好理解,槳距就是螺旋槳偏轉(zhuǎn)的角度,當(dāng)然角度越大,風(fēng)量也越大,但它總有個(gè)極限,比如變成90度就沒戲了,所以它和轉(zhuǎn)速以及槳型之間有一個(gè)關(guān)系,最大化利用動(dòng)力當(dāng)然是極好的!
不同槳距模式
最后則是轉(zhuǎn)速,螺旋槳尖很容易在高速下突破音速,所以此時(shí)螺旋槳尖就氣流就分離了,失去了螺旋槳的作用,因此避免超音速氣流分離也是高速空氣槳的可以課題,這個(gè)其實(shí)簡單,控制轉(zhuǎn)速不就好了么?但同樣存在一個(gè)效率問題。
電風(fēng)扇怎么就沒飛上天呢?準(zhǔn)確的說電風(fēng)扇沒有上天是因?yàn)樗墓β侍土?,比如直升機(jī)全都是螺旋槳產(chǎn)生的升力來來懸停,當(dāng)然還有部分地效作用,所以直升機(jī)懸停分有地效懸停和無地效懸停,相對(duì)有地效懸停海拔可以高一些,無地效懸停海拔就比較低了!
差別可不是一般的大
道理很簡單,螺旋槳產(chǎn)生的拉力和飛行器重量相等時(shí),即可懸停,有地效懸停就是螺旋槳和地面之間產(chǎn)生類似一個(gè)氣墊效應(yīng)托住飛機(jī)(當(dāng)直升機(jī)距離地面比較近時(shí),其旋翼下洗氣流會(huì)受到地面的影響,地面阻礙造成的流場變化使旋翼消耗的誘導(dǎo)功率(用于加速流經(jīng)旋翼的空氣)減小),而無地效懸停就是沒有這個(gè)氣墊效應(yīng)!所以兩者是有比較大差異的!
當(dāng)電風(fēng)扇吹風(fēng)面朝下時(shí),它也產(chǎn)生了氣墊效應(yīng)和推力,但這個(gè)力不足以和它自身的重力抗衡,因此它無法起飛,但此時(shí)你如果將其放在彈簧秤上稱一下,那么就可以明白,此時(shí)它的重量降低了,而減少的重量就是電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的升力,當(dāng)然電風(fēng)扇的質(zhì)量是不會(huì)變的。
如果你使用一個(gè)大功率的無刷高速電機(jī),裝上螺旋槳,然后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,它是會(huì)飛起來的,但有一個(gè)作用你不可忽視,就是反向扭矩導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn),這就是直升機(jī)要尾槳來平衡的原因或者用俄羅斯卡-52類似的串列正反轉(zhuǎn)螺旋槳!
無刷電機(jī)+雙螺旋漿
或者用麥道著名的MD600N無尾槳直升機(jī),其實(shí)在那粗大的尾梁內(nèi),有一個(gè)從主旋翼下方導(dǎo)入氣流經(jīng)過一個(gè)風(fēng)扇到尾部的開孔,它的好處時(shí)候沒有尾槳不會(huì)不小心打到障礙物!
MD600N直升機(jī)尾梁結(jié)構(gòu)
MD600N直升機(jī)