【簡介:】??直升機(jī)與普通飛機(jī)區(qū)別及飛行簡單原理:
不可否認(rèn),直升機(jī)和飛機(jī)有些共同點(diǎn)。比如,都是飛行在大氣層中,都重于空氣,都是利用空氣動力的飛行器,但直升機(jī)有諸多獨(dú)有特性。
(1)直升機(jī)
??直升機(jī)與普通飛機(jī)區(qū)別及飛行簡單原理:
不可否認(rèn),直升機(jī)和飛機(jī)有些共同點(diǎn)。比如,都是飛行在大氣層中,都重于空氣,都是利用空氣動力的飛行器,但直升機(jī)有諸多獨(dú)有特性。
(1)直升機(jī)飛行原理和結(jié)構(gòu)與飛機(jī)不同飛機(jī)靠它的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力,而直升機(jī)是靠它頭上的槳葉(螺旋槳)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。
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(2)直升機(jī)的結(jié)構(gòu)和飛機(jī)不同,主要由旋翼、機(jī)身、發(fā)動機(jī)、起落裝置和操縱機(jī)構(gòu)等部分組成。根據(jù)螺旋槳個數(shù),分為單旋翼式、雙旋翼式和多旋翼式。
(3)單旋翼式直升機(jī)尾部還裝有尾翼,其主要作用:抗扭,用以平衡單旋翼產(chǎn)生的反作用力矩和控制直升機(jī)的轉(zhuǎn)彎。
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(4)直升機(jī)最顯眼的地方是頭上窄長的大刀式的旋翼,一般由2~5片槳葉組成一副,由1~2臺發(fā)動機(jī)帶動,其主要作用:通過高速的旋轉(zhuǎn)對大氣施加向下的巨大的力,然后利用大氣的反作用力(相當(dāng)與直升飛機(jī)受到大氣向上的力)使飛機(jī)能夠平穩(wěn)的懸在空中。
三、平衡分析(對單旋翼式):
(1)直升飛機(jī)的大螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力平衡重力。
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直升飛機(jī)的槳葉大概有2—3米長,一般有5葉組成。普通飛機(jī)是靠翅膀產(chǎn)生升力起飛的,而直升飛機(jī)是靠螺旋槳轉(zhuǎn)動,撥動空氣產(chǎn)生升力的。直升飛機(jī)起飛時,螺旋槳越轉(zhuǎn)越快,產(chǎn)生的升力也越來越大,當(dāng)升力比飛機(jī)的重量還大時,飛機(jī)就起飛了。在飛行中飛行員調(diào)節(jié)高度時,就只要通過改變大螺旋槳旋轉(zhuǎn)的速度就可以了。
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(2)直升飛機(jī)的橫向穩(wěn)定。
因為直升飛機(jī)如果只有大螺旋槳旋,那么根據(jù)動量守衡,機(jī)身就也會旋轉(zhuǎn),因此直升飛機(jī)就必須要一個能夠阻止機(jī)身旋轉(zhuǎn)的裝置。而飛機(jī)尾部側(cè)面的小型螺旋槳就是起到這個作用,飛機(jī)的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)或保持穩(wěn)定航向都是靠它來完成的。同時為了不使尾槳碰到旋翼,就必須把直升飛機(jī)的機(jī)身加長,所以,直升飛機(jī)有一個像蜻蜓式的長尾巴。
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四、能量方式分析。
根據(jù)能量守恒定律可知:能量既不會消失,也不會無中生有,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化成為另一種形式。在低速流動的空氣中,參與轉(zhuǎn)換的能量只有壓力能和動能。一定質(zhì)量的空氣具有一定的壓力,能推動物體做功;壓力越大,壓力能也越大;流動的空氣具有動能,流速越大,動能也越大。
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而空氣的流速只有來自于發(fā)動機(jī)所帶的螺旋槳對空氣的作用,當(dāng)然從這里分析能量也是守衡的。
參考資料:理論力學(xué)。
直升機(jī)的旋翼可以同時產(chǎn)生兩個方向的力:
在旋轉(zhuǎn)軸和機(jī)身重力的方向相反時,就產(chǎn)生垂直向上的升力。
在旋轉(zhuǎn)軸傾向于前方時,就可以產(chǎn)生向前的力,它和上升的力合在一起,就能推動直升機(jī)向前飛了。
我想知道直升機(jī)的升力和降力,速度等的計算公式,它是怎樣確定的。因為我想自己設(shè)計一個小型模擬飛機(jī)來玩一玩,若有人知道請告訴我。非常謝謝您。
??樓上兩位說的直升機(jī)的前進(jìn)和上升方式都是錯誤的,直升機(jī)的前進(jìn)不是靠改變主旋轉(zhuǎn)軸的傾斜方向,上升和下降也不是靠改變螺旋漿的轉(zhuǎn)速。
首先應(yīng)該說的是直升機(jī)的槳葉不是固定的,它不象電扇,也不象竹蜻蜓那樣,扇頁與空氣形成的角度是固定的。直升機(jī)的槳葉相對于空氣的傾角是可以調(diào)整的,也就是說,單個的槳葉可以沿其基部的一個固定軸做一定角度的旋轉(zhuǎn),從而改變其對空氣的迎角,同時,也改變了這個槳葉相對于其他槳葉的升力。
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注意觀察直升機(jī)槳葉的基部,那里并不是一個簡單的類似竹蜻蜓似的固定聯(lián)接,而是還有一些控制槳葉角度的裝置(稱為變距桿,見下圖)在每個旋轉(zhuǎn)周期里,通過對變距桿的操縱來控制槳葉迎角,提供不同的升力。
在懸停狀態(tài)下,各個槳葉的變距桿位置相同,每片槳葉提供相同的升力,在垂直上升或者下降狀態(tài),也是通過控制每片槳葉的迎角,來使其升力產(chǎn)生變化。
??(而不是通過控制轉(zhuǎn)速)
下面再講講直升機(jī)的水平運(yùn)動。直升機(jī)的水平運(yùn)動并是通過非改變其主旋轉(zhuǎn)軸的傾角,來提供水平分力實(shí)現(xiàn)的,而是通過變距桿,操縱每個槳葉在其旋轉(zhuǎn)周期的某個位置(向前飛行的時候就是在180度位置,向后飛行或者剎車的時候就是在0度位置)增大其迎角,使這個槳葉在這個位置產(chǎn)生更大的升力。
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由于槳葉具有一定的彈性,升力越大,向上的彎曲就越多,這樣,由各個槳葉組成的旋轉(zhuǎn)面就不再是一個標(biāo)準(zhǔn)的倒置圓錐形,而是向直升機(jī)水平運(yùn)動的方向產(chǎn)生傾斜,這個傾斜的角度就產(chǎn)生了向這一方向水平分力,從而導(dǎo)致了直升機(jī)的水平運(yùn)動。當(dāng)然,直升機(jī)做急加速(減速)或者是快速運(yùn)動時,產(chǎn)生的水平分力會使直升機(jī)的機(jī)身向運(yùn)動方向傾斜,這同時導(dǎo)致了主旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生傾斜,產(chǎn)生更大的水平分力。
??但是從根本的精度上說,不是由于旋轉(zhuǎn)軸的傾斜而產(chǎn)生水平運(yùn)動的分力的。
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