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直升机过渡速度原理 直升飞机速度限制

直升机的飞行原理:直升机靠发动机来驱动旋翼旋转,旋翼旋转再产生拉力,由于直升机不需要靠机身来带动机翼,所以直升机可以悬停在空中。直升机能利用旋翼旋转速度与各桨叶的角度变换,致使飞机完成各种飞行动作,这也是直升机广泛运用于生活的原因。

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直升机简介

直升机作为20世纪航空技术极具特色的创造之一,极大地拓展了飞行器的应用范围。直升机是典型的军民两用产品,可以广泛的应用在运输、巡逻、旅游、救护等多个领域。

直升机的最大时速可达300km/h以上,俯冲极限速度近400km/h,实用升限可达6000米(世界纪录为12450m),一般航程可达600~800km左右。携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。

根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米至26(最大起飞重量达56t,有效载荷20t)。当前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机,其中又以单旋翼直升机数量最多。

一杆消速(理论形成):谈到直升机一杆消速, 自然会想到旋翼抖动的实际情景。无论是增速中出现的,还是消速中出现的,给人的印象都非常深刻。同时, 由于诸力的变化而引起的飞机变态.在操纵上也带来一定的难度。当然,对于执行场外任务而需在复杂地形区域起降时.对直升机和旋翼的影响就更大。从理论上讲,这是直升机的一种特性。只要飞行,人和飞机都要经受这么两次刺激, 已是司空见惯了的似乎是不可避免的。但是,如果借助空气动力学理论对这一现象进行探讨,根据直升机在起降过渡阶段中的飞行特点和规律.在试飞中进行摸索、探讨以求寻找出一种正确操纵方法减弱或消除旋翼抖动,提高贴地飞行的安全系数也不是不可能的。至少在增速过程中可通过驾驶员操纵使旋翼抖动减弱或消除。消速过程中 在=J己地效高度之前,空速达到大于理论过渡速度8~1 0 n raile/h时(贝尔2 06直升机约为20~22 nmile/h),抖动出现。持续到V=1 0 n1-11ile/h抖动才消失, 约8~20s。 在进行消速中,当飞机进度V 20 n 121ile/h以前进入有地效高度的贴地飞行时,抖动出现得要晚些、短些, 约3~4s

直升机飞行原理直升机的前飞

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 先说明这种飞行状态下直升机的力和旋翼的需用功率。

平飞时力的平衡

相对于速度轴系平飞时,作用在直升机上的力主要有旋空拉力T,全机重力 G,机体的废阻力 X身及尾桨推力T尾。前飞时速度轴系选取的原则是: X铀指向飞行速度V方向; Y轴垂直于X轴向上为正,2轴按右手法则确定。保持直升机等速直线平飞的力的平衡条件

平飞时力的平衡

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,

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。

螺旋桨旋转,向下扇动空气,靠空气的反作用力上升.

直升机的头上有个大螺旋桨,尾部也有一个小螺旋桨,小螺旋桨为了抵消大螺旋桨产生的反作用力。直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,旋翼还能驱动直升机倾斜来改变方向。螺旋桨转速影响直升机的升力,直升机因此实现了垂直起飞及降落。

注意区分,两者实际上可以说是同一个东西。

空气之所以能产生反作用力,就是因为空气在被往下压时密度增大,压强增大,而上方空气减少,密度稀薄,压强小,这个压强差产生升力,而从力与反作用力的角度来看,这个压力差就是反作用力。

上下机翼?

直升机3个螺旋桨,大的两副,尾巴上一副掌控平衡。头上的下边的那副是主螺旋桨,它转动迫使空气向下运动,靠这个反作用力上升,空气动力学或者在流体力学里把这个反作用力产生的机制具体到压差上。

头上还有个螺旋桨,和主螺旋桨的原理一样,只是这个螺旋桨可以偏离水平面,可以斜着转,对空气的作用力不再垂直向下,会有一个作用在水平方向的分力,这个力将控制直升机前进、后退、转向。

头上的两个螺旋桨必须同步,达到角动量守恒,否则直胜机会以螺旋桨的轴为轴心自转。而尾巴上的螺旋桨也可以通过转动给出一个反向力矩来消除这个自转。

常规的解释是前者,即螺旋桨机翼上下的压力差;但利用后者来理解也可以,至少可以这样向中学生解释。

不用理会那些长篇的复制粘贴,基本答非所问.

直升飞机的升力主要来自流体力学中压差.

1、直升机直飞原理是作用力与反作用力,螺旋桨向下推空气,空气反过来给螺旋桨个力。

2、上升和下降能力是飞机的一个全新特色,它是飞机区别于汽车的特点之一。要控制飞机的向上和向下运动,需要用一个操纵杆取代方向盘,或者使方向盘能够向内和向外运动(除了顺时针和逆时针旋转之外)。在大多数飞机上,飞行员还通过两个踏板来操纵方向舵。因此,飞行员是用一只手和两只脚来驾驶飞机的。

3、直升机基本部件:

其实直升机主要不是靠提高旋翼转速来实现上升下降的,而是通过调节旋翼叶片的迎风角度来实现升力调节的。直升机的前进后退和侧飞都是通过调节整个旋翼回转面的倾斜角度来实现的,简单说就是往哪倾斜就往哪飞,直升机最玄妙之处就在于主旋翼的铰链机构,其作用就是为了补偿直升机前进时候整个旋翼回转面左右之间的产生的升力差。因为前进时前进一侧的机翼会相对空气运动变快,另一侧会变慢,而且,在倾斜的情况下单片机翼的迎风角也会产生周期性的变化,所以铰链机构就是通过周期性改变机翼的迎风角来实现升力补偿。另外,铰链机构也可以协调旋翼由于前进时产生的上下挥舞的震动。

直升飞机飞行原理:

直升机的头上有个大螺旋桨,尾部也有一个小螺旋桨,小螺旋桨为了抵消大螺旋桨产生的反作用力。直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,旋翼还能驱动直升机倾斜来改变方向。螺旋桨转速影响直升机的升力,直升机因此实现了垂直起飞及降落。

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遥控飞机制造原理

飞行原理:直升机的头上有个大螺旋桨,尾部也有一个小螺旋桨,小螺旋桨为了抵消大螺旋桨产生的反作用力。直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,旋翼还能驱动直升机倾斜来改变方向。螺旋桨转速影响直升机的升力,直升机因此实现了垂直起飞及降落。

直升飞机:

拓展资料:

1、直升机主要由机体和升力(含旋翼和尾桨)、动力、传动四大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动,也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。

2、中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图,为现代直升机的发明提供了启示,指出了正确的思维方向,它们被公认是直升机发展史的起点。竹蜻蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”,这是我们祖先的奇特发明。有人认为,中国在公元前400年就有了竹蜻蜓,其实公元1,500年前的奇肱飞车就是一架无动力的放大了的竹蜻蜓。这种叫竹蜻蜓的民间玩具,一直流传到现在。

直升机维持飞行的动力,来自于不断旋转的旋翼。主旋翼桨叶转动产生与空气相对的上升气流,自然形成上升力。再利用旋翼旋转速度与各桨叶的角度变换,致使飞机完成各种飞行动作。直升机向前飞行,是操纵遥控杆使各桨叶的角度在不同位置时按一定规率化,旋翼产生的拉力相对于旋转轴向前倾,拉动直升机前进。

直升机的原理是什么?

原理:竹蜻蜓的叶片和水平旋转面之间有一个倾角(这个倾斜角度是可以调整的)。

当旋翼旋转时,旋转的叶片将空气向下推,形成一股强风,而空气也给竹蜻蜓一股向上的反作用升力,这股升力随著叶片的倾斜角而改变,倾角大升力就大,倾角小升力也小。当升力大于竹蜻蜓自身的重力时,竹蜻蜓便可向上飞起。

竹蜻蜓的叶片和旋转面也保持一个倾角,所以当我们用手旋转竹蜻蜓时,它会得到空气的反作用推力而向上飞出。

扩展资料:

中国的竹蜻蜓是直升机发明的灵感来源

中国的竹蜻蜓和意大利的达芬奇的直升机素描,为现代直升机的发明提供了灵感,指出了正确的思考方向,通常被认为是直升机发展的起点。

竹蜻蜓,又称飞旋和“中国顶”,是它们祖先的奇特发明。竹蜻蜓被认为早在公元前400年就存在于中国,而更保守的估计是明朝(约公元1400年)。这就是所谓的竹蜻蜓民间玩具,一直流传至今。

现代直升机比竹蜻蜓复杂一千万倍,但其飞行原理与竹蜻蜓相似。现代直升机的旋翼轴就像竹蜻蜓的叶片,旋翼轴就像竹蜻蜓的竹签,旋翼的发动机就像我们的双手用力摩擦在一起。竹蜻蜓的叶子是圆的,前面钝的,后面锋利的。上表面是拱形的,下表面是平的。

当气流通过拱形的上表面时,流速快,压力低。当气流通过一个较低的平面时,它的速度很慢,而压力很大。在上表面和下表面之间形成压力差,产生向上的升力。当升力大于它自身的重量时,蜻蜓就会飞到空中。直升机旋翼产生升力的原因与竹蜻蜓相同。

简明的大英百科全书、卷9日表示:“飞行的直升机是最早的想法之一,多年来一直认为,达芬奇首先提出了这个想法,但现在知道中国制造的玩具直升机在中世纪的欧洲人。”

参考资料来源:

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