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时间:2018-07-24 23:07来源:中国航空网 作者:中国航空
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同样的,当一架固定翼飞机在高速飞行情况下遇到压缩性问题时,主要后果是迅速增大的激波阻力,伴随而来的低头俯仰力矩同样只是个小问题。直升机的压缩型问题同样与之不同,当旋翼桨叶遇上压缩性问题时,低头俯仰力矩仍然是主要问题。

对于直升机而言,俯仰力矩成为主要问题的主要原因直升机的桨距是可变的,且变距连杆一般都是细长杆,若是俯仰力矩过大,变距连杆很容易就会变形失效。

旋翼桨叶的翼型的气动特性以往一般是通过风洞试验进行确定的,在现代化的旋翼设计中,为了加快进度并降低预算,翼型气动特性也会通过CFD分析来确定,高精度的CFD模拟风洞计算结果往往能取得较高的置信度。

 


图——直升机旋翼桨叶微段翼型受力示意及其与迎角关系

上图展示的是不同马赫数状态下二维翼型的升力、阻力和力矩系数的示意图,从图中可以看出,当迎角较小且马赫数较小的情况下,升阻力及力矩系数的曲线都可以看做近似直线,而随着迎角增大,翼型失速,升力降低,阻力快速增大,并产生了一个急剧增大的低头力矩;而在高马赫数的状况下,翼型受到压缩性效应——产生了激波阻力——阻力系数急剧增大,俯仰力矩也同样产生了极大的变化。

因此,绝大部分直升机在设计过程中就会算好桨叶安装角,使其桨叶不会工作在俯仰力矩很大的状况下——无论是后行侧的桨叶失速问题或是前行侧的压缩性问题。设计经验同样表明,直升机的最大飞行速度,必须在上述两个问题的限制之内。

但是对于直升机飞行员而言,飞行操纵过程中,操纵进入这两种状态的情况仍是比较常见的,比如说前飞转弯过程中,后行侧桨叶会进入失速状态,快速俯冲过程中,前行侧将也很容易受到较大的气动压缩性影响。但无论是哪种情况,都只会有一小部分桨盘受到影响,这一小部分桨盘受到的影响可能会导致两种结果:其一就是类似于周期变距操纵一样,桨叶安装角由于受俯仰力矩而变化,旋翼挥舞状态因而发生不可预料的改变,使得飞行员无法通过调整变距杆来实现配平;其二就是俯仰力矩对周期旋转的桨叶产生了交变的振荡载荷,并传递到桨毂上,到传动系统上,到控制系统上,到机身上,最终波及整个直升机。当然,很多时候,这两种影响会一起发生。来源:旋翼飞行器


 
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本文链接地址:直升机操纵为何比固定翼更复杂?旋翼气动环境方面的解释(2)