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
如果没有尾桨,直升机就会自己原地打转。
直升机主要由机体和升力(含旋翼和尾桨)、动力、传动三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。目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。
直升机的最大速度可达300km/h以上,俯冲极限速度近400km/h,使用升限可达6000m(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-26(最大起飞重量达56t,有效载荷20t)。
直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行,特别是可在小面积场地垂直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。
目前直升机相对飞机而言,振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大、使用成本较高,速度较低,航程较短。直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。
基本不可能!你弄不到制造桨毂用的材料,卖给你你也买不起!
我就是搞直升机维修的,你如果要造直升机,最困难的地方估计就在桨毂上面。桨毂与桨叶的连接有3个铰链,分别叫“挥舞铰”“滞后铰”“变距铰”。
挥舞铰的作用:当直升机负载或转速不同时,桨叶受到的离心力不同。(直升机飞行时桨叶是靠离心力保持桨盘的水平的,如果没有离心力,桨叶会像吹翻的伞一样竖起来)所以桨叶向上倾斜的角度是要变化的。如果桨叶刚性地安装在中轴上,桨叶马上会折断。
滞后铰的作用:由于直升机前飞时,前行桨叶受的水平气动力的与后行桨叶的水平气动力不同,所以前行桨叶会受到向后的挤压而后行桨叶相反。如果桨叶刚性地安装在中轴上,桨叶马上会折断。
变距铰的作用:在直升机油门变化时,浆距必须跟随其一起变化。即:如果要提高升力,在加快桨叶转速的同时也要提高浆距,因为发动机可能提供不了太高的转速。这要看发动机具体的
转速——扭距
特性。
看看这个网站,专门介绍航模直升机怎么造的。
http://wwwairmodelorg/RemotelyPilotedAircraft/HelicoptersModel/ModelBrochures/120_4html
总之,直升机远比固定翼机复杂,而且同样起飞重量的直升机也比螺旋桨飞机昂贵。伙计,你能造出螺旋桨固定翼飞机就不错了。
卡-92这种复合式新概念直升机的主要特点就是采用了西科斯基研究的所谓ABC(Advancing Blade Concept前行桨叶概念)刚性旋翼技术。 传统直升机旋翼其桨叶通过水平铰、垂直铰和轴向铰(也称变距铰)与桨毂柔性连接组成。直升机在做悬停,垂直起降时,桨叶表面任意一点的相对气流速度就是这点的周向速度,并且在旋转平面内左右两边桨叶对称点的相对气流速度是相同的。但直升机在前飞时,桨叶表面任意一点在旋转一周中,其相对气流速度的大小和方向都是不一样的。在旋转方向和气流方向相反的半周,相对气流速度等于周向速度与飞行速度的矢量和,此时的桨叶称为前行桨叶;当桨叶旋转到旋转方向和气流方向相同的半周,相对气流速度等于周向速度与飞行速度的矢量差,此时的桨叶称为后行桨叶。
直升机要开始前飞,就前推驾驶杆,自动倾斜器向前倾斜,旋翼也就向前倾斜,旋翼产生的升力有了一个水平方向的分量,就可以前飞了。要想增加直升机飞行速度,就必须增加旋翼的旋转速度,以增加更多的水平拉力。但是,随着旋翼的旋转速度不断增大,前行桨叶的桨尖速度接近甚至超过音速时,该桨尖处的空气被压缩,堆积在桨叶前面,人们称之为激波,这种激波会产生极大的阻力,这就是所谓激波失速。
同样,在后行桨叶的桨根部分还会出现气流从桨叶的后缘向前缘的反流区。由于后行桨叶气流相对速度减小,为保持升力与前行桨叶相同,就必须增加后行桨叶偏转角度(桨距),但是与固定翼飞机的机翼仰角一样,桨距过大,气流就会从桨叶前缘开始分离,在桨叶后缘形成一个很大的涡流区,产生很大的阻力,导致桨叶升力突然巨幅下降,这称之为气流分离失速。因此,旋翼的前行桨叶的激波失速和后行桨叶的气流分离失速,就是直升机平飞速度落后于固定翼飞机主要症结。 卡-92的所谓ABC刚性旋翼,就是采用两副尺寸完全相同,但旋转方向相反的共轴式刚性旋翼,它取消了普通旋翼中桨叶用来柔性连接桨毂的水平铰、垂直铰,只保留变距铰。
在飞行过程中,共轴式刚性旋翼只负责产生升力无须产生前飞拉力,前飞拉力由辅助推进装置产生(X2和卡-92都是尾部螺旋桨),因而也无须复杂的自动倾斜器。当直升机前飞速度不断增大时,后行桨叶进行卸载,升力逐渐转移到前行桨叶上,使前行桨叶处于高动压流场中,能很好地发挥作用。后行桨叶卸载后,桨距不用很大,故不易产生气流分离失速。
另外,前行桨叶和后行桨叶升力不对称的翻转力矩,正好由上下两副旋转方向相反的旋翼相互抵消,保持升力平衡。这样旋翼的气动效率大大提高。由于刚性桨叶没有挥舞,上下旋翼可以离得很近,而没有碰撞的危险。差动式地加减上下旋翼的桨距以形成扭力差不仅形成水平方向上的转向,还由于刚性旋翼非对称升力造成横滚,进一步加速转弯过程,所以采用的ABC刚性旋翼的直升机具有异乎寻常的机动性,大大超过常规直升机。这里要指出的是,俄罗斯卡莫夫设计局虽然是以研制共轴式双旋翼直升机而著名,但其产品都还是属于普通旋翼,其效率不是很高,并且出现了在高机动动作时,上下旋翼相撞而机毁人亡的事故。这一次卡莫夫也推出采用类似ABC刚性旋翼的卡-92,目前尚无法得知西科斯基是否会向卡莫夫收取版权费。
还要提到的是,西科斯基的X2采用了为RAH-66科曼奇直升机项目研制的复合材料旋翼系统和先进传动设计,以及原来Cypher无人机项目的电传操纵技术。目前还不清楚卡莫夫的卡-92是否采用复合材料旋翼和电传操纵技术。但是和X2一样,卡-92也还必须解决减速器和离合器的设计难点。因为在平飞时,发动机的部分动力将通过减速器减速后用离合器接通尾传动轴传递给尾部的螺旋桨,在进行悬停和垂直飞行时,离合器就要断开尾传动轴使尾部的螺旋桨失去动力从而停止转动。而尾部螺旋桨所需的减速比与旋翼所需的减速比是不一样的。并且在这个过程中,功率损失要尽可能的少,离合器损耗要尽可能的低。美国在Cypher II“龙武士”的试验飞行中,就出现了离合器损耗过高的问题。
关于旋翼桨毂的说法正确的是:桨毂将传递和承受旋翼的拉力,离心力及挥舞、摆振、变距的交变力矩。
1、旋翼的旋转方向
当旋翼旋转时,有的旋翼是右旋,有的是左旋。若伸出右手,大拇指向上(指向旋翼升力方向),四指握拳方向与旋翼旋转方向一致,则该旋翼为右旋;若伸出左手,其四指握拳方向与旋翼旋转方向一致,则为左旋旋翼。
2、旋翼的作用
(1) 产生升力:用以平衡直升机的重力以及机身、平尾、机翼等部件在垂直方向上的分力,旋翼由桨毂和数片桨叶构成。桨毂安装在旋翼轴上,形如细长机翼的桨叶则连在桨毂上。
(2) 产生向前的水平分力:克服空气阻力使直升机前进。
(3) 在悬停时,产生侧向或向后水平分力,使直升机进行侧飞或后飞。
(4) 产生分力及力矩对直升机进行控制或机动飞行,类似于飞机上的各种操纵面。
旋翼桨毂的分类及优点:
1、全铰接式桨毂
优点:
(1) 挥舞水平关节可在不影响旋翼主轴的情况下使主旋翼倾斜。
(2) 挥舞水平关节和垂直关节释放了旋翼安装处的弯曲应力和载荷。
(3) 挥舞水平关节通过单独的桨叶挥舞减小阵风引起的反应,不将影响传递到机身。
(4) 挥舞水平关节和摆振垂直关节提高稳定性,尤其在以中速到高速的前飞过程中。
2、半刚性跷跷板式桨毂
优点:
(1) 结构简化,取消单独的挥舞关节和摆振关节,减少故障隐患,尤其全铰接式主旋翼桨毂产生的振动。
(2) 设计的简化带来维护的便利,节约时间和成本。
(3) 旋翼固定在主旋翼桨毂上,无需刚性来应付离心力。
(4) 重量减轻、阻力减少。
双桨共轴的直升机有双发动机也有单发动机的
双桨共轴直升机的特点
直升机双桨共轴式布局的优点
直升机双桨共轴式布局的优点很多: 方便的维护无尾桨结构。由于上下旋翼反向旋转,形成了直升机水平方向的力矩平衡,所以双桨共轴直升机不需要尾桨来平衡直升机水平方向上的力矩。前苏军在阿富汗的作战经验表明,作战中损失的苏军直升机有30%与尾桨有关。主要是:尾桨的弹伤或异物损伤;承载的尾梁损伤;长距离的尾桨传动轴系损伤等。共轴式直升机因取消了尾桨,所以不仅和与尾桨有关的损伤无缘,而且也可节省尾桨所耗用的额外功率。这带来了更方便的维护和更强的生存能力,比如俄国的卡-50机身后半部分的结构主要是出于气动布局的需要,即便该部分被击毁,直升机依然可以进行正常的飞行。 气动特性对称,机动性好。在使用相同发动机的情况下,两副共轴式旋翼的升力比单旋翼/尾桨布局的旋翼升力大12%。共轴式旋翼气动力对称性显然优于单旋翼式,不存在各轴之间互相交连的影响,机动飞行时易于操纵。改变航向时,共轴式直升机很容易保持直升机的飞行高度,这在超低空飞行和飞越障碍物时尤其可贵,对飞行安全有重要意义。 外廓尺寸紧凑。在提供同样升力的情况下,共轴直升机的外廓尺寸自然要比单翼直升机要小,因此雷达识别特征和目视识别特征就小,便于隐蔽;外廓尺寸小,受弹面就小,战斗损伤概率也小。由于共轴双桨没有尾桨,短短的尾撑用于支持垂直安定面,后者在前飞中提供像固定翼飞机一样的气动控制,减小周期距控制的负担。由于共轴双桨的机身短,受侧风影响较小。共轴双桨的振动也由于两副反转的旋翼而较好地对消了,平稳性和悬停性好。共轴双桨在同等升力下,旋翼直径可以较小,直升机总尺寸较紧凑,"占地面积"较小,特别适合海军上舰的需要。所以卡莫夫直升机公司研制的“卡”系列共轴直升机几乎独占了俄国海军市场。
直升机双桨共轴式布局的缺点
但是双桨共轴直升机的缺点也是致命的。 共轴双桨用套筒轴驱动上下两副反转的旋翼,同样有串列双桨的上下旋翼之间的间距问题,间距小了,上下旋翼有可能打架;间距大了,不光阻力高,对驱动轴的刚度要求也高,而大功率的套筒轴本来在机械上就难度很大。套筒轴不光要传递功率,还要传递上面旋翼的总距、周期距控制,在机械设计上有相当的难度。共轴式双旋翼直升机两副旋翼一上一下,平常飞行时不会相碰。但是在某些特殊的情况下,如在飞行中遇到突然变风,机动超过极限值,桨叶变形或损坏时,作用在桨叶上的气动力、离心力和重力就会失去原来的平衡,从而偏离正常的运行轨迹而发生碰撞。由于非对称升力的缘故,反向旋转的上下旋翼的旋转平面有在一侧“碰撞”的倾向,这进一步增加了对上下旋翼之间间距的要求,并且带来如果向有“碰撞”倾向一侧转弯时,必须比向另一侧转弯要轻柔。比如卡-50在向左做上升转弯时,必须十分谨慎,否则就会发生上下旋翼打架这样严重的事故,从而引起机毁人亡。这也是为什么看起来技术更加先进的,军方也十分有好感的卡-50,却竞争不过米-28N的主要原因之一。 双桨共轴直升机这一固有缺欠是因为现役直升机目前采用的是“柔性桨叶”。直升机为了补偿左右的升力不均匀,和减少桨叶的疲劳,桨叶在翼根要采用一个容许桨叶载回转过程中上下挥舞的铰链,这个铰链称为挥舞铰(flapping hinge,也称垂直铰)。桨叶在前行时,升力增加,桨叶自然向上挥舞。桨叶在后行时,桨叶的升力不足,自然下垂。由于离心力使桨叶有自然拉直的趋势,桨叶不会在升力作用下无限升高或降低,在传统直升机机械设计上也采取措施,保证桨叶的挥舞不至于和机体发生碰撞。就这样直升机在飞行时,桨叶在环形过程中,不断升高、降低,翼尖离圆心的距离不断改变,就像花样滑冰运动员经常把双臂张开、收拢,以控制旋转速度。要是一个手臂张开,一个手臂收拢,就会失去平衡东倒西歪了,不可能在原地旋转。而为了补偿桨叶上下挥舞所造成的科里奥利效应,所以桨叶在水平方向也要前后摇摆。桨叶在旋转中容许上下挥动和前后摆动,这种桨叶称为柔性桨叶(articulated rotor)。除了用机械铰链容许桨叶在环形过程中相对于其他桨叶有一定的挥舞外,材质也必须具有弹性,这就是为什么直升机停在地面时,桨叶总是“耷拉”着的原因。这样旋翼一旦旋转起来,由于桨叶有一定弹性,所以会呈一定范围的上下挥舞。这样,如果上下旋翼间隔太小的话,上下两个拥有自由度的桨叶很容易发生碰撞。
没有这种力,固定翼飞机的机翼上下表面由于机翼形状不同,气流流经上下表面的速度不同,压力也不同,上下形成压力差,我们称之为升力。旋翼机即直升机是由于桨叶挥舞,桨叶是上下形成升力。浮力基本上可以在气球、飞艇之类的浮空航空器考虑这个定义
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