直  升  飛  機

        人類有史以來就嚮往著能夠自由飛行。古老的神話故事訴說著人類早年的飛行夢,而夢想的飛行方式都是原地騰空而起,像現代直升機那樣既能自由飛翔又能懸停於空中,並且隨意實現定點著陸。例如阿拉伯人的飛毯,希臘神的戰車,都是垂直起落飛行器。其中最有價值、最具代表性的是中國古代玩具「竹蜻蜓」和義大利人達·文西關於垂直起降航空器的畫作。

直升機的飛行原理

        直升機的起飛 、飛行、降落等各動作主要是依靠各旋翼來完成的。主旋翼槳葉轉動時會產生與空氣相對的上升氣流,自然形成上升力。在利用旋翼的旋轉速度與各槳葉的角度變換,致使飛機完成起飛、升高、降落等多種不同的飛行動作。直升機向前飛行,是由於各槳葉的角度在不同位置時,按固定規律變化所產生的。旋翼產生的拉力相對於旋轉軸向前傾斜,拉動直升機前進。使直升機向左或向右飛行也是同樣的道理。直升機飛行方向改變時,基本原理是利用尾旋翼的可變角度或(帶尾馬達的、速度)產生的。因為主旋翼旋轉時機身會產生扭力作用,扭力作用使機身不停的轉圈,無法正常飛行。所以必須加設一個尾旋翼來抵消扭力,平衡機身不旋轉,但單靠尾旋翼來平衡是不夠的,這就需要使用陀螺儀了,它可以根據機身的擺動多少,自動作出補償給伺服器(舵機),去改變尾旋翼角度,平衡機身。

        直升機維持飛行的動力,來自於其不斷旋轉的旋翼。旋翼旋轉產生升力:當旋翼葉片與相對氣流之間的角度變大,發動機同時加大功率,旋翼產生的升力大於飛機重量,於是上升;反之,則下降;相同,則處於懸停或平飛狀態。要使直升機前進一般是操縱遙控桿使各槳葉的角度在不同位置時按一定規律變化,旋翼產生的拉力相對於旋轉軸向前傾,拉動直升機前進。使直升機向左或向右飛行也是同樣的道理。平衡翼對靈敏度影響很大,在旋轉的過程中,平衡翼因週期性的攻角變化而作週期性的上下細微擺動,平衡翼上下擺動幅度越大,主旋翼攻角差也就越大,攻角差越大,升力差也就越大機體的動作量也越大,而能改變平衡翼上下擺動幅度的就是平衡翼攻角、重量、面積、平衡桿長度平衡翼片中心軸位置、轉速 ... ,一般情況下大面積、輕量的平衡翼片,重量較輕,陀螺效應越小,越容易上下擺動,拉動的主旋翼角度越大,升力差也就越大,翻滾動作也就越快速。

直升機的操縱系統

        可分為三大部分:

        踏板 在直升機駕駛席的下方通常設有兩塊踏板,駕駛員可以通過它們對尾螺旋槳的輸出功率和槳葉的傾角進行調節,這兩項調整能夠對機頭的水平方向產生影響。

  週期變距杆 位於駕駛席的中前方,該手柄的控制物件為主螺旋槳下方自動傾斜器的不動環。不動環可對主螺旋槳的旋轉傾角進行調整,決定機身的飛行方向。

  總距杆 位於駕駛席的左側,該手柄的控制物件為主螺旋槳下方自動傾斜器的動環。動環通過對主螺旋槳的槳葉傾角進行調節來對調整動力的大小。另外,貝爾公司生產的系列直升機在總距杆上還集成有主發動機功率控制器,該控制器可根據主螺旋槳槳葉的旋轉傾角自動對主發動機的輸出功率進行調整 .   

飛行操作

        升降 有些讀者可能會認為,直升機在垂直方向上的升降是通過改變主螺旋槳的轉速來實現的。誠然,改變主螺旋槳的轉速也不失為實現機體升降的方法之一,但直升機設計師們很早之前便發現,提升主螺旋槳輸出功率會導致機身整體負荷加大。所以,目前流行的方法是在保持主螺旋槳轉速一定的情況下依靠改變主螺旋槳槳葉的傾角來調整機身升力的大小。駕駛員可通過總距杆完成這項操作。當把總距杆向上提時,主螺旋槳的槳葉傾角增大,直升機上升;反之,直升機下降。需要保持當前高度時,一般將總距杆置於中間位置。

        平移 直升機最大飛行優勢之一是:可以在不改變機首方向的情況下,隨時向各個方向平移。這種移動是通過改變主螺旋槳的旋轉傾角來實現的。當駕駛員向各個方向扳動週期變距杆時,主螺旋槳的主軸也會發生相應的傾斜。此時,主螺旋槳所產生的推力分解為垂直和水平兩個方向的分力,垂直方向的分力依舊用於保持飛行高度,水平方向上的分力可使機身在該方向上產生平移。

 

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