尾桨|仔细观察直20直升机,一个细节令人疑惑,尾旋翼为何是歪的?
文/山峰
国产10吨级通用直升机直-20已经列装服役 , 频频亮相 。 直-20是我国参考美国黑鹰直升机的成功经验进行的设计 , 两者虽然外形上有一定的相似 , 不过我国在内里有不少独到的创新 , 但是如果网友们仔细观察直-20曝光的照片和视频 , 就能发现直-20的一个特点 , 尾桨是歪的 , 这在其他国产直升机上从未出现过!
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仔细观察直20的尾桨是歪的
直升机后面的尾桨自带旋翼 , 主要作用有两点:一就是靠尾桨产生阻力 , 防止直升机旋翼的旋转升力时的反作用力造成机身反转的不稳定性 , 二就是靠调节小螺旋桨转速大小行驶转向的作用 。 因此绝大多数直升机都会设计一个尾桨 , 也有一些直升机通过其他方法解决了这个问题但在这里就不做探讨了 。
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直20
直升机是通过顶部的主螺旋桨旋转获得升力而升空的 , 物理上有一个重要的定律叫角动量守恒 。 对于直升机而言 , 顶部的主螺旋桨旋转 , 直升机的机身部分将与螺旋桨反方向旋转 。 虽然由于机身的质量比螺旋桨大得多 , 机身的旋转速度远小于螺旋桨的旋转速度 , 但机身的旋转 , 会增大操控直升机的难度 。 为解决这个问题 , 直升机在尾部再安装一个与主旋翼成垂直方向的小螺旋桨 , 小螺旋桨旋转时 , 迫使机身反方向旋转 , 用以抵消机身的旋转 。 同时 , 尾部的小螺旋桨对直升机转弯还会发挥一定作用 。
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【尾桨|仔细观察直20直升机,一个细节令人疑惑,尾旋翼为何是歪的?】美国的UH-60"黑鹰"
而我国直20与美国的UH-60"黑鹰"所采用的尾桨设计与其他都不太相同 , 向左倾斜了20度 。 这么做有两个目的 , 首先 , 使尾桨末端的最低点升高 , 避免打伤地面人员和设备;其次 , 防止地面扬起的沙石打伤尾桨;再次 , 使尾桨产生垂直方向的分力 , 同时平衡机身力矩 , 使机尾向上、机身前倾 , 获得前进动力 , 减少主旋翼的载荷 。 直升飞机的前进 , 是由机身前倾 , 主旋翼产生升力的前向分力来完成的 。
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这些灵巧的设计都是工程师们根据现实条件折中的办法 , 为了适应运20的货舱 , 直20机身较低矮 , 主旋翼系统也可折叠 , 而垂尾和尾旋翼仍太占地方 , 所以设计师就把它向左倾斜了20度 , 完美解决了匹配运20货舱的问题 。 这样做还有一个好处就是让直升机整体重心后移 , 为后续的升级改造留下了冗余空间 , 还提高了一点荷载量 , 简直是一举多得 。
当然这么做也不是没有隐患 , 而是给飞行员在操作的时候增加了难度 , 需要更多训练才能适应 。 不过凭借我国领先全球的航电系统和最新的电传动技术 , 再加上高超的计算机辅助操作系统 , 足够解决歪尾巴引起的操纵耦合问题 。 因为利大于弊 , 因此在黑鹰直升机问世之后 , 美国空军和我国也采用了类似的歪尾巴设计 , 有最先进的技术经验就要拿来用 , 直20的性能经过多年测试更稳定 , 部分装备也要比黑鹰更先进 , 更符合我国的实际情况 , 还需继续努力 。 举报/反馈
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