如果在飛行中旋翼有效力減小至小于直升機(jī)的重力,則直升機(jī)垂直下降。
升力
升力
重力重力(a)(b)圖 1-16直升機(jī)垂直飛行時(shí)的受力
1.4.2油門(mén)內(nèi)聯(lián)裝置
當(dāng)總距桿提起或放下時(shí),槳葉與相對(duì)氣流的迎角將發(fā)生變化,作用在槳葉上的阻力也將改變,增加槳距,槳葉迎風(fēng)面積增大,阻力增加,如果沒(méi)有任何補(bǔ)償措施的話,槳葉轉(zhuǎn)速將減小,升力的增加將被抵消而隨之減小了。因此當(dāng)提總變距桿時(shí)應(yīng)提供額外的功率以保持旋翼轉(zhuǎn)速不變,反之亦然。為實(shí)現(xiàn)這種補(bǔ)償,直升機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)將總距桿與油門(mén)桿進(jìn)行內(nèi)部聯(lián)接,當(dāng)提總距桿時(shí)自動(dòng)增加油門(mén)提供額外功率,放下總距桿時(shí)油門(mén)自動(dòng)減小以減小功率輸出。
圖 1-17是油門(mén)內(nèi)聯(lián)裝置的示意圖,圖中總距桿前端的油門(mén)手柄即可實(shí)現(xiàn)功率的補(bǔ)償,同時(shí)該手柄還可在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或關(guān)車(chē)時(shí)用于打開(kāi)和關(guān)斷油門(mén),油門(mén)的操縱可以獨(dú)立于總距桿的位置。
圖 1-17油門(mén)內(nèi)聯(lián)裝置
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的控制原理相同,最典型的例子是裝有 PT6系列發(fā)動(dòng)機(jī)的直升機(jī),燃?xì)鉁u輪的轉(zhuǎn)速由油門(mén)手柄控制,油門(mén)手柄的位置直接對(duì)應(yīng)燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)速(Ng)調(diào)節(jié)器,當(dāng)總距桿提起或放下時(shí),輸入一個(gè)信號(hào)到自由渦輪轉(zhuǎn)速(Nf)調(diào)節(jié)器以保證 Nf和旋翼轉(zhuǎn)速 Nr恒定。
現(xiàn)代一些直升機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)采用燃油電子調(diào)節(jié)器,總距桿位置信號(hào)通過(guò)預(yù)調(diào)器以電子信號(hào)的形式傳遞給電子控制裝置,預(yù)調(diào)器與總距桿以機(jī)械形式連接。
1.4.3懸停和地面效應(yīng)
當(dāng)旋翼升力大于直升機(jī)重力時(shí),直升機(jī)將垂直上升,如果上升到一定高度而減小旋翼升力使之與重力大小相等,方向相反時(shí),直升機(jī)將停止上升,這種飛行狀態(tài)叫做懸停。
只要旋翼能夠產(chǎn)生足夠的升力來(lái)平衡飛機(jī)重力,直升機(jī)可在任何高度下懸停。
當(dāng)直升機(jī)在較低的高度懸停,即非常接近地面時(shí),這時(shí)的狀態(tài)可以產(chǎn)生地面效應(yīng)。這是由于槳葉葉尖處空氣速度較大,形成一道從葉尖至地面的氣簾,主旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)的下洗氣流將被集中在槳盤(pán)和機(jī)身下方,相對(duì)增大了主槳下部空氣的密度,由升力公式可知,密度增加,升力增大,產(chǎn)生地面效應(yīng)。因此由于地面效應(yīng)的作用,升力增大,保持懸停所需的功率也就減小。
地面效應(yīng)的最大有效高度大約等于旋翼直徑的一半,隨著高度逐漸增大至旋翼直徑,地面效應(yīng)逐漸減小直至完全消失。
地面效應(yīng)的另一個(gè)名稱(chēng)叫做地面氣墊,當(dāng)直升機(jī)從懸停轉(zhuǎn)成前飛狀態(tài)時(shí),由于主槳平面的前傾使得高密度空氣向后移動(dòng),直升機(jī)必須增加功率以補(bǔ)償因地面效應(yīng)減少而帶來(lái)的升力的降低。
圖 1-18地面效應(yīng)
第 1.5節(jié)過(guò)渡飛行和轉(zhuǎn)換飛行
1.5.1過(guò)渡飛行
過(guò)渡飛行是指直升機(jī)從懸停狀態(tài)轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)換飛行狀態(tài)之間的過(guò)程。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)變,首先應(yīng)使主槳旋轉(zhuǎn)平面向著需要飛行的方向傾斜,由于旋翼有效力是與葉尖旋轉(zhuǎn)平面相垂直,因此旋翼有效力也將向著同方向偏轉(zhuǎn)。這樣將破壞升力和重力之間在懸停時(shí)的平衡狀態(tài),如圖 1-19所示,將兩個(gè)力按照力的合成法則進(jìn)行合成,得到如圖 1-20所示的合力。
旋翼有效力
旋翼有效力旋翼有效力
推力推力
重力
重力重力圖 1-20圖 1-21
圖 1-20中升力和重力的合力目前沒(méi)有與其相平衡的力,直升機(jī)將沿著合力的方向運(yùn)動(dòng),這個(gè)合力叫做推力。
從圖 1-20還可以看出,由旋翼有效力偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的合力,也就是推力,它的作用方向并不是水平的,而是略向下傾斜,若不作修正,直升機(jī)將在前飛的同時(shí)還將下降高度伴隨著地面效應(yīng)的失去,其下降速率會(huì)迅速增加。
為彌補(bǔ)上述現(xiàn)象,應(yīng)增大旋翼有效力使合力方向成水平,從實(shí)際操縱上來(lái)說(shuō),應(yīng)提總距桿增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出,這樣可以使直升機(jī)保持水平飛行。我們也可以理解為在過(guò)渡飛行階段,直升機(jī)旋翼旋轉(zhuǎn)平面應(yīng)向所需飛行的方向傾斜,同時(shí)提總距桿增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率,使得旋翼有效力偏轉(zhuǎn)且增大,它的一個(gè)垂直分量是升力,且與重力平衡,另一個(gè)水平分量可以使直升機(jī)進(jìn)入水平飛行狀態(tài)。
|
直升機(jī)翻譯 www.ajkitchenandbath.com
本文鏈接地址:
直升機(jī)全方位講述