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直升機(jī)飛行原理直升機(jī)的前飛

直升機(jī)的前飛，特別是平飛，是其最基本的一種飛行狀態(tài)。直升機(jī)作為一種運(yùn)輸工具，主要依靠前飛來(lái)完成其作業(yè)任務(wù)。為了更好地了解有關(guān)直

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直升機(jī)飛行原理直升機(jī)的前飛

直升機(jī)的前飛，特別是平飛，是其最基本的一種飛行狀態(tài)。直升機(jī)作為一種運(yùn)輸工具，主要依靠前飛來(lái)完成其作業(yè)任務(wù)。為了更好地了解有關(guān)直升機(jī)前飛時(shí)的飛行特點(diǎn)，從無(wú)側(cè)滑的等速直線(xiàn)平飛人手，有關(guān)上升率Vy不為零的前飛(上升和下降)留在下一節(jié)介紹。直升機(jī)的水平直線(xiàn)飛行簡(jiǎn)稱(chēng)平飛。平飛是直升機(jī)使用最多的飛行狀態(tài)，旋翼的許多特點(diǎn)在乎飛時(shí)表現(xiàn)得更為明顯。直升機(jī)平飛的許多性能決定于旋翼的空氣動(dòng)力特性，因此需要首 先說(shuō)明這種飛行狀態(tài)下直升機(jī)的力和旋翼的需用功率。

平飛時(shí)力的平衡

相對(duì)于速度軸系平飛時(shí)，作用在直升機(jī)上的力主要有旋空拉力T，全機(jī)重力 G，機(jī)體的廢阻力 X身及尾槳推力T尾。前飛時(shí)速度軸系選取的原則是： X鈾指向飛行速度V方向； Y軸垂直于X軸向上為正，2軸按右手法則確定。保持直升機(jī)等速直線(xiàn)平飛的力的平衡條件

平飛時(shí)力的平衡

其中 Tl， T2， T3分別為旋翼拉力在 X， Y，Z三個(gè)方向的分量。對(duì)于單旋翼帶尾槳直升機(jī)，由于尾槳軸線(xiàn)通常不在旋翼的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)，為保持側(cè)向力矩 平衡，直升機(jī)稍帶坡度角 r，故尾槳推力與水平面之間的夾角為 y，T尾與T3方向不完全 一致，因?yàn)?y角很小，即cosr約等于1，故Z向力采用近似等號(hào)。

平飛需用功率及其隨速度的變化

平飛時(shí)，飛行速度垂直分量Vv=0，旋翼在重力方向和Z方向均無(wú)位移，在這兩個(gè)方向的分力不做功，此時(shí)旋翼的需用功率由 三部分組成：型阻功率——P型；誘導(dǎo) 功率——P誘；廢阻功率——P廢。其中第三項(xiàng)是旋翼拉力克服機(jī)身阻力所消 耗的功率。

從上圖可以看出，旋翼拉力的 第二分力 T2可平衡機(jī)身阻力 X身。對(duì)旋翼而言，其分力T2在X軸方向以速度V作位移。顯然旋翼必須做功，P =T2V或P廢=X身V，而機(jī)身廢阻X身 在機(jī)身相對(duì)水平面姿態(tài)變化不大的情況 下，其值近似與V的平方成正比，這樣 廢阻功
平飛需用功率隨速度的變化

率P廢就可以近似認(rèn)為與平飛速 度的三次方成正比，

平飛時(shí)，誘導(dǎo)功率為P誘=TV，其中T為旋翼拉力， vl為誘導(dǎo)速度。當(dāng)飛行重量不變 時(shí)，近似認(rèn)為旋翼拉力不變，誘導(dǎo)速度271隨平飛速度 V的增大而減小，因此平飛誘導(dǎo)功率 P誘隨平飛速度V的變化如上圖中細(xì)實(shí)線(xiàn)②所示。

平飛型阻功率尸型則與槳葉平均迎角有關(guān)。隨平飛速度的增加其平均迎角變化不大。所以P型隨乎飛速度V的變化不大，如圖中虛線(xiàn)①所示。

圖中的實(shí)線(xiàn)④為上述三項(xiàng)之和，即總的平飛需用功率P平需隨平飛速度的變化而變化。它是一條馬鞍形的曲線(xiàn)：小速度平飛時(shí)，廢阻功率很小，但這時(shí)誘導(dǎo)功率很大，所以總的乎飛需用功率仍然很大。但比懸停時(shí)要小些。在一定速度范圍內(nèi)，隨著平飛速度的增加，由于誘導(dǎo)功率急劇下降，而廢阻功率的增量不大，因此總的平飛需用功率隨乎飛速度的增加呈下 降趨勢(shì)，但這種下降趨勢(shì)隨 V的增加逐漸減緩。速度繼續(xù)增加則由于廢阻功率隨平飛速度 增加急劇增加。平飛需用功率隨 V的增加在達(dá)到平飛需用功率的最低點(diǎn)后增加；總的平飛需用功率隨 V的變化則呈上升趨勢(shì)，而且變得愈來(lái)愈明顯。

直升機(jī)的后飛

相對(duì)氣流不對(duì)稱(chēng)，引起揮舞及槳葉迎角的變化

直升機(jī)的側(cè)飛

側(cè)飛是直升機(jī)特有的又一種飛行狀態(tài)，它與懸停、小速度垂直飛行及后飛 一起是實(shí)施某些特殊作業(yè)不可缺少的飛行性能。一般側(cè)飛是在懸?；A(chǔ)上實(shí)施的飛行狀態(tài)。其特點(diǎn)是要多注意側(cè)向力 的變化和平衡。由于直升機(jī)機(jī)體的側(cè)向 投影面積很大，機(jī)體在側(cè)飛時(shí)其空氣動(dòng) 力阻力特別大，因此直升機(jī)側(cè)飛速度通常很小。由于單旋翼帶尾槳直升機(jī)的側(cè) 向受力是不對(duì)稱(chēng)的，因此左側(cè)飛和右側(cè)飛受力各不相同。向后行槳葉一側(cè)側(cè)飛，旋翼拉力向后行槳葉一例的水平分量大于向前行槳葉一側(cè)的尾槳推力，直升機(jī)向后方向運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生與水平分量反向的空氣動(dòng)力阻力Z。當(dāng)側(cè)力平衡時(shí)，水平分量等于尾槳推力與空氣動(dòng)力阻力之和，能保持等速向后行槳葉一側(cè)側(cè)飛。向前行槳葉一例側(cè)飛時(shí)，旋翼拉力的水平分量小于尾槳推力，在剩余尾槳推力作用下，直升機(jī)向民槳推力方向一例運(yùn)動(dòng)，空氣動(dòng)力阻力與尾槳推力反向，當(dāng)側(cè)力平衡時(shí)，保持等速向前行槳葉一側(cè)飛行。