【簡(jiǎn)介:】淘金客覺(jué)得有答主答得相當(dāng)專(zhuān)業(yè)了,想補(bǔ)充些更直觀(guān)的數(shù)據(jù)和例子:較低的速度下,大旋翼低轉(zhuǎn)速的效率比較高。舉個(gè)例子不一定準(zhǔn):100公斤重的直升機(jī),用小旋翼30千瓦的功率懸停,但換成大
淘金客覺(jué)得有答主答得相當(dāng)專(zhuān)業(yè)了,想補(bǔ)充些更直觀(guān)的數(shù)據(jù)和例子:較低的速度下,大旋翼低轉(zhuǎn)速的效率比較高。舉個(gè)例子不一定準(zhǔn):100公斤重的直升機(jī),用小旋翼30千瓦的功率懸停,但換成大旋翼就可能只需要10-15千瓦就夠了。
旋翼大小的比較
這里較低的速度,指的既是旋翼的轉(zhuǎn)速,也是指飛機(jī)的速度。飛機(jī)的速度低,進(jìn)入旋翼的空氣速度比較低,可以用較小的螺距來(lái)推動(dòng)空氣加速,氣流不易分離且效率很高。這里有一個(gè)很容易懂的單位,常常被稱(chēng)為“力效”或者“拉效”,單位是“克(升力)/每瓦(功率)”,就是向一套旋翼系統(tǒng)輸入一定動(dòng)力后能產(chǎn)生多大的升力!下面舉一點(diǎn)大家常見(jiàn)的例子:
一、某疆的“精靈”無(wú)人機(jī)如上圖,航拍用的小家伙,每個(gè)旋翼直徑9英吋(229毫米),75%油門(mén)時(shí)轉(zhuǎn)速9000,力效約為5克/瓦,就是說(shuō)1瓦功率可以獲得5克的升力,由此可倒推出,這款1300克的飛機(jī),在懸停的時(shí)候,功率大約是260瓦。因此這款飛機(jī)的續(xù)航時(shí)間約20分鐘。
二、比較常見(jiàn)的15公斤級(jí)6旋翼長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)如上圖這種,每個(gè)旋翼直徑29吋(737毫米),75%油門(mén)時(shí)轉(zhuǎn)速2500,力效約為12-13克/瓦,比前一個(gè)精靈大了一倍有余,1瓦功率能產(chǎn)生12克以上的升力,續(xù)航時(shí)間也因此達(dá)到“精靈”的2倍有余,一般都有1小時(shí)。淘金客做過(guò)一些優(yōu)化,最好的成績(jī)是純鋰電池?zé)o負(fù)載(13公斤多一點(diǎn))達(dá)到100分鐘,2公斤負(fù)載90分鐘即1個(gè)半小時(shí)。
極端一些的人力直升機(jī)
下面的例子極端一些:直升機(jī)螺距可變,情況會(huì)更復(fù)雜一些,但仍然遵循這個(gè)規(guī)律——可以看看下圖這個(gè)人力直升機(jī),超長(zhǎng)的旋翼極低的轉(zhuǎn)速,這個(gè)力效達(dá)到驚人的超過(guò)100克/瓦!優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)可爆發(fā)出1千瓦以上的功率,只這么高的力效才可能產(chǎn)生100公斤以上的升力!如果這架飛機(jī)維持懸空60秒,就能獲得25萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。當(dāng)然,這個(gè)錢(qián)實(shí)在不算多——這架用最好的超輕材料制作的直升機(jī),肯定不止這么點(diǎn)錢(qián)!
最后結(jié)論
既然旋翼越大力效越高,為什么直升機(jī)不把旋翼再做大一些?太大的旋翼帶來(lái)的問(wèn)題一大堆:
1、阻力太大飛不快
2、停放、降落很不方便
3、低轉(zhuǎn)速下響應(yīng)速度非常慢,很小的風(fēng)就會(huì)歪歪倒倒,無(wú)法穩(wěn)定飛行,所以那架人力直升機(jī)只能在體育館里試飛
等等等等
所以,直升機(jī)的旋翼大小、片數(shù)、轉(zhuǎn)速的選擇,是個(gè)折衷各方面因素的結(jié)果。