直升機屬於旋轉翼飛行器,和普通飛機不同,直升機的向上升力是由螺旋槳旋轉產生的,如果大家玩過竹蜻蜓就能明白直升機是怎麽飛起來的。我們常見的普通直升機都是壹個大螺旋槳後面加壹個小螺旋槳,而有的直升機卻有兩個壹樣大的螺旋槳,並反向旋轉,這是為什麽呢?
根據第三定律“相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同壹條直線上”可以知道,當直升機驅動螺旋槳旋轉時,螺旋槳也必然會對直升機產生相反的作用力。這個作用力會驅使直升機的機體反方向旋轉,如果沒有其他措施抵消這個反作用力,那直升機就會進入“不由自主”的旋轉模式。駕駛員要是跟著這麽轉,別說駕駛飛機了,隔夜的飯都能給吐出來。因此為了抵消機體的旋轉,直升機就需要引入額外壹種力量將這個反作用力消除,保證機身不會轉動。
最常見的就是上面這種帶尾槳的直升機了,尾槳在旋轉時產生的力量抵消施加在直升機機體上的反作用力,這樣直升機就可能在螺旋槳的帶動下安全起飛了。使用尾槳的直升機在世界占絕大多數,包括軍用和民用。這種直升機的優點是結構簡單、技術成熟、性能可靠,各方面性能均比較平衡。有意思的是美、英、德、意、日等國的直升機螺旋槳都是逆時針旋轉,法、俄、中、印的直升機螺旋槳都是順時針旋轉。
帶尾槳的俄羅斯米24直升機
搞清了基本原理我們就能知道,只要能消除施加在機體上的反作用力,直升機就正常起降。因此除了使用尾槳外還會有很多其他的方式讓直升機飛起來。
1.***軸雙旋翼直升機
這種直升機的機體上方有兩幅螺旋槳,兩幅螺旋槳繞同壹個軸反方向旋轉。這種技術由於螺旋槳轉向相反,兩副螺旋槳產生的作用力被相互抵消,因此就保證了下方機體不會旋轉。相對於普通直升機來說,***軸雙旋翼直升機,機身短、升力大、飛行效率高,但對技術水平要求相對較高同時雙旋翼相距過近劇烈機動時有可能會相互碰撞造成機毀人亡的事故。
進口自俄羅斯的***軸雙旋翼反潛直升機
2.雙旋翼橫列直升機
雙旋翼橫列式直升機的兩副螺旋槳壹左壹右分別安裝在機身兩側的支架上。起飛時螺旋槳旋轉但方向相反,互相產生的作用力被抵消。雙旋翼橫列直升機的技術由於缺點過多目前已被放棄,只有蘇聯制造過數架米-12雙旋翼橫列直升機,目前尚無發展。
原蘇聯米12直升機
3.雙旋翼縱列直升機
雙旋翼縱列直升機的兩個螺旋槳在機身壹前壹後布置,根據飛行原理,直升機前後兩個螺旋槳反向旋轉用於抵消產生的力矩。有的直升機為了保持整體緊湊,兩個螺旋槳壹高壹低,這樣在飛行時螺旋槳就不會互相幹擾。這種類型的直升機載重量大,機體空間大,因為沒有普通直升機的尾部結構,活脫脫就像壹節會飛的車廂。雙旋翼縱列直升機裏最典型的就是CH-47外號“空中車廂”。
會飛的CH-47“空中車廂”
4.雙旋翼交叉式直升機
這種直升機的兩幅螺旋槳除旋轉方向相反外,其螺旋槳基座向傾斜安裝,兩幅螺旋槳旋轉時交叉,為了防止旋翼相撞,使用飛行協調裝置保證安全。交叉翼直升機的飛行穩定性好,但技術難點較高,基本用於民用,也很少出現在大眾視野。
5.偏轉翼飛機
偏轉翼飛機是融合了直升機和飛機特點的壹種新式飛行器。偏轉翼飛機在起飛時類似壹架雙旋翼橫列直升機,起飛之後螺旋槳和發動機倉向前旋轉90度,看起來就像壹架普通的螺旋槳飛機。偏轉翼飛機融合了兩種飛行器的特點,既能達到固定翼飛機的速度和航程,又可以像直升機壹樣不需要機場就可以起降。但這種偏轉翼飛行器的設計難度大,技術水平高,即使是美國的MV-22偏轉翼飛機,在測試中也出現了過多次事故,導致數十人遇難。
美國MV-22“魚鷹”偏轉翼飛機
6.噴氣式尾槳
常規的尾槳式直升機裏,壹般都在尾梁上使用壹副小螺旋槳來旋轉產生反作用力。有壹些小型直升機,另辟蹊徑。這些直升機粗大的尾梁內部裝裝有壹個風扇,尾梁的末端壹側開有噴氣口。直升機起飛時,風扇吹出的風力從噴氣口噴出,形成抵消直升機機體偏轉的反作用力,保證了直升機起飛時機身不會旋轉。這種直升機最大的優點是沒有了尾槳,噪音大大降低,安全性能也得到提升。當然了,缺點是尾梁增大,重量增加,只適用於小型直升機。
MD-600直升機