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直升机旋翼转速怎么计算

发表时间:2024-07-29 13:36:18 来源:网友投稿

很明显旋翼转速越快,相当桨叶的飞行速度越大,那么获得同样升力下桨叶可以越小。

这有个前提就是桨叶速度不可超过音速。

那么实际旋翼的转速是受到桨尖速度应当低于音速的限制。

另外即使是接近音速也会造成阻力的急速上升,那么桨尖速度通常控制在0.85马赫(大约290m/s)以下。

真实的直升飞机是必须可以向前飞行的,那么存在一个速度的叠加问题。对于飞行速度超过300KPH的来说(大概90m/s),旋翼翼尖速度必须控制在200m/s左右。

同样的原因尾桨的翼尖速度也必须控制在这个速度(对于涵道式的尾桨,可以略高些)。考虑旋翼的洗流对尾桨的作用,尾桨速度应该还要略低一些为好。

综上所述在考虑自制直升飞机的最大桨叶翼尖速度时候,使用200m/s这个数值是比较妥当的。虽然看起来微型直升飞机不会有那么高的前飞速度,似乎可以用更快的翼尖速度,但那种情况都是极限状态下的,没必要去尝试危险而不讨好的事情吧。

一些另话:

表面上看起来似乎为了获得更高的前飞速度,旋翼转速应该更低。但这在常规结构的单旋翼直升飞机上是不可能实现的,因为在保证足够的前进推力下,后行桨叶的升力将无法维持平衡前行桨叶的升力。也就是说这种类型的直升飞机最大飞行速度只有300多KPH。

如果有其他的升力卸载装置(比如短翼)或者其他的推进装置,极限速度可以略微提高,但幅度极小几乎忽略不计。

一个解决办法是在旋翼翼尖形状上做文章,比如后掠,以减小接近音速时的阻力。这个方法可以稍微提高些旋翼转速,并可以获得更快的飞行速度。当然幅度依然很小。这样的理论飞行速度任然不会超过400KPH,更别说实际情况了。我们讨论的微型直升飞机还没有必要去考虑这个问题。

另外一个办法是使用双旋翼,彻底摆脱后行桨叶的不利因素(不指望后行桨叶提供升力)。这个方法比较有效,理论速度可以相当高(例如500kph)。但不幸的是由于旋翼增加到两幅,阻力和重量也增加了不少。要达到高速度还得增加额外的推进装置,所以没有实用化。

目前可见到的双旋翼直升飞机都不是出于这个目的设计的,它们基本可以视为简单的两个普通旋翼组合,作用仅仅是消除旋翼的反扭矩,或者减小旋翼直径。

维持直升飞机空中姿态稳定,必须满足的条件是尾桨造成的扭矩数值和主旋翼相等。

另外为了保证可以顺利向主旋翼旋转方向转弯,尾桨可达到的最大扭矩应该更大,数值取决于机动要求,一般可以取大50%。

笼统得说主旋翼扭矩是由其旋转阻力产生。

阻力可按旋翼升阻比为40考虑

其力偶矩作用力臂长度可按旋翼直径75%

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