双旋翼直升机
两个旋翼前后各有一纵列式,且旋转方向相反。举例来说,美国波音公司生产的CH-47型运输直升机。
两个旋翼在左右两侧横向排列,旋翼轴线间隔较大,旋转方向相反。例如,Mi-12直升机是前苏联米里设计局开发的。
共轴的两个旋翼上下排列,并且在同一轴上反向旋转。比如,前苏联卡莫夫设计局开发了卡莫夫-50直升机。
介绍一种双旋翼直升飞机。
直升飞机机身前、后各设有一个旋翼塔座,两副旋翼分别装在两个塔座上,两副旋翼完全相同,但其旋转方向相反,其回转力矩可相互平衡。一般情况下,后旋翼比前旋翼高一点,以免相互影响。
随著直升飞机的应用范围不断扩大,它在军事、采矿、消防、抢险救灾、海洋开发、工程运输和基础建设等方面的作用日益突出。其结构独特,主要用于战术运输、客运、医疗、搜救等任务,越来越受到各国的重视,在战争中也经常被使用。直升飞机的主要优点是:载重大,体积小,便于舰载作业,并具有很高的悬停效率。纵列式直升飞机在海湾战争,科索沃战争,阿富汗和伊拉克战争中都显示出不可替代的优势,发挥了重要作用。纵列式直升飞机在越南战争中扮演了更重要的角色。
直升飞机能够快速、高效地完成战场机动任务。直升飞机纵向
它所要完成的主要任务是,不受地面条件的限制,能够准确地把战争人员和物资送到指定的地点,这是它的主要特点之一。能够与地面部队密切合作,进行低空、超低空飞行,能够准确、清楚地了解地面作战情况,并与地面部队保持密切联系,与地面部队随时配合,将战斗人员、武器弹药和各种后勤物资运至急需的最佳地点。
开发过程。
自二十世纪四十年代以来,国外一直在研发纵列式直升机,起步最早的是美国,发展最长久的还是美国。至今,美国仍在对纵列式直升机进行改进改造。第一家参与纵列式开发的公司是美国的PV公司,后来发展成波音Votor公司。在50-60年代,纵列式直升机的发展迎来了一个黄金时期,同时纵列式直升机也进入了其全盛时期。这个时期,美国、苏联和英国都在自行进行纵列式直升机的研制,研制比较成功的国家还是美国。1970年代,苏联和英国相继退出了直升飞机的发展舞台。
在整个直升飞机的开发和生产领域,美国独占鳌头。自80年代以来,为满足各种任务的需要,美国纵列式直升飞机的发展以改型为主。CH-46和CH-47直升机是最有代表性的飞机类型。两者都进行了大量改型,形成了一个庞大的直升机家族。现在已经有许多批量生产的纵列式直升飞机得到了广泛的应用。直升飞机的发展和改进改型由美国主导,而美国对直升飞机的研究和应用又以CH-46和CH-47为主。迄今为止,CH-47及其系列产品仍在不断改进和完善。
一九五二年,英国布列斯特飞机公司成功地试飞了布列斯特-173纵列式直升机,并在此基础上开发了布列斯特-192直升机。
前苏联于1952年7月首次试飞了雅克-24纵列式直升机,雅克-24由雅克福列夫设计局研制,是苏联乃至俄罗斯唯一一款纵列式直升机。
在国外,发展纵列式直升飞机的公司有波音伏托尔公司、贝尔公司、雅克福列夫设计局、布列斯特飞机公司等,其中比较有名的就是波音伏托尔公司,它开发了大量纵列式直升飞机,有多批生产。直升飞机的主要型号有:H-21,雅克-24,Brest-173,Brest-192,CH-46,CH-47,波音360等。
构造特性
直升飞机机身前、后各有一个旋翼塔,两副旋翼塔分别装在两个塔座上,两副旋翼塔完全相同,但旋转方向相反,其回转力矩可相互平衡。一般情况下,后旋翼比前旋翼高一点,以免相互影响。双副旋翼桨盘一般都有重叠,通常约为30%-50%,即双旋翼轴之间的距离为1.7R1.5R。
在气动力方面,前旋翼尾涡对后旋翼存在气动干扰,后旋翼始终处于非常不利的气动环境。为最大限度地减少前旋翼尾涡对后旋翼工作的影响,应将后旋翼加高并安装在一般大于0.30.5R的支架上。纵向操纵是通过主旋翼差动总距变化引起主旋翼拉力的变化来实现的,滚转操纵是通过周期变距使拉力产生横向倾斜来实现的,高度操纵是通过主旋翼差动总距变化来实现的。采用两主旋翼之间的差动周期变距,使两主旋翼拉力差横向倾斜,实现航向操纵。后旋翼在前旋翼的尾涡中工作,是引起振动、交变载荷、噪声和功率损失的重要原因。纵列式旋翼结构一般适用于中型和大型直升机。
这款结构型式直升机的突出优点是其纵向重心范围较大,因而可设计成较大的机身。双旋翼纵列式直升机最大的缺点是结构复杂。
纵向排列的直升机由于俯仰惯性和滚转惯性较大,机体气动力矩不稳定,偏航操纵效率较低,严重影响了直升机的操纵品质。在纵向直升机尾部平面布置中,存在的主要问题是如何克服飞行过程中的横向横向不稳定运动,即所谓的“荷兰滚”,这种不稳定运动产生的主要原因是航向静稳定性差,“上反效应”过大,反滚阻尼不足。
由于直升飞机的结构相对于单旋翼直升机来说比较紧凑,所以大多数航母都采用直升飞机。直升飞机抗侧向风能力强,在大风影响下的操纵余量较大。根据安全统计数据显示:纵列式直升机的事故率明显低于单旋翼直升机,其总体事故率和事故造成的损失都远远低于单旋翼直升机。
在悬停状态下,纵列式直升机由于具有较大的俯仰阻尼和操纵效能,其纵向操纵品质优于单旋翼直升机,但另一方面,由于其较低的偏航阻尼和较大的偏航及滚转惯性,其横向操纵品质不如单旋翼直升机。直升飞机前飞时,直升飞机迎角不稳定。另一副旋翼间气动力的干扰对纵列式直升机的操纵品质也有一定影响。
直升飞机有两个垂直的,转向相反的主旋翼。由于机身上安装了两个主旋翼,因此庞大的机身是这一设计的内在特征。纵列式直升机由于利用差拉力来平衡直升机的俯仰,因而具有纵向重心范围大的特点。后旋翼在前旋翼的尾涡中工作,产生振动、交变载荷、噪声和功率损失。纵摇惯量大、机身不稳定气动力矩大、偏航操纵效能低等对直升机操纵品质不利,后旋翼机架使结构重量增加。该结构自平衡旋翼主扭矩不要求尾桨吸收功率,但旋翼和旋翼气动干扰损失吸收的功率基本相同。
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