直升机平飞原理

直升飞机，尤其是平飞，是直升飞机最基本的飞行状态。直升飞机作为一种运输工具，主要依靠前飞来完成任务。下一节将对Vy不为零的前飞(升降)过程进行介绍，以便更好地了解有关直升机前飞时的飞行特性，即从没有侧滑的等速度直线平飞人手开始。直升飞机水平直线飞行的简称平飞。直升飞机最常用的飞行状态是平飞，旋翼的许多特性在起飞时表现得更加明显。直升飞机平飞时的许多性能都取决于旋翼的气动特性，因此首先要阐明直升机在这种飞行状态下的力和旋翼的需要功率。

平衡飞行时力

与速度轴系平飞相比，作用在直升机上的力主要是旋空拉力T、全机重力G、机身的废阻力X身和尾桨推力T尾。选前飞行时速度轴系的原则是：X铀指向速度V方向，Y轴垂直于X轴向上为正，2轴按右手法确定。维持直升飞机等速度直线水平飞行力的平衡状态(见图2.1—43)。

平衡飞行时力

X轴：T2=X体

坐标：T1=G。

z轴：T3等于T的尾部。

在这三个方向上，Tl,T2,T3分别是旋翼拉力在X,Y,Z方向的分量。单旋翼带尾桨直升机的尾桨轴一般不在旋翼的旋转平面内，为了保持侧向力矩的平衡，直升机的尾桨稍有倾斜角度r，因此尾桨推力和水平面之间的夹角为y，而T尾轴和T3方向的夹角不完全一致，因为y角很小，即cosr约等于1，所以Z向力采用近似等号。

平飞要求功率及其随速度变化。

水平飞行时，旋翼的速度垂直分量Vv=0，并且旋翼在重力方向和Z方向上都没有位移，分力在两个方向上都不做功，旋翼需要的功率由三部分组成：型阻功率P；诱导功率P；废阻功率P。三是旋翼拉力克服机体阻力所消耗的动力。

如上图所示，第二分力T2的旋翼拉力能够平衡X身阻力。旋翼的分力T2以X轴方向的速度V作位移。很明显，旋翼必须做功，P=T2V或P废弃=X身V，而废X身在机身相对水平面姿态变化不大时，其值近似与废X身废阻功V的平方成正比。

平飞要求功率与速度成正比。

速率P废可近似认为与平飞速度的三次方成正比，如上图中的点划线③所示。

诱导功率为P诱=TV,T值为旋翼拉力，vl值为诱导速度。在航重不变的情况下，可近似认为旋翼拉力不变，诱导速度随平飞速度V增大而减小，故平飞诱导功率P诱随平飞速度V的变化如上图所示。

阻功率尸型的大小与桨叶的平均攻角有关。平均迎角随平飞速度的增加变化不大；因此P型飞行速度V的变化很小，如图中的虚线①。

图中实线④为以上三项之和，即平飞总用电量随平飞速度的变化而变化，P值随平飞速度变化。这是一条马鞍形曲线：当小速度平飞时，废阻功率很小，但此时诱导功率较大，因此总体乎飞所需功率仍较大。但是比悬停的时候小一些。当平飞速度增大时，在一定的速度范围内，由于诱导功率急剧下降，而废阻功率增加幅度较小，平飞总需用功率随飞速增大而减小，但随V值增大而减小。而速度的持续增加则是由于废阻比随平飞速度的增加而急剧增加。在达到最低水平时，平飞所需用功率随V的增加而增加，而总的平飞所需用功率随V的增加而增加，并且变得越来越明显。

直升飞机倒退

由于空气相对流动的不对称，使桨叶迎角和挥舞发生变化。

直升飞机侧面飞行

侧飞是直升机的又一飞行状态，与悬停、小速度垂直飞行和后飞一次，是执行某些特殊任务所必需的飞行性能。普通侧飞是在悬停的基础上实施的一种飞行状态。应特别注意侧向力的变化与平衡。直升飞机机身侧飞时，由于机身的侧向投影面积较大，机身气动阻力特别大，侧飞速度通常较小。因为单旋翼式带尾桨直升机的侧向力是不对称的，所以左右两侧的飞行受到的力会有所不同。对于一个例子，当旋翼拉力向后行进桨叶的侧向推力大于向前行进桨叶的侧向推力时，直升飞机的气动阻力Z与向后行进桨叶的侧向阻力Z相对时，就会产生相反的结果。在平衡侧向力时，水平分量等于尾桨的推力和空气动力阻力的总和，能够保持桨叶等速度向后侧飞行。其中，某直升机向前桨叶侧飞时，旋翼拉力的水平分量小于尾桨推力，在剩余尾桨推力的作用下，直升机向前桨叶侧飞时，空气动力阻力与尾桨推力反向，当侧力平衡时，保持等速向前桨叶侧飞。