最近局方修改的部分法規(guī),很多朋友都已經(jīng)注意到了對于運動類飛行器給予了足夠的重視,通航只有讓更多的人參與進來,才會駛?cè)氚l(fā)展的快車道。運動類飛行器則是最容易普及的一類。
所以本人非常看好此類航空器的發(fā)展。回到正題,介紹下本文的主角-自轉(zhuǎn)旋翼機。
一、先說一下什么是自轉(zhuǎn)旋翼機
旋翼機,一種利用前飛時的相對氣流吹動旋翼自轉(zhuǎn)以產(chǎn)生升力的旋翼航空器。它的前進力由發(fā)動機帶動螺旋槳直接提供。旋翼機須滑跑加速才能起飛。
旋翼機實際上是一種介于直升機和固定翼飛機之間的飛行器,它除去旋翼外,還帶有一副垂直放置的螺旋槳以提供前進的動力,一般也裝有較小的機翼在飛行中提供部分升力。
二、很多人看到這類飛行器的第一感覺就是這東西和直升機有啥區(qū)別?上天能安全嗎?
(本文只介紹自轉(zhuǎn)旋翼機的優(yōu)點,當然也有很多局限性,由于篇幅所限,先不做過多介紹)
自轉(zhuǎn)旋翼機與直升機相同的地方:
都由旋翼產(chǎn)生升力---旋翼旋轉(zhuǎn)過程中,葉片與氣流產(chǎn)生相對運動,從而產(chǎn)生升力。
好像再也沒啥相同點了,歡迎各位補充吧,接著往下寫。
自轉(zhuǎn)旋翼機與直升機的不同之處:
旋翼的驅(qū)動力來源不同。
直升機是發(fā)動機直接驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn),而自轉(zhuǎn)旋翼則是靠相對氣流推動旋翼旋轉(zhuǎn)(預(yù)旋階段除外)。為了實現(xiàn)氣流推動旋翼旋轉(zhuǎn),很多地方恰恰和直升機相反:
例如直升機在正常飛行狀態(tài)氣流從槳盤上方向下方流動,而旋翼機是從下方向上方流動。這里只是說主要方向,規(guī)范的說是直升機旋翼升力與氣流方向相反,旋翼機升力與氣流方向相同。
沒找到合適圖片,由于這是一個核心問題,自己手繪一張,大家見諒。
為了保持飛行器平飛時的姿態(tài),直升機旋翼軸前傾,旋翼機旋翼軸后傾。
操縱方式也不相同:直升機直接控制旋翼和尾槳實現(xiàn)所有操縱。而旋翼機的旋翼則只是起到輔助控制的作用,更多的操作時通過油門和方向舵完成。
旋翼轉(zhuǎn)速:直升機在正常飛行階段,旋翼轉(zhuǎn)速基本保持很恒定,而旋翼機轉(zhuǎn)速變化范圍較大。
下圖是MTOsport旋翼機旋翼轉(zhuǎn)速情況。正常范圍從200-550轉(zhuǎn)/分。
下面再回答第二個問題,關(guān)于旋翼機的安全性,很多不了解旋翼機的朋友或許都會有所顧慮。
為了更清晰的說明問題,本人將直升機與旋翼機進行對比說明。
1、發(fā)動機停車,這個每個航空人的噩夢。
直升機在飛行包線內(nèi)飛行,發(fā)動機停車后還有機會進入自轉(zhuǎn)狀態(tài),但旋冀需要從有動力狀態(tài)過渡到自轉(zhuǎn)狀態(tài),這個過渡要損失一定高度。如果飛行高度不夠,那么直升機就可能來不及過渡而觸地。
下圖是直升機正常飛行狀態(tài),在旋翼作用下,氣流從槳盤上側(cè)留下下側(cè)。
下圖是直升機自轉(zhuǎn)狀態(tài),氣流自下而上,驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)。
旋翼機發(fā)動機停車后,它本身就是在自轉(zhuǎn)狀態(tài)下飛行的,不需要進行過渡,所以也就沒行這種為安全轉(zhuǎn)換所需的高度約束。旋翼機因為具有慣性繼續(xù)維持前飛的狀態(tài),并由于重力和空氣阻力逐漸減低速度和高度,就在這高度下降的同時,也就有了自下而上的相對氣流,旋翼就能可自轉(zhuǎn)提供升力。這樣,旋冀機便可憑飛行員的操縱安全地滑翔降落。即使在飛行員不能操縱,旋翼機失去控制的特殊情況下,也會像降落傘一樣的降落,雖然也是粗暴著陸,但不會出現(xiàn)類似秤陀落地的情況。
下圖是旋翼機正常飛行狀態(tài),氣流方向是不是與直升機自轉(zhuǎn)狀態(tài)相似?
2、旋翼渦環(huán)狀態(tài)
此狀態(tài)還是與氣流流動方向有關(guān),旋翼機整個飛行過程中,如果以旋翼槳盤為界限,氣流流動的主體方向始終是自下而上,所以不會出現(xiàn)旋翼渦環(huán)狀態(tài)。
3、尾槳失效或尾槳渦環(huán)(這里說的是最常見的單旋翼帶尾槳直升機),尾槳遠離機身,傳動、操縱路線長,容易發(fā)生故障,在小速度轉(zhuǎn)彎過程中還有可能進入尾槳渦環(huán)。
旋翼旋轉(zhuǎn)動力來自于相對氣流流動,不產(chǎn)生反扭矩,所以也就沒就不需要復(fù)雜的尾槳傳動系統(tǒng)。
4、旋翼機靠氣流推動旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力,所以具有較好的抗風(fēng)性能。
下圖是 MTOsport旋翼機的環(huán)境限制范圍 (40節(jié)=20.56米/秒,相當于八-九級大風(fēng))
三、當然直升機很多性能是旋翼機不能比的,但是對于飛行愛好者來說,將旋翼機作為翱翔藍天的入門航空器,是很好的選擇。
1、操縱比直升機更容易,直升機操縱需要較好的協(xié)調(diào)性,畢竟各個操縱線系之間存在耦合。
比如說,提總距升高度,總距增加,反扭矩增加,就要靠蹬腳蹬平衡額外增加的反扭矩。
增速過程中,槳盤前傾,升力水平分量用于前飛的拉力,垂直分量抵消重量,水平分量增加,垂直分量必然減小,就要補總距等等,總之不管操縱哪個量,都會對其他方向的平衡造成破壞。
2、旋翼機結(jié)構(gòu)簡單,造價低。由于旋翼機沒有尾梁、沒有尾傳動系統(tǒng)及減速器自動傾斜器,絕大部分旋翼機也沒有主旋翼傳動系統(tǒng)、主減速器等,結(jié)構(gòu)簡單,此外使用維護簡單方便。所需費用也低。飛行訓(xùn)練成本也較低,目前旋翼機執(zhí)照市場價格約為12-15萬左右,而直升機私照價格都在二十萬以上,商照價格更是高達50-60萬。
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