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直升机垂直飞行技术

时间:2020-06-15 17:44来源:未知 作者:admin 点击:
    垂直上升
    直升机在四周有较高障碍物的狭小场地悬停起飞后无法以爬升飞行方式超越障碍物,垂直上升飞行是超越障碍物获取飞行高度的有效方式。在上述情况下一些特殊空间和区域作 业,直升机的垂直上升性能则具有非常重要的实用价值。
    垂直上升时直升机的力及需用功率
    直升机垂直上升飞行速度称为上升率以 Vy表示。通常直升机的垂直上升速度都不大, 机体阻力与飞行重量 G比较起来则为一个小量,可以忽略不计,因此直升机垂直上升时力 的平衡与悬停时基本相同。即
    铅垂方向:T1=G
    水平侧向: T尾=T3
    垂直上升时旋翼需用功率,主要由三部分组成:诱导功率P诱;型阻功率P型,以及旋翼上升做功的上升功率P升,即
    P垂升=P诱+P型+P升
    垂直上升与悬停状态相比,诱导功率虽然随上升高度的增加其值有所减小,然而随着 Vy的增加被忽略的机体阻力的功率损耗也有所增加,这两项大至相抵。型阻功率也可认为与悬停状态相同。 因此在粗略分析中可以近似认为垂直上升时P诱与P型之和与悬停时的旋 翼需用功率相等。然而上升功率P升=T1Vy则随垂直上升速度线性增加。因此垂直上升的总需用功率比悬停时的需用功率大,并且随上升率的增加而增加。
    垂直下降
    直升机的垂直下降与垂直上升相反,利用它可以使直升机在被高大障碍物所包围的狭小 场地着陆。由于这时旋翼的诱导速度与其运动的相对来流方向相反,流经桨盘的两股方向相反的气流使旋翼流场变得更加复杂。随着下降率的增加,当两股气流的速度数值十分接近时,直升机会进入不稳定的“涡环状态”,这时经典的动量理论不能反映流过旋翼气流的流 动规律,通常利用以实验为基础的半经验理论进行描述。下面重点介绍垂直下降中旋翼特有的这一物理现象及相关问题。
    垂直下降的直升机的力及需用功率
    垂直下降与悬停及垂直上升时力的平衡基本一样,即
    铅垂方面: T1=G
    水平侧面:T尾=T3
    垂直下降时旋奠的需用功率,类似于垂直上升,可写成
    P垂降=P诱+P型+P降
    需用功率与垂直上升的差别主要 表现在两个方面:(1)P降中的Vy 数值为负。即下降的重力做功,旋翼气流中获取能量。(2)在垂直下降速度较小时,P诱由于旋翼周围的不规 则的紊乱流动使旋翼垂直下降状态诱 导的功率增大。直升机垂直下降中,旋翼从下降中所获取的能量,在很大的速度范围内,消耗到诱导功率中去了。
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