【簡介:】20世紀(jì),飛機(jī)升降時常因故障而失速,導(dǎo)致多人喪生。
旋翼機(jī)的發(fā)明
西班牙工程師謝巴就發(fā)明了自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)試圖解決這一問題。旋翼靠飛機(jī)運(yùn)動時激起氣流轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生升力,使飛機(jī)失速時不
20世紀(jì),飛機(jī)升降時常因故障而失速,導(dǎo)致多人喪生。
旋翼機(jī)的發(fā)明
西班牙工程師謝巴就發(fā)明了自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)試圖解決這一問題。旋翼靠飛機(jī)運(yùn)動時激起氣流轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生升力,使飛機(jī)失速時不會下墜。
當(dāng)時,他的這個發(fā)明被新聞界稱之為“風(fēng)車飛機(jī)”,1925年,謝巴在漢普郡芳白露皇家空軍基地首次正式試飛。
三年后,1928年,謝巴親自駕駛旋翼機(jī)用37分鐘的時間成功橫越英倫海峽。在這之后,英美一些公司開始制造旋翼機(jī),用于搜索和測量。
旋翼機(jī)與直升機(jī)類似
01
旋翼機(jī)
02
直升機(jī)
乍一看,旋翼機(jī)和直升機(jī)簡直一模一樣:
它們頭頂都有一副大直徑的旋翼,在飛行中依靠旋翼的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。
事實(shí)上,除去這些表面上的一致性,旋翼機(jī)和直升機(jī)卻是兩種完全不同的飛機(jī)。
旋翼機(jī)實(shí)際上是一種介于直升機(jī)和飛機(jī)之間的飛行器,它除去旋翼外,還帶有一副螺旋槳以提供前進(jìn)的動力,一般也裝有較小的機(jī)翼在飛行中提供部分升力。
旋翼機(jī)雖然和直升機(jī)一樣,都是依靠旋翼產(chǎn)生升力,但它不是直升機(jī)。
旋翼機(jī)與直升機(jī)的區(qū)別
提供升力的方式不同:旋翼機(jī)的旋翼不與發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)相連,發(fā)動機(jī)不是以驅(qū)動旋翼為飛機(jī)提供升力,而是在旋翼機(jī)飛行的過程中,由前方氣流吹動旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。整體而言,旋翼機(jī)象一只風(fēng)車。
而直升機(jī)的旋翼與發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)相連,既能產(chǎn)生升力,又能提供飛行的動力。所以直升機(jī)更象一臺電風(fēng)扇。
外觀不同:由于旋翼為自轉(zhuǎn)式,傳遞到機(jī)身上的扭矩很小,因此旋翼機(jī)無需單旋翼直升機(jī)那樣的尾槳,但是一般裝有尾翼,用來控制飛行。
飛行狀態(tài)不同:在飛行中,旋翼機(jī)同直升機(jī)最明顯的分別為直升機(jī)的旋翼面向前傾斜,而旋翼機(jī)的旋翼則是向后傾斜的。
需要說明的是:有的旋翼機(jī)在起飛時,旋翼也可通過“離合器”同發(fā)動機(jī)連系,靠發(fā)動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生舉力。這樣可以縮短起飛滑跑距離,幾乎以陡直地向上爬升,但還不能垂直上升,也不能在空中不動(即“懸?!保?。等升空后再松開離合器隨旋翼在空中自由旋轉(zhuǎn)。
旋翼機(jī)飛行時,舉力主要由旋翼產(chǎn)生,固定機(jī)翼僅提供部分舉力。有的旋翼機(jī)甚至沒有固定機(jī)翼,全部舉力都靠旋翼產(chǎn)生。
應(yīng)急能力不同:由于旋翼機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn)的動力是由飛機(jī)前進(jìn)而獲得。萬一發(fā)動機(jī)在空中停車螺旋槳不轉(zhuǎn)了,此時旋翼靠慣性繼續(xù)維持前飛,并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,旋翼機(jī)便可憑飛行員的操縱安全地滑翔降落。即使在行員不能操縱,旋翼機(jī)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。
當(dāng)然,直升機(jī)也是具備自轉(zhuǎn)下沿安全著陸能力的。但它的旋翼需要從有動力狀態(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(jī)就可能來不及過渡而觸地。旋翼機(jī)本身就是在自轉(zhuǎn)狀態(tài)下飛行的,不需要進(jìn)行過渡,所以也就沒這種為安全轉(zhuǎn)換所需的高度約束。
由于旋翼機(jī)的旋翼是沒有動力的,因此它沒有由于動力驅(qū)動旋翼系統(tǒng)帶來的較大的振動和噪音,也就不會因這種振動和噪音而使旋翼、機(jī)體等的使用壽命縮短或增加乘員的疲勞。旋翼機(jī)動力驅(qū)動螺旋槳所造成的影響,顯然小得多。
旋翼機(jī)的特點(diǎn)
旋翼機(jī)有一個很可貴的特點(diǎn),就是它的著陸滑跑距離大大地短于起飛沿跑距離,甚至操縱得好可以不滑跑就地著陸。只要一塊比旋翼直徑大一些的地方就可降落,即使不怎么平也不要緊,甚至可在旅游船頂篷或甲板上降落。
美國的旋翼機(jī)飛行訓(xùn)練手冊說:“旋翼機(jī)的穩(wěn)定性在所有航空器中最高”。它可自動調(diào)節(jié),使機(jī)身具有良好的俯仰穩(wěn)定性、滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和速度穩(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)起來的旋轉(zhuǎn)槳盤恰似個大慣性輪,且旋翼沒有周期變距等變化。又由于旋翼機(jī)的旋翼安裝角比直升機(jī)的要大些,所以具有較好的陀螺效應(yīng),穩(wěn)定性較高。
旋翼機(jī)的抗風(fēng)能力較高,而且在起飛時,它還喜歡有風(fēng)。
對常規(guī)的旋翼機(jī)來說,風(fēng)有利于旋翼的起動和加速旋轉(zhuǎn),可以縮短它滑跑的距離,當(dāng)達(dá)到足夠大的風(fēng)速時,一般的旋翼機(jī)也可以垂直起飛。
一般來說,旋翼機(jī)的抗風(fēng)能力強(qiáng)于同量級的固定翼飛機(jī),而大體與直升機(jī)的抗風(fēng)能力相當(dāng),甚至“在湍流和大風(fēng)中的飛行能力超出直升機(jī)的使用極限”。
旋翼機(jī)分兩類
一類是需要滑跑起飛的:這種比較簡單,大量的是這一類。
還有一類是可垂直起飛的:
它起飛方法有三種:
一種是帶動力驅(qū)動它的旋翼;
第二種是用預(yù)轉(zhuǎn)旋翼并使其達(dá)到正常飛行轉(zhuǎn)速的一定倍數(shù),然后突然脫開離合器,同時使旋翼槳葉變距而得到較大的升力跳躍起飛;
第三種則是由旋翼翼尖小火箭驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)而提供升力來實(shí)現(xiàn)垂直起飛這種垂直起飛的過程,一般都是由自動程序控制來完成的。
旋翼機(jī)的性能價格比是很高的,它有許多寶貴性能,價格卻比較便宜,約為同量級直升機(jī)的五分之一到十分之一,相當(dāng)于一輛中等偏上的小汽車的價錢。
由于旋翼機(jī)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(jī)也沒有主旋翼傳動系統(tǒng)、主減速器等,結(jié)構(gòu)簡單,所以不僅價格低,而且故障率也低。此外使用維護(hù)簡單方便,維護(hù)所需費(fèi)用也低。
旋翼機(jī)的駕駛比直升機(jī)容易得多。國外一些旋翼機(jī)一運(yùn)行培訓(xùn)中心,對沒有飛過任何機(jī)種的新手,一般通過兩天的訓(xùn)練和帶飛即可放單飛,而對有過訓(xùn)練的人一天就行了。
總而言之,旋翼機(jī)雖然古老,但它也是一種正在蓬勃發(fā)展的年輕飛行器,其好用、安全、便利的特點(diǎn),使其在未來的航空器家族中仍將占有一席之地。