【簡介:】淘金客覺得有答主答得相當(dāng)專業(yè)了,想補充些更直觀的數(shù)據(jù)和例子:較低的速度下,大旋翼低轉(zhuǎn)速的效率比較高。舉個例子不一定準(zhǔn):100公斤重的直升機,用小旋翼30千瓦的功率懸停,但換成大
淘金客覺得有答主答得相當(dāng)專業(yè)了,想補充些更直觀的數(shù)據(jù)和例子:較低的速度下,大旋翼低轉(zhuǎn)速的效率比較高。舉個例子不一定準(zhǔn):100公斤重的直升機,用小旋翼30千瓦的功率懸停,但換成大旋翼就可能只需要10-15千瓦就夠了。
旋翼大小的比較
這里較低的速度,指的既是旋翼的轉(zhuǎn)速,也是指飛機的速度。飛機的速度低,進入旋翼的空氣速度比較低,可以用較小的螺距來推動空氣加速,氣流不易分離且效率很高。這里有一個很容易懂的單位,常常被稱為“力效”或者“拉效”,單位是“克(升力)/每瓦(功率)”,就是向一套旋翼系統(tǒng)輸入一定動力后能產(chǎn)生多大的升力!下面舉一點大家常見的例子:
一、某疆的“精靈”無人機如上圖,航拍用的小家伙,每個旋翼直徑9英吋(229毫米),75%油門時轉(zhuǎn)速9000,力效約為5克/瓦,就是說1瓦功率可以獲得5克的升力,由此可倒推出,這款1300克的飛機,在懸停的時候,功率大約是260瓦。因此這款飛機的續(xù)航時間約20分鐘。
二、比較常見的15公斤級6旋翼長航時無人機如上圖這種,每個旋翼直徑29吋(737毫米),75%油門時轉(zhuǎn)速2500,力效約為12-13克/瓦,比前一個精靈大了一倍有余,1瓦功率能產(chǎn)生12克以上的升力,續(xù)航時間也因此達到“精靈”的2倍有余,一般都有1小時。淘金客做過一些優(yōu)化,最好的成績是純鋰電池?zé)o負(fù)載(13公斤多一點)達到100分鐘,2公斤負(fù)載90分鐘即1個半小時。
極端一些的人力直升機
下面的例子極端一些:直升機螺距可變,情況會更復(fù)雜一些,但仍然遵循這個規(guī)律——可以看看下圖這個人力直升機,超長的旋翼極低的轉(zhuǎn)速,這個力效達到驚人的超過100克/瓦!優(yōu)秀運動員在激烈運動時可爆發(fā)出1千瓦以上的功率,只這么高的力效才可能產(chǎn)生100公斤以上的升力!如果這架飛機維持懸空60秒,就能獲得25萬美元的獎金。當(dāng)然,這個錢實在不算多——這架用最好的超輕材料制作的直升機,肯定不止這么點錢!
最后結(jié)論
既然旋翼越大力效越高,為什么直升機不把旋翼再做大一些?太大的旋翼帶來的問題一大堆:
1、阻力太大飛不快
2、停放、降落很不方便
3、低轉(zhuǎn)速下響應(yīng)速度非常慢,很小的風(fēng)就會歪歪倒倒,無法穩(wěn)定飛行,所以那架人力直升機只能在體育館里試飛
等等等等
所以,直升機的旋翼大小、片數(shù)、轉(zhuǎn)速的選擇,是個折衷各方面因素的結(jié)果。