直升飛機(jī)原理.doc

直升飛機(jī)原理直升飛機(jī)是當(dāng)今功能最多的一種飛行器。 它的這種多功能性可使飛行員全面領(lǐng)略三維空間，這是其他飛機(jī)做不到的。 如果乘坐過直升飛機(jī)，您就會知道它是如何讓人感到興奮！ 直升飛機(jī)高度的靈活性意味著它幾乎可以飛到任何地方。 但是，這也意味著要駕駛它是非常復(fù)雜的。 飛行員必須具有三維觀念，并且必須始終使用雙臂和雙腿才能使直升飛機(jī)停留在空中！ 駕駛直升飛機(jī)需要經(jīng)過長期大量培訓(xùn)以及高度注意力集中。在本文中，您將了解到直升飛機(jī)的相關(guān)信息，包括它的各種能力以及它是如何做出眾多令人驚異的事情的！ 要想了解直升飛機(jī)的工作原理以及它是如何做出復(fù)雜飛行動作的，將直升飛機(jī)的能力與火車、汽車和飛機(jī)的能力進(jìn)行比較會有所幫助。 通過比較，您會知道為何直升飛機(jī)具有如此強(qiáng)大的功能！ 如果您進(jìn)過火車的駕駛室，就會知道，駕駛火車相當(dāng)容易。 畢竟火車只有兩個行駛方向，不是向前就是向后。 火車上有一個制動器，但沒有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 是鐵軌將火車帶到它需要到達(dá)的地方。 由于火車只有兩個行駛方向，因此用一只手就可以駕駛火車。 當(dāng)然，汽車可以像火車一樣向前和向后行駛。 當(dāng)在任一方向行駛時，您還可以向左或向右轉(zhuǎn)彎： 要使汽車轉(zhuǎn)向，就需要使用方向盤，駕駛員可以將它順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。 駕駛員可以用一只手和一只腳來駕駛汽車。 任何參加過飛行員培訓(xùn)或見過飛行員駕駛艙的人都知道，飛機(jī)的駕駛比汽車要復(fù)雜得多。 但其實(shí)它們也是很相似的： 飛機(jī)可以向前運(yùn)動并左右轉(zhuǎn)向。 另外它還具有上升和下降的能力。 但它無法向后飛行。 因此，飛機(jī)具有五個不同運(yùn)動方向，而汽車僅有四個。 上升和下降能力是飛機(jī)的一個全新特色，它是飛機(jī)區(qū)別于汽車的特點(diǎn)之一。 要控制飛機(jī)的向上和向下運(yùn)動，需要用一個操縱桿取代方向盤，或者使方向盤能夠向內(nèi)和向外運(yùn)動（除了順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)之外）。 在大多數(shù)飛機(jī)上，飛行員還通過兩個踏板來操縱方向舵。 因此，飛行員是用一只手和兩只腳來駕駛飛機(jī)的。 直升飛機(jī)可以完成飛機(jī)所無法完成的三件事情： 直升飛機(jī)可以向后飛行。 整個直升飛機(jī)可在空中旋轉(zhuǎn)。 直升飛機(jī)可在空中靜止盤旋。 對于汽車或飛機(jī)來說，它們必須在移動中才能轉(zhuǎn)向。 而直升飛機(jī)則可以向任一方向側(cè)向移動，也可以旋轉(zhuǎn)360度。 這些額外的運(yùn)動自由度以及掌握這些運(yùn)動需具備的技巧，正是直升飛機(jī)讓人興奮同時操作起來又很復(fù)雜的原因。 操縱直升飛機(jī)時，一只手要握住周期變距操縱桿，它用于控制直升飛機(jī)的側(cè)方向（包括向前、向后、向左和向右）。 另外一只手握住總距操縱桿，它用于控制直升飛機(jī)的向上和向下運(yùn)動（還控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速）。 飛行員的雙腳放在用于操縱尾旋翼的踏板上，尾旋翼可使直升飛機(jī)圍繞自身的軸在任一方向上旋轉(zhuǎn)。 駕駛直升飛機(jī)需要使用雙手和雙腳！ 直升飛機(jī)具有其他飛機(jī)所不具備的一些獨(dú)特能力。 下面的視頻中展示了直升飛機(jī)的幾種能力。 直升飛機(jī)的特征就是能夠在地面上方的某一點(diǎn)盤旋。 在盤旋時，直升飛機(jī)還可以圍繞它的軸旋轉(zhuǎn)，這樣飛行員就可以查看任意方向上的情況。 直升飛機(jī)的另一個獨(dú)特之處是能夠向后飛行。 同樣，直升飛機(jī)還可以側(cè)向飛行。 由于直升飛機(jī)可以向后和側(cè)向飛行，因此它可以做出一些有趣的表演。 在下面的視頻中，一架直升飛機(jī)正在表演原地旋轉(zhuǎn)，它在垂直于地面向下飛行的同時，自身進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)： 向前飛行的直升飛機(jī)還可以停止在半空中，并非?？焖俚乇P旋，正像在下面的視頻中所看到的那樣： 所有這些動作對于飛機(jī)來說都是不可能做到的，飛機(jī)必須在向前飛行時才能從機(jī)翼獲得升力。 您可以通過考慮前面所介紹的直升飛機(jī)的各種能力，開始了解直升飛機(jī)是如何飛行的。 讓我們縱覽一下直升飛機(jī)的各種能力，看一看它們是如何影響直升飛機(jī)的設(shè)計(jì)和控制的。想像一下，我們要制造一架可輕而易舉騰空而起的飛行器。 我們暫時不要擔(dān)心如何降落，如何升到空中是我們關(guān)心的問題。 如果您想通過槳葉提供向上的力，那么要產(chǎn)生升力，槳葉必須處于運(yùn)動之中。 槳葉通過將空氣下壓并利用由此獲得的作用力產(chǎn)生升力。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是保持槳葉處于連續(xù)運(yùn)動狀態(tài)的最簡單方式。 您可以將兩個或更多槳葉安裝在中心軸上并使軸旋轉(zhuǎn)，這與吊扇上的葉片十分相似。 直升飛機(jī)槳葉的形狀與飛機(jī)螺旋槳的形狀很相似，但直升飛機(jī)旋翼上的槳葉一般窄而薄，因?yàn)樗鼈儽仨毷挚焖俚匦D(zhuǎn)。 直升飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)槳葉總成稱為主旋翼。 如果在軸上為主旋翼槳葉提供一個微小的迎角并使軸旋轉(zhuǎn)，槳葉就開始產(chǎn)生升力。 為了使軸旋轉(zhuǎn)，就需要某種類型的發(fā)動機(jī)。 往復(fù)式汽油發(fā)動機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)是兩種最常見的發(fā)動機(jī)。 在離地前，發(fā)動機(jī)的傳動軸通過變速器連接到主旋翼軸上。在離地后，發(fā)動機(jī)將與主旋翼軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)。 這樣，在沒有任何阻力的情況下，機(jī)身將在與主旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。 為抑制機(jī)身旋轉(zhuǎn)，您需要對它施加力。 向機(jī)身施加力的方式通常是在長尾桁上安裝另外一組旋轉(zhuǎn)槳葉。 這些槳葉稱為尾旋翼。 尾旋翼的作用類似于飛機(jī)螺旋槳。 通過在側(cè)面產(chǎn)生推力，抵消發(fā)動機(jī)使機(jī)身旋轉(zhuǎn)的趨勢，尾旋翼可抑制機(jī)身旋轉(zhuǎn)。 通常，尾旋翼由一個長傳動軸驅(qū)動。該軸經(jīng)由主旋翼變速器、尾桁一直延伸到尾旋翼處的一個小型變速器。 這樣就可以得到與下圖類似的直升飛機(jī)： 為了對靈活直升飛機(jī)進(jìn)行操縱，主旋翼和尾旋翼都需是可調(diào)節(jié)的。 以下兩節(jié)將介紹如何對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。 調(diào)節(jié)尾旋翼非常簡單，您只需改變尾旋翼槳葉的迎角，就可以通過尾旋翼使直升飛機(jī)在主傳動軸所在軸線上旋轉(zhuǎn)。 駕駛員可通過兩個腳踏板來控制迎角。 通過以下兩段視頻，您可以看到這一過程： 您可以在駕駛員座艙的這個畫面中看到踏板 尾旋翼槳葉的長度只有大約61厘米。尾旋翼的槳轂可使飛行員改變旋翼槳葉的迎角。主旋翼是直升飛機(jī)上最重要的部件。 它提供了直升飛機(jī)飛行的升力，并可控制直升飛機(jī)的側(cè)向運(yùn)動、轉(zhuǎn)向和飛行高度的改變。 為完成所有這些動作，首先要求旋翼要非常堅(jiān)固。 它還必須能夠通過槳轂的每圈旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)旋翼槳葉的角度。 這種調(diào)節(jié)是通過自動傾斜器總成完成的。 自動傾斜器總成自動傾斜器總成主要有兩個作用： 在總距操縱方向上，自動傾斜器總成可以同時改變兩個槳葉的角度。 這樣就可以增加或降低主旋翼提供給直升飛機(jī)的升力，使直升飛機(jī)升高或降低。 在周期變距操縱方向上，自動傾斜器總成可以單獨(dú)改變旋轉(zhuǎn)時槳葉的角度。 這樣就可使直升飛機(jī)在任意方向上實(shí)現(xiàn)360度運(yùn)動。 自動傾斜器總成由兩個斜盤組成（即固定斜盤和旋轉(zhuǎn)斜盤），上圖中分別用藍(lán)色和紅色部分所示。 由于連接裝置（紫色）將旋轉(zhuǎn)斜盤與傳動軸連接在一起，因此旋轉(zhuǎn)斜盤隨傳動軸（綠色）和旋翼槳葉（灰色）一起旋轉(zhuǎn)。 槳距操縱桿（橙色）可使旋轉(zhuǎn)斜盤改變旋翼槳葉的槳距。 固定斜盤的角度通過與固定斜盤相連的操縱桿（黃色）而發(fā)生改變。 若飛行員對周期距控制和總距控制實(shí)施操縱，固定斜盤的操縱桿將受到影響。 固定斜盤和旋轉(zhuǎn)斜盤通過這兩個斜盤之間的一組軸承相連接。 這些軸承可使旋轉(zhuǎn)斜盤在固定斜盤上方旋轉(zhuǎn)。 自動傾斜器總成可隨槳葉的旋轉(zhuǎn)改變主旋翼槳葉的迎角。迎角越陡，提供的升力越大?？偩嗫刂瓶赏瑫r改變兩個槳葉上的迎角： 通過總距操縱，可以同時改變兩個槳葉上的主旋翼迎角。周期距控制可使自動傾斜器總成傾斜，從而使直升飛機(jī)一側(cè)的迎角大于另一側(cè)，如圖所示： 周期距控制可使自動傾斜器總成傾斜，從而不均衡地改變主旋翼槳葉的迎角。 直升飛機(jī)的駕駛需要經(jīng)驗(yàn)和技巧。 駕駛員需對周期距控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使直升飛機(jī)保持在地面上方的某一點(diǎn)。 駕駛員需對總距操縱進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使其保持在固定高度。 駕駛員需對腳踏板進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使直升飛機(jī)保持前進(jìn)。 您可以想象，在風(fēng)力很大的情況下，駕駛直升飛機(jī)在空中盤旋是一個多么大的挑戰(zhàn)！ 下面的視頻可幫助您了解周期距控制、總距控制和自動傾斜器總成之間的關(guān)系。 一般而言： 總距控制可將自動傾斜器總成作為一個