旋翼機

旋翼機

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。旋翼機必須滑跑加速才能起飛。

20世紀飛機升降時常因故障而失速，導(dǎo)致多人喪生。西班牙工程師謝巴于是發(fā)明了自轉(zhuǎn)旋翼機試圖解決這一問題。旋翼靠飛機運動時激起氣流轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生升力，使飛機失速時不會下墜，當(dāng)時，他的這個發(fā)明被新聞界稱之為“風(fēng)車飛機”，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用37分鐘的時間成功橫越英倫海峽。此后，英美一些公司開始制造旋翼機，用于搜索和測量。1936年12月，謝巴搭乘的民航機在倫敦的克羅依登機場起飛時失速墜毀，他在這次空難中喪生。旋翼機雖然和直升機一樣，都是依靠旋翼產(chǎn)生升力，但它不是直升機。

旋翼機和直升機簡直一模一樣：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。但是除去這些表面上的一致性，旋翼機和直升機卻是兩種完全不同的飛機。 旋翼機實際上是一種介于直升機和飛機之間的飛行器，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。旋翼機與直升機的最大區(qū)別是，旋翼機的旋翼不與發(fā)動機傳動系統(tǒng)相連，發(fā)動機不是以驅(qū)動旋翼為飛機提供升力，而是在旋翼機飛行的過程中，由前方氣流吹動旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力，象一只風(fēng)車，旋翼系統(tǒng)僅在起動時由自身動力驅(qū)動，稱之為預(yù)旋（prerotate），起飛之后靠空氣作用力驅(qū)動；而直升機的旋翼與發(fā)動機傳動系統(tǒng)相連，既能產(chǎn)生升力，又能提供飛行的動力，象一臺電風(fēng)扇。由于旋翼為自轉(zhuǎn)式，傳遞到機身上的扭矩很小，因此旋翼機無需像單旋翼直升機那樣的尾槳，但是一般裝有尾翼，以控制飛行。 在飛行中，旋翼機同直升機最明顯的分別為直升機的旋翼面向前傾斜，而旋翼機的旋翼則是向后傾斜的。 需要說明的是，有的旋翼機在起飛時，旋翼也可通過“離合器”同發(fā)動機連系，靠發(fā)動機帶動旋轉(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)。 旋翼機飛行時，升力主要由旋翼產(chǎn)生，固定機翼僅提供部分升力。有的旋翼機甚至沒有固定機翼，全部升力都靠旋翼產(chǎn)生。 由于旋翼機的旋翼旋轉(zhuǎn)的動力是由飛機前進而獲得。萬一發(fā)動機在空中停車螺旋槳不轉(zhuǎn)了，此時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路。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。 直升機也是具備自轉(zhuǎn)下沿安全著陸能力的。但它的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。旋翼機本身就是在自轉(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。

由于旋翼機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、機體等的使用壽命縮短或增加乘員的疲勞。旋翼機動力驅(qū)動螺旋槳所造成的影響，顯然小得多。 另外，旋翼機還有一個很可貴的特點，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-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'旋翼機飛行訓(xùn)練手冊說：“旋翼機的穩(wěn)定性在所有航空器中最高”。它可自動調(diào)節(jié)，使機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。又由于旋翼視的旋翼安裝角比直升機的要大些，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)的旋翼機來說，風(fēng)有利于旋翼的起動和加速旋轉(zhuǎn)，可以縮短滑跑的躍離，當(dāng)達到足夠大的風(fēng)速時，一般的旋翼機也可以垂直起飛。

一類是需要滑跑起飛的，這種比較簡單，大量的是這一類。另-類是可垂直起飛的，其起飛方法有三種：一種是帶動力驅(qū)動它的旋翼；第二種是用預(yù)轉(zhuǎn)旋翼并使其達到正常飛行轉(zhuǎn)速的-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。 它有許多寶貴性能，價格卻比較便宜。 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，所以不僅價格低，而且故障率也低。此外使用維護簡單方便。所需費用也低。 旋翼機雖然古老，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，使其在未來的航空器家族中仍將占有一席之地。

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