直升机的螺旋桨(直升机的飞行原理是什么)

序言

直升机旋翼桨叶的数量会影响直升机的性能吗？

直升机越大，桨叶越多？

为什么有的直升机螺旋桨有四片叶子，有的有两片？

如果你仔细观察直升机的外形，你会发现一个奇怪的现象，就是螺旋桨桨叶的数量不一样。

以NBA传奇球星科比·布莱恩特坠毁的直升机为例。这是美国西科斯基公司生产的S-76B直升机。它用四个旋翼驱动主旋翼和尾旋翼，也就是说，它有四个叶片。

比如国产运输直升机直-20就是中国自行设计制造的10吨级战术通用直升机。它最典型的特点是五叶片的设计。

那么直升机为什么要这样设计呢？

直升机旋翼作用

我用最简单的语言说一下吧。

首先搞清楚一件事，就是直升机为什么能飞？

原理很简单，就是旋翼产生的升力大于起飞重量。升力取决于转子速度和转子扫过的面积。

其中转速是按照双叶转子计算的，如果转子有四个叶片，相当于转速翻了一倍，也就是说转速和叶片数有关。该面积与叶片的长度有关。

综上所述，转子长度和叶片数对升力的影响是明显的。

我举两个例子。

比如国内很常见的罗宾逊R-22民用直升机，采用的就是双旋翼。飞机最大起飞重量只有621公斤，旋翼直径只有7.67米..

当今现役最重最大的直升机，俄罗斯米-26重型直升机，有8个旋翼，直径32米，最大起飞重量56吨。

所以你看，直升机越重，螺旋桨哈里森越长。

一般来说，旋翼越多，旋转时旋翼表面的阻力越大，所以需要更大功率的发动机来维持一定的速度，提供足够的升力。

同时，哈里森越多，每个桨叶上的载荷越小，越容易通过不同的桨叶角度调整直升机的细节姿态，使直升机具有更强的机动性和操纵性。

但是桨叶的数量不可能无限增加，因为桨叶是需要控制的，直升机的升降、前进、后退、转向都需要通过精确操纵桨叶的桨叶来实现，即使桨叶太多也不行。

而且不同叶片数的旋翼的铰链模式也不同。

例如，美国卡曼公司在20世纪50年代研制了双旋翼十字直升机K-600，即通过使各自的旋翼向不同的方向旋转来平衡旋翼旋转产生的扭矩。

比如美国的CH-47支奴干运输直升机，最大的特点就是它的纵列式双旋翼设计。

在飞机的机头和机尾安装螺旋桨，这样就省去了常规直升机所必须的长尾梁，也省去了尾桨浪费的发动机功率，从而使占地面积更小，载重更大成为可能。

另外，另一个需要考虑的问题是，旋翼越多，产生的噪音会不会越高？

我们知道，直升机旋翼转速越快，旋翼与空空气的摩擦越剧烈，噪音音频越高。转子越多，与空气体的接触面越多。

在相同转速下，转子越多，噪音响度越高，但可以降低高频噪音的频率。

所以，在同样的功率条件下，旋翼多的直升机产生的噪音虽然响度大，但转速略慢，频率更低。相对来说，传播距离短，而旋翼少但转速略快的直升机噪音频率高，传播距离相对较长。

感悟

纵观世界直升机发展史:

从1903年莱特兄弟发明了世界上第一架飞机，到1907年法国人保罗·科纽研制了第一架载人直升机。

这款直升机依靠自身动力离开地面0.3米，完成垂直升力空，连续飞行20秒，实现自由飞行。

航空空行业才过去了100多年，但是现在已经有了各种各样的直升机，比如运输直升机，反潜直升机，武装直升机，民用直升机等等。

能让直升机产生升力的核心部件肯定是旋翼，但同时，直升机还有尾桨。

因为旋翼相对于机身保持高速旋转，所以会对机身产生反扭力。这时候如果没有相应的措施来抵消这种抗扭，机身就会随着旋翼原地打转。

当然，直升机抵消反扭的方案有很多，最常见的就是尾桨。即当主旋翼顺时针旋转时，产生机身的反扭矩，必须推或拉尾旋翼产生顺时针方向的推力来抵消主旋翼的反扭矩。

在设计直升机的时候，不是拍脑袋决定的，而是基于大量的理论、软硬件测试，通过一系列数据计算出来的。

那么中国的直升机技术发展如何？

想了解的朋友记得关注我，以后再聊~