直升机旋翼的机翼化

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/05 06:58:34
直升机旋翼都是风扇,把空气往后下方吹提供升力和推力。为什么不能用固定以飞机的机翼原理呢?现代直升机旋翼翼尖的线速度已经接近音速,所以速度显然不是问题。

旋翼做成固定翼形状的好处是没有下行气流,效率和飞行速度应该可以大大提高。如果再装一对固定翼的话应该可以进一步增加升力。直升机旋翼都是风扇,把空气往后下方吹提供升力和推力。为什么不能用固定以飞机的机翼原理呢?现代直升机旋翼翼尖的线速度已经接近音速,所以速度显然不是问题。

旋翼做成固定翼形状的好处是没有下行气流,效率和飞行速度应该可以大大提高。如果再装一对固定翼的话应该可以进一步增加升力。
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本来直升机的旋翼也不是一块平板,一般将计算流体动力学与最优化技术相结合,通过数值求解欧拉方程,对翼型绕流流场作出了数值模拟.再利用几何、流动和最优化控制方程,反复迭代求得在一定约束条件下气动性能最优的翼型.
单旋翼在前飞时后行桨叶将与前行桨叶产生左右升力不对称,共轴钢性双旋翼似乎就是符合楼主说法的
楼主对直升机的原理理解好像不正确吧,直升机机翼的原理不是象风扇那样向下向后吹风的;直升机的机翼剖面和固定翼飞机的机翼剖面是一致的;直升机机翼旋转后,也是靠机翼上下不同空气速度产生升力的。

各人看法不知是否正确!
谢二楼,如果我设计的话大概就是这种样子,呵呵。或者翼尖部分往转动前方弯折一点。

试验效果如何?
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刚查了一下,X-50A还有一项牛叉技术,旋翼转动是通过翼尖喷气驱动的,省去了机械传动装置,而且可以在达到一定速度之后把气流转到向后的喷口,实现旋翼-固定翼转换。

可惜,两架验证机坠毁后项目已经停了。
说明技术上可能还不成熟,
也许太复杂了。
呵呵。。。
回7楼,我刚才自己科普了一下,旋翼剖面分对称和不对称,对称的等于就是风扇,不对称的原理和机翼一样,但是一般也有迎角,所以也产生下行气流。不对称的控制比较难,因为其升力中心随速度变化。

我说的就是不对称剖面,0迎角。

这里想到一个有趣的物理悖论。考虑不对称剖面的旋翼,0迎角,直升机悬停。从旋翼附近的空气动力学看,0迎角不对称剖面的机翼不产生下行气流。但是从直升机总体看,速度为零悬在空中,没有巨大的下行气流怎么可能呢?
难道楼主的意思是,把旋翼的外形做的类似潜艇的7叶桨的弧度?
楼上说的是旋翼/桨在径向的弯曲还是绕径向轴的扭转?扭转已经有了,靠近翼根部分迎角大,翼尖部分迎角小,让升力沿径向的分布比较均匀。但是弯曲似乎还没有吧?

我说的是弯曲,应该可以减小气流沿旋翼径向向翼尖流动的损失。或者加翼刀也行啊,呵呵。舰艇螺旋桨上为什么不用“翼刀”?尤其是桨尖上,挡住往外甩的水,变成往后,效果应该很好。
原帖由 化外 于 2008-8-23 14:02 发表
回7楼,我刚才自己科普了一下,旋翼剖面分对称和不对称,对称的等于就是风扇,不对称的原理和机翼一样,但是一般也有迎角,所以也产生下行气流。不对称的控制比较难,因为其升力中心随速度变化。

我说的就是不对称 ...

:) 搞清楚旋翼原理再发表高论,贻笑大方就不好了。
仔细看了看题目,终于搞清LZ的意思了 ,
他的意思是和 AH-59 “夏延人”那种一样的刚性旋翼。
也就是最近稀客司机的X-2那种类似
后掠桨尖
原帖由 化外 于 2008-8-23 09:38 发表
谢二楼,如果我设计的话大概就是这种样子,呵呵。或者翼尖部分往转动前方弯折一点。

试验效果如何?


前掠:L
回14楼: 直升机悬停不是因为巨大的下行气流,尽管也会有一定的下行气流产生,但是那不是主要作用;在直升机悬停的时候,起主要作用的是总桨矩,来改变旋翼上下空气的相对速度来提供升力。向下的气流是副产品。

http://www.helicopter.com.cn/struction/s2/s2-1.htm
http://www.helicopter.com.cn/principle/s3/s-3.htm
http://www.helicopter.com.cn/principle/s3/s-3-2.htm

换个角度: 喷气飞机的涡喷发动机在5吨推力的情况下,发动机近距离后面是肯定站不住人的;就算美国的UH-56直升机自重5吨,那么安装你的说法,直升机下行气流产生的推力是要5吨;那么这种情况下,在直升机下面是不可能站的住人,那么那种悬停上直升机的事情就不可能存在了。
桨尖喷气早已有之,不算什么新东西,国内民间飞行爱好者文革前后就玩过这种东西,国外出现的更早。另外楼主听说过停转旋翼/X翼/旋转三角翼吗?


固定机翼也有对称翼形的,比如歼6。非对称翼形肯定也会有下洗气流,这不是扇动空气那么简单直观的问题,只要存在升力,翼下就有高压区,再加上机翼运动,就肯定会有下洗气流。非对称,无迎角的固定翼飞机一样会有下洗。螺旋桨/风扇本来就是小机翼,没有原理上的区别。


潜艇上的螺旋桨似乎有外包涵道吧,另外螺旋桨应该等同于直机翼,飞机上也没必要给直翼安翼刀啊
先来点TG技术容易达到的吧
有迎角和没迎角的升力系数差太多了。照楼主的想法即使能飞起来效率也太低。另外,直升机向前的动力是靠前倾产生升力的水平分力,前倾使阻力大增,所以飞得慢,楼主的想法并没有改变这一情况,所以不能使速度加快。
    刚性机翼加推进螺旋桨的尝试,美国人已经做了。看看AH-56 “夏延”吧
原帖由 党的最中央 于 2008-8-23 15:07 发表

:) 搞清楚旋翼原理再发表高论,贻笑大方就不好了。


有个想法在论坛上贴出来大家讨论、科普,没有对别人的驳斥,更没有超大常见的嘲笑(这是缺乏自信的人喜欢做的事),这在我的字典里和“贻笑大方”不相干,而且即使让你“贻笑”也不是“贻笑大方”吧?

我在超大贴出的胡思乱想奇思怪想不少,结果发现几乎全部有人试过、用过。这对我是个学习的过程,胡想一下是件很有趣的事,2楼这样贴出资料让我有了检索的引子,我很感谢。但是超大有一些人有一种恶习,到这儿来似乎就是为了时不时插一句嘲笑、贬损评论,似乎这样就能获得一点自信基础。

这也不光是超大,而是中国社会普遍存在的现象。造不出F22不是问题,因为中国起点低、历史上缺的课太多,辅以时日就可以了。但这种因为缺乏自信而成的虚火过旺则是真正的隐患。
原帖由 sol 于 2008-8-23 16:57 发表
桨尖喷气早已有之,不算什么新东西,国内民间飞行爱好者文革前后就玩过这种东西,国外出现的更早。另外楼主听说过停转旋翼/X翼/旋转三角翼吗?


固定机翼也有对称翼形的,比如歼6。非对称翼形肯定也会有下洗气流 ...


如果我没理解错的话,非对称翼型的工作原理主要是在翼上造成低压区,而不是在翼下造成高压区。考虑机翼底部为直线、前缘半径为零的极端情况,这时完全没有下洗气流。如果前缘半径不为零,那么在前缘处会有一些下洗,但是通过前缘之后马上被离机翼远一点、更靠下的气流压缩(这里也许有个高压区,但这是升力的主要或重要来源吗?)。换言之,如果拿非对称机翼0迎角在风洞里吹(不考虑机身),其下洗气流应该很少(翼后涡流并非下洗) -- 是这样吗?

风扇完全靠迎角,和风筝、螺旋桨、早期的对称机翼一样,和非对称机翼的原理不一样吧?

直升机悬停不靠下洗气流靠什么?低空悬停的气动分析比较复杂,因为有地面回弹的上升气流,但高空悬停呢?5吨的下洗压力分布在直径几十米的范围内,人的水平截面承受的也就几公斤,似乎不构成对下洗的反驳。

另外我不明白的一点是,非对称旋翼如果有迎角的话,其机翼气动相当于固定翼飞机低速大迎角,这样不会造成升力下降吗?

至于前飞的时候机身前倾的问题,理论上可以通过倾斜旋翼轴或旋翼解决,保持机身水平。这也许让控制太难、结构太复杂。但是如果旋翼平面在静止的时候就向前倾斜呢?或者机身的最小阻力轴线在静止的时候上翘、前飞的时候水平呢?

桨尖喷气驱动为什么没有普及?按说应该有很多好处啊。一个问题是从引擎到桨尖的通气道如果拐弯太多的话会损失压力,但可以把喷气道从主轴底部直接通向桨尖,用两个钝角代替两个直角,顺便把通气道包个翼型外壳,多一套旋翼而且降低对材料的强度要求。当然,机械传动旋翼也可以做成这种三角双旋翼(主轴和主旋翼成直角,斜旋翼是斜边)。这又是我的胡想了。
化外,看完这个后再想

http://www.afwing.com/intro/birdy/1.htm
这种桨尖喷气还有个问题是,如果桨中间通过的是气流,过气量也是个问题,为达到比较高的功率,必须桨叶的截面比较大,这样一般不能过多增加桨叶数量,一般都得采用双桨,这就限制了起飞重量,似乎只能用在轻型或无人机上。


个人猜测,不对敬请指出。


以前比较流行的是桨尖带冲压/脉喷发动机,似乎能造很大,有一种c130级的客机曾经几乎投产,这个耗油大一些,但只在起降时用所以倒没什么。后来似乎是因为要在市中心起降,燥音等等没办法解决。
谢一刀提供的资料,还没看完,但感觉是直升机的极佳科普。
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这个方向没什么好的办法~~~~~~~~~~~`
V22改4螺旋桨可能稳定性好点
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