单螺旋桨战斗机飞行时候,机身为什么不会向螺旋桨反方向转动?

罗昕楠


事实上,单引擎的螺旋桨式飞机,是会受到螺旋桨副作用影响的。


螺旋桨副作用主要包括扭矩、进动、滑流、螺旋桨因素,这些作用会影响飞机姿态与航向。


图为螺旋桨式的bf109战斗机,其飞行中无时不刻受着螺旋桨副作用影响


“螺旋桨因素”是指在大迎角状态下,螺旋桨旋转时,下行桨叶迎角大,而上行桨叶迎角小,故下行桨叶的拉力大于上行桨叶的拉力,形成了偏转力,使飞机绕立轴向左偏,此种情况下,飞行员需要用方向舵予以修正。


图为螺旋桨因素


滑流则是螺旋桨转向气流被机翼切分,机翼上方的那股气流所造成的。以右转螺旋桨为例,机翼上方的气流是由左向右的,这会产生一个左偏的力矩,需要飞行员蹬舵修正。


飞行动作用则是螺旋桨旋转造成的,以右转螺旋桨为例,飞行员操纵飞机抬头时,由于进动飞机会向右偏航,而飞行员向右偏航时,又会自动低头,此种作用需要飞行员拉杆抵消。


最后是我们熟悉的旋转力矩,它会持续地带来与螺旋桨转向相反的力矩,令飞机滚转,此效应需要调整副翼抵消。


在共轴反桨与多擎飞机上,这些作用会被双数量的桨叶相互抵消,但在单引擎飞机上,这些作用相当明显,如果我们尝试某些较为专业的飞行模拟器,就会切身体会到这些作用的影响,初次飞模拟器的新手甚至难以离地。


图为共轴反桨引擎,能够抵消螺旋桨副作用


这些现象虽然能影响飞行,但它们都是能够被抵消的,只要合理地操控飞机,就能安全飞行。在许多游戏与影视中,为了照顾没有航空专业知识的玩家与观众,往往不在这方面过多表现,但在现实中,飞行并非一件容易的事情。


现代飞机在自动飞行时能靠飞控软件自动补偿,但我们看到的老式战斗机,都是由飞行员实时进行控制与补偿,可以说,单螺旋桨战斗机飞行时候,机身不会向螺旋桨反方向转动,正是飞行员飞行经验的体现。


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兵器次元


单螺旋桨战斗机必然会出现反扭,而且起飞降落时尤其要注意,克服机身的反扭是单螺旋桨飞行员的一个常态。当年开飞机可不是一般的有意思,尤其是在二战的时候,那时对飞行员的技术要求很高,道理是不是很懂不重要,关键是飞机操作上要求很熟练。现在都是自动化控制了,很少需要人为纠正偏差。可见那个岁月,培养合格的飞行员多不容易。

螺旋桨旋转时会产生一个反向的扭力,所以设计师在设计时会尽量考虑反扭的影响,尽可能的抵消反扭对飞行的影响。一是螺旋桨不安放在飞机轴线的正中间,通常都是右旋螺旋桨安装定角右偏,左旋则左偏,这样可以抵消一部分反扭。同时飞机左右的机翼也不是一样的长,通过机翼升力的不对称来抵消反扭产生的影响。

由于转速、风向以及姿态等都是在变化的,所以在飞行过程中间要不断的配平、修正航向。这一切都要靠飞行员,开这种飞机可是真够忙的。而飞机起飞、降落时速度小,风力对方向舵的影响较小,所以对飞行员的超控要求更高。当然这些问题只是在单发螺旋桨飞机上才会出现,双发的只要螺旋桨一个向左转一个向右转就没有这个问题。

单发螺旋桨战机的左转现象还直接影响了当时航母舰岛设计,为了防止战机向左转撞到舰岛,所以航母舰岛设计都放在右侧。


卧龙小先生


单螺旋桨发动机的战斗机会向螺旋桨反方向偏航,但是影响不大,因为飞行员飞行的时候会不断的调整飞行方向。最简单的方法就是再来一个发动机抵消掉这个偏航力矩,但是大多数战斗机还是选择了倾斜垂直尾翼来抵消偏航力矩


部分飞机只安装一个发动机,发动机在工作的时候由于发动机桨叶是朝着一个方向转的所以,不可避免的会产生一个偏转力矩。 也就是会让飞机朝着一个方向偏航。 这个问题在螺旋桨战斗机上很常见。

典型代表就是美国的螺旋桨战斗机p-47虽然普拉特惠特尼公司的r-2800为p47提供了源源不断的动力,但是因为这款发动机强大的扭矩,也让p47起飞的时候,螺旋桨效应带来左偏非常大。

为了尽可能减小这个弊病,设计师不得不将p47的垂直尾翼向右倾斜了一点,来抵消这个偏航力矩。


但是毕竟是一款能把4.5吨重的p47飙起来的发动机,功率全开的时候还是会造成不小的影响。

飞行员需要向右拧一些舵。 而且就算是进入了平飞,慢速状态下,如果完全不操作操纵杆,机头会下沉,在螺旋桨的作用下飞机会有左偏航滚转的现象。

但是飞行员在那个年代也不算上去就没事了,还得时不时调整一下所以嘛难度也不是太大。

而现代的飞机的话自动控制系统会自行调整尾翼的角度,以抵消发动机的偏航力矩,保证飞机飞的尽可能直。

更何况喷气式发动机的偏航力矩很小所以这个问题乘客都忽略了。

不过么现在的飞控在很大程度上抵消了这个问题所以嘛偏航力矩已经被忽略的差不多了


寻找丢失的方向盘


单发螺旋桨飞机,为了平衡发动机的反扭矩,发动机拉力线并不是笔直朝前,对于一般的正桨,也就是从尾部向前看过去顺时针旋转,发动机拉力线和机身对称平面有一个向右的偏转角,大概2到5度,叫做右拉角,有时也会有下拉角。作用就是利用桨盘拉力的分力来产生一个与反扭作用相反的扭矩,来大致抵消反扭的影响


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