03.07 單螺旋槳飛機產生的扭矩會對飛機造成影響嗎?又是怎麼消除的?

紐維爾青年


這個問題出的比較專業點了,老鷹航空就針對螺旋槳固定翼飛機為例回答一下吧:

1、螺旋槳的扭矩影響;

螺旋槳在高速旋轉過程中,一方面產生了推動飛機向前運動的推力;另一方面由於氣動阻力和扭轉角的存在導致槳葉上也產生了一個比較大的扭轉力矩。這樣的力矩會通過螺旋槳轉軸和發動機傳遞到飛機機身上,從而讓飛機產生一個偏航和滾轉力矩。

螺旋槳槳葉直徑越大、槳葉數量越多、槳葉轉速越高,帶來的扭矩影響也就越大。因此,在實際飛行過程中如果不對其進行平衡處理,那麼飛行員就會一直感覺到飛機有一個偏航的特性,令人比較頭疼。

2、單槳飛機的反扭矩平衡問題;

對於常見的單發動力+螺旋槳的固定翼飛機而言,消除螺旋槳的扭矩影響也比較簡單,一般採用兩種方式同時進行的方法:

第一、垂尾上的方向舵事先就施加了一個平衡偏角,也就是說垂尾方向舵名義上的零度偏角其實是往螺旋槳相同方向偏離了一個小角度;或者增加一個額外的小平衡舵片,來平衡反扭矩。

第二、機翼上的一側副翼或者兩側副翼也是施加了一個小偏角,從而產生了一個反向消除橫滾的力矩,從而與螺旋槳扭矩平衡。

隨著飛行速度的增加、螺旋槳扭矩也會隨之變化,飛行員可以在空中隨時調整副翼和方向舵的平衡偏角從而降低螺旋槳扭矩的影響。

3、多槳飛機的反扭矩平衡問題;

多槳飛機的扭矩平衡就相對容易點,以機翼上同時佈置兩臺或四臺發動機為例,一般讓機翼兩側的螺旋槳旋轉方向相反就可以彼此平衡扭矩影響了。如果發動機出現故障,導致槳葉扭矩失衡,那麼就要恢復上一條所說的方法,依靠副翼和方向舵偏角來進行平衡了。


——問題就回答到這裡了——

對航空感興趣的朋友不妨來關注“老鷹航空”吧。

(圖片來自互聯網公開圖片,如侵則刪。)


老鷹航空


你這個問題提得很好,很多“專業航空人士”都提不出來。\r螺旋槳實際上就是一個旋轉的機翼,你所擔心的螺旋槳的旋轉力矩會使飛機本身發生滾轉的現象,在實際中是沒有的。這是因為螺旋槳是在空氣中工作阻力很小,且本身的質量又很小,旋轉中產生的主要是拉力,其產生的反向力矩是很小的。\r飛機螺旋槳旋轉對飛機產生的影響主要在以下方面。\r為了研究問題的方便,我們首先來確定飛機螺旋槳旋轉的方向問題。幾乎所有飛機的螺旋槳在座艙裡看,都是按順時針方向旋轉的(當然反轉對飛行也沒有問題,這大概是約定俗成的),我們下面也按這個約定俗成的旋轉方向來研究這個問題。\r對於單發飛機來說,一般人會認為如果讓飛機沿直線飛行,就得讓發動機(也就是螺旋槳)的軸線與飛機的機身軸線平行,殊不知這樣的飛機恐怕連飛都飛不起來,即便能飛起來也會很快墜地。\r如果你能將一個順時針旋轉(向右)的螺旋槳控制住,那麼飛機肯定就會按逆時針(向左)方向旋轉。也就是說向右旋轉的螺旋槳給了飛機一個向左偏的力矩,為了克服這個力矩單發的飛機會在安裝發動機的時候有意讓發動機軸線向右偏斜一點,這就是所謂的右拉線。\r在實際應用中除了右拉線外,高速旋轉的螺旋槳相當於一個陀螺,在陀螺進動的效應下,會給飛機一個抬頭力矩,因此發動機還必須有一個下拉線。\r早期的飛機曾經有過三發的,但中央發動機的右拉線受左右兩側發動機的影響很難調整好。\r現代螺旋槳飛機的發動機都是按偶數對稱排列的,而且兩側發動機螺旋槳的旋轉方向是相反的,這樣就不需要右拉線了。\r一百多年前萊特兄弟進行的人類第一次有動力的載人飛行,使用的是一臺發動機卻通過傳動裝置用了兩個螺旋槳,其道理是很深刻的。


陽光下的種子0908


雙發螺旋槳飛機可以用對轉方式抵消扭矩。單發飛機的機翼和尾翼面積很大,可以產生阻力克服扭矩,同時左右舵面偏轉位置也稍有區別,對扭轉力矩做出補償。

由於螺旋槳扭矩和機體受滑流扭曲的影響,單發飛機左右方向的操縱性能是不一樣的。二戰中著名的零式戰鬥機,只能向一個方向快速滾轉,結果就被美軍發現了弱點。


味冷


單螺旋槳會有扭矩,但不大,消除也簡單,

兩翼稍微偏沉一點就可以,

與直升機旋槳比,螺旋槳引擎的扭矩半徑小太多,想點什麼辦法都容易解決。


星輝650


起飛低速時滑流打到垂尾,造成偏航,速度提高後現象消失。反扭使一側的橫滾比另一側容易。


Lcc26


會有反向扭矩,用機翼的副翼或者平尾調整就行了。


頁sure


這個問題,有點意思,哈哈,記得小時候的竹蜻蜓就會旋轉哈,它也有一個扭矩,我在這裡分成兩步來說明這個現象

An-22運輸機的同軸反轉螺旋槳

直升機單螺旋槳飛機

直升機的升力產生原理與固定翼飛機的機翼相似,機翼與空氣之間發生相對運動,進而產生升力。只不過這個升力是來自於繞固定軸旋轉的“旋翼”。

旋翼不像固定翼飛機那樣依靠整個機體向前飛行來使機翼與空氣產生相對運動,而是依靠自身旋轉產生與空氣的相對運動。但是,在旋翼提供升力的同時,直升機機身也會因反扭矩(與驅動旋翼旋轉等量但方向相反的扭矩,即反作用扭矩)的作用而具有向反方向旋轉的趨勢。對於單旋翼直升機,為了平衡反扭矩,常見的做法是以另一個小型旋翼,即尾槳,在機身尾部產生抵消反向運動的力矩。

對於多旋翼直升機,多采用旋翼之間反向旋轉的方法來抵消反扭矩的作用,的運作說明中可以見得,由上俯視一個順時針旋轉的主翼,它的尾槳會是向黃色箭頭所指方向推力的。

  • 帶尾槳

最常見的直升機類型,又稱反扭矩尾槳(Anti-torque rotor),由一個水平旋翼負責提供升力,尾部一個小型垂直旋翼(尾槳)負責抵消主旋翼產生的反扭矩。

  • 涵道式尾槳

傳統尾旋翼的一個變種,用安裝在涵道式外殼內的吹風扇代替了外置開放式的傳統旋槳,優點是安全性高、震動和噪音小,缺點是重量大、造價高、推重比相對較低等等。最早由歐洲直升機公司的前身南方飛機公司(後合併成為法國宇航公司)於20世紀60年代構思設計,首先出現在SA341瞪羚直升機上。

  • 無尾槳

一個水平旋翼負責提供升力,機身尾部側面有空氣排出,與旋翼的下洗氣流相互作用產生側向力來抵消旋翼產生的反扭矩。例如,美國麥道直升機公司生產的MD520N直升機。




同軸反轉螺旋槳

同軸反轉螺旋槳是渦輪螺旋槳引擎所特有的一類螺旋槳。其與普通的螺旋槳最大的不同在於其單個發動機上有兩組並列轉動的螺旋槳,這兩組螺旋槳轉動的角速度方向相反,因此被稱為同軸反轉螺旋槳。

圖-95轟炸機配備的同軸反轉螺旋槳

同軸反轉螺旋槳的兩組螺旋槳通常連接的同一臺發動機,並利用一組行星齒輪來實現反向旋轉。

採用同軸反轉螺旋槳的卡莫夫Ka-27直升機


同軸反轉螺旋槳不是反向旋轉螺旋槳,後者指的是飛機兩側兩個不同的發動機,其螺旋槳轉動方向相反。

同軸反轉螺旋槳軸近照


在低速巡航的狀態下,螺旋槳葉片的葉尖會形成切向的空氣渦流,這種渦流會造成一定的能量損失。在完美的設計下,同軸反轉螺旋槳兩組葉片轉動時產生的渦流會互相抵消,將渦流造成的能量損失降到最低。


所以要麼是同軸反轉螺旋槳或者是加上另一個小型旋翼,即尾槳,在機身尾部產生抵消反向運動的力矩


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