单螺旋桨飞机产生的扭矩会对飞机造成影响吗?又是怎么消除的?

纽维尔青年


这个问题出的比较专业点了,老鹰航空就针对螺旋桨固定翼飞机为例回答一下吧:

1、螺旋桨的扭矩影响;

螺旋桨在高速旋转过程中,一方面产生了推动飞机向前运动的推力;另一方面由于气动阻力和扭转角的存在导致桨叶上也产生了一个比较大的扭转力矩。这样的力矩会通过螺旋桨转轴和发动机传递到飞机机身上,从而让飞机产生一个偏航和滚转力矩。

螺旋桨桨叶直径越大、桨叶数量越多、桨叶转速越高,带来的扭矩影响也就越大。因此,在实际飞行过程中如果不对其进行平衡处理,那么飞行员就会一直感觉到飞机有一个偏航的特性,令人比较头疼。

2、单桨飞机的反扭矩平衡问题;

对于常见的单发动力+螺旋桨的固定翼飞机而言,消除螺旋桨的扭矩影响也比较简单,一般采用两种方式同时进行的方法:

第一、垂尾上的方向舵事先就施加了一个平衡偏角,也就是说垂尾方向舵名义上的零度偏角其实是往螺旋桨相同方向偏离了一个小角度;或者增加一个额外的小平衡舵片,来平衡反扭矩。

第二、机翼上的一侧副翼或者两侧副翼也是施加了一个小偏角,从而产生了一个反向消除横滚的力矩,从而与螺旋桨扭矩平衡。

随着飞行速度的增加、螺旋桨扭矩也会随之变化,飞行员可以在空中随时调整副翼和方向舵的平衡偏角从而降低螺旋桨扭矩的影响。

3、多桨飞机的反扭矩平衡问题;

多桨飞机的扭矩平衡就相对容易点,以机翼上同时布置两台或四台发动机为例,一般让机翼两侧的螺旋桨旋转方向相反就可以彼此平衡扭矩影响了。如果发动机出现故障,导致桨叶扭矩失衡,那么就要恢复上一条所说的方法,依靠副翼和方向舵偏角来进行平衡了。


——问题就回答到这里了——

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(图片来自互联网公开图片,如侵则删。)


老鹰航空


你这个问题提得很好,很多“专业航空人士”都提不出来。\r螺旋桨实际上就是一个旋转的机翼,你所担心的螺旋桨的旋转力矩会使飞机本身发生滚转的现象,在实际中是没有的。这是因为螺旋桨是在空气中工作阻力很小,且本身的质量又很小,旋转中产生的主要是拉力,其产生的反向力矩是很小的。\r飞机螺旋桨旋转对飞机产生的影响主要在以下方面。\r为了研究问题的方便,我们首先来确定飞机螺旋桨旋转的方向问题。几乎所有飞机的螺旋桨在座舱里看,都是按顺时针方向旋转的(当然反转对飞行也没有问题,这大概是约定俗成的),我们下面也按这个约定俗成的旋转方向来研究这个问题。\r对于单发飞机来说,一般人会认为如果让飞机沿直线飞行,就得让发动机(也就是螺旋桨)的轴线与飞机的机身轴线平行,殊不知这样的飞机恐怕连飞都飞不起来,即便能飞起来也会很快坠地。\r如果你能将一个顺时针旋转(向右)的螺旋桨控制住,那么飞机肯定就会按逆时针(向左)方向旋转。也就是说向右旋转的螺旋桨给了飞机一个向左偏的力矩,为了克服这个力矩单发的飞机会在安装发动机的时候有意让发动机轴线向右偏斜一点,这就是所谓的右拉线。\r在实际应用中除了右拉线外,高速旋转的螺旋桨相当于一个陀螺,在陀螺进动的效应下,会给飞机一个抬头力矩,因此发动机还必须有一个下拉线。\r早期的飞机曾经有过三发的,但中央发动机的右拉线受左右两侧发动机的影响很难调整好。\r现代螺旋桨飞机的发动机都是按偶数对称排列的,而且两侧发动机螺旋桨的旋转方向是相反的,这样就不需要右拉线了。\r一百多年前莱特兄弟进行的人类第一次有动力的载人飞行,使用的是一台发动机却通过传动装置用了两个螺旋桨,其道理是很深刻的。


阳光下的种子0908


双发螺旋桨飞机可以用对转方式抵消扭矩。单发飞机的机翼和尾翼面积很大,可以产生阻力克服扭矩,同时左右舵面偏转位置也稍有区别,对扭转力矩做出补偿。

由于螺旋桨扭矩和机体受滑流扭曲的影响,单发飞机左右方向的操纵性能是不一样的。二战中著名的零式战斗机,只能向一个方向快速滚转,结果就被美军发现了弱点。


味冷


单螺旋桨会有扭矩,但不大,消除也简单,

两翼稍微偏沉一点就可以,

与直升机旋桨比,螺旋桨引擎的扭矩半径小太多,想点什么办法都容易解决。


星辉650


起飞低速时滑流打到垂尾,造成偏航,速度提高后现象消失。反扭使一侧的横滚比另一侧容易。


Lcc26


会有反向扭矩,用机翼的副翼或者平尾调整就行了。


页sure


这个问题,有点意思,哈哈,记得小时候的竹蜻蜓就会旋转哈,它也有一个扭矩,我在这里分成两步来说明这个现象

An-22运输机的同轴反转螺旋桨

直升机单螺旋桨飞机

直升机的升力产生原理与固定翼飞机的机翼相似,机翼与空气之间发生相对运动,进而产生升力。只不过这个升力是来自于绕固定轴旋转的“旋翼”。

旋翼不像固定翼飞机那样依靠整个机体向前飞行来使机翼与空气产生相对运动,而是依靠自身旋转产生与空气的相对运动。但是,在旋翼提供升力的同时,直升机机身也会因反扭矩(与驱动旋翼旋转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转的趋势。对于单旋翼直升机,为了平衡反扭矩,常见的做法是以另一个小型旋翼,即尾桨,在机身尾部产生抵消反向运动的力矩。

对于多旋翼直升机,多采用旋翼之间反向旋转的方法来抵消反扭矩的作用,的运作说明中可以见得,由上俯视一个顺时针旋转的主翼,它的尾桨会是向黄色箭头所指方向推力的。

  • 带尾桨

最常见的直升机类型,又称反扭矩尾桨(Anti-torque rotor),由一个水平旋翼负责提供升力,尾部一个小型垂直旋翼(尾桨)负责抵消主旋翼产生的反扭矩。

  • 涵道式尾桨

传统尾旋翼的一个变种,用安装在涵道式外壳内的吹风扇代替了外置开放式的传统旋桨,优点是安全性高、震动和噪音小,缺点是重量大、造价高、推重比相对较低等等。最早由欧洲直升机公司的前身南方飞机公司(后合并成为法国宇航公司)于20世纪60年代构思设计,首先出现在SA341瞪羚直升机上。

  • 无尾桨

一个水平旋翼负责提供升力,机身尾部侧面有空气排出,与旋翼的下洗气流相互作用产生侧向力来抵消旋翼产生的反扭矩。例如,美国麦道直升机公司生产的MD520N直升机。




同轴反转螺旋桨

同轴反转螺旋桨是涡轮螺旋桨引擎所特有的一类螺旋桨。其与普通的螺旋桨最大的不同在于其单个发动机上有两组并列转动的螺旋桨,这两组螺旋桨转动的角速度方向相反,因此被称为同轴反转螺旋桨。

图-95轰炸机配备的同轴反转螺旋桨

同轴反转螺旋桨的两组螺旋桨通常连接的同一台发动机,并利用一组行星齿轮来实现反向旋转。

采用同轴反转螺旋桨的卡莫夫Ka-27直升机


同轴反转螺旋桨不是反向旋转螺旋桨,后者指的是飞机两侧两个不同的发动机,其螺旋桨转动方向相反。

同轴反转螺旋桨轴近照


在低速巡航的状态下,螺旋桨叶片的叶尖会形成切向的空气涡流,这种涡流会造成一定的能量损失。在完美的设计下,同轴反转螺旋桨两组叶片转动时产生的涡流会互相抵消,将涡流造成的能量损失降到最低。


所以要么是同轴反转螺旋桨或者是加上另一个小型旋翼,即尾桨,在机身尾部产生抵消反向运动的力矩


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