問一下為什麼多旋翼無人機不需要直升機的尾槳系統?

藍冰天雪


兔哥簡單說說這個問題,直升機能夠實現垂直上升和下降主要依靠頂部的旋翼,也就是人們習慣說的螺旋槳。直升機旋翼產生升力並不是向電風扇那樣向下吹氣把直升機吹起來上天,沒這麼大的勁,原理在旋翼的翼面結構。直升機旋翼的每個葉片和戰鬥機機翼類似,下面是一個平面,上面是一個曲率面,也就是凸面,戰鬥機靠滑跑使機翼產生空氣升力,直升機靠機翼旋轉產生空氣升力。空氣接觸旋翼會產生上下兩股氣流,上翼面受曲率的影響氣流發散,壓強小,流速快,下翼面空氣集中,流速慢,壓強大。力都是平衡狀態存在的,旋翼下面壓強大自然會向旋翼上面壓強小的方向轉移,這樣旋翼就把直升機給提起來了,不是吹起來的。





直升機的旋翼非常大,是有機械動力帶動旋轉產生升力的,通過角度變化實現前進後推,轉彎或者是懸停,但不能倒飛較長時間,只能利用慣性倒飛。直升機旋翼旋轉時,會有一個扭力力矩,自然會有一個反扭力現象,所謂反扭力就是直升機的機體會沿傳動軸跟著轉,例如,旋翼順時針轉,直升機的機體也會順時針轉。在地面沒關係,由地面固定著機體,旋翼只能自己轉,一旦直升機機體抬離地面,脫離地面固定就會出現反扭力現象,直升機就會失去升力螺旋下墜。如何解決這個問題呢?



解決反扭力有兩個方法,一個是在尾部安裝一個反向推力的尾槳,等於是頂住直升機機體跟著旋翼旋轉,尾槳所產生的側向推力要和反扭力相等,這是一個方法。我們從電影上看到一旦尾翼被擊毀,直升機都是螺旋下墜,就是反扭力造成的。第二個方法就是採用多旋翼,也就是兩個主旋翼,例如,縱列雙旋翼直升機,前後兩個旋翼。並列(橫列)雙旋翼,並列交叉雙旋翼,串列共軸雙旋翼等等。雙旋翼直升機不需要安裝尾槳,但旋翼旋轉方向有講究。




雙旋翼直升機的旋翼旋轉方向都是正反轉形式旋轉的,一個順時針轉,一個逆時針轉,目的也是為了克服反扭力現象的存在。如果有一個旋翼壞掉失去作用,直升機就會出現反扭力現象,直升機就會螺旋下墜。總之,直升機都要解決反扭力,通常單旋翼直升機都必須要有尾槳,有的不採用尾槳,採用空氣泵,向一側吹氣來抵消反扭力現象。雙旋翼直升機通過兩個旋翼進行正反轉旋轉相互抵消反扭力,所以,多旋翼直升不需要在安裝一個尾槳了。

拓展解釋:反扭力不單純直升機存在,機械動力都存在這種現象,例如,魚雷,通常都採取正反轉螺旋槳,否則會打滾不走了。潛水艇雖然有單槳的,但需要有大的舵面來抵消反扭力,如果沒有能夠抵消反扭力的舵面,潛艇也會出現艇體打滾的現象。
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兔哥42928


淘金客說:因為“多”旋翼無人機的“多”。多個旋翼可以互相抵消掉扭矩。而普通單旋翼直升機的尾槳,主要作用就是抵抗主翼的扭矩。

單旋翼直升機,動力都輸出到主旋翼上,主旋翼在轉動的時候,會對下面的機身形成強大的扭矩,尾槳產生的推力就是用來抵消扭矩的。而且尾槳推力可以調節大小,以此來改變直升機機身的指向。如果尾槳以及傳動系統因故障或者被打壞而失效,後果請參看《黑鷹墜落》電影裡損失的第一架黑鷹。

而多旋翼無人機有個特點:旋翼數量全是偶數,4、6、8……相鄰的兩個旋翼旋轉方向相反,正好抵消了扭矩。如下圖。有沒有奇數的多旋翼呢?下圖有一種3旋翼的,但仔細看,每個旋翼其實有上下兩個,扭矩互相抵消。還有種特殊情況,比如6旋翼無人機3個順時針3個逆時針,有1個順時針的旋翼失靈了怎麼辦?飛控系統會自動增加另外2個順時針槳的轉速來抵銷扭矩。多旋翼無人機旋翼越多越安全,4旋翼無人機就相當危險,1個旋翼失靈就基本救不回了。

原來麥道有種漂亮的單旋翼直升機MD520N看起來沒有尾槳,但其實它把發動機的尾氣引到尾樑上向側面噴出,以抵消扭矩,但這種方式效率不高,沒有普及。如下圖。

也不需要尾槳,就是所謂翼尖噴氣推進的單旋翼直升機,“鋼鐵俠”霍華德·休斯曾痴迷其中,因為動力在槳尖而不在中間的軸上,所以沒有扭矩。後來波音還推出了“蜻蜓”無人機,也用槳尖噴氣,這個項目因為步子太大,風險太大現在停止了。如下圖(注意槳尖的噴氣發動機)和下下圖(波音蜻蜓)。

國慶閱兵秀了一把的“三蹦子”自轉旋翼機,主旋翼沒有動力,被迎面氣流推動旋轉,也不需要抗扭矩的尾槳,它的“尾槳”其實是推進槳,動力全在這上面,方向也是朝著後面,嚴格來說,自轉旋翼機不算直升機。


史海淘金客


直升機是通過頂部螺旋槳旋轉獲得升力而升空的,物理上有一個重要的定律,叫角動量守恆。對於直升機而言,頂部的螺旋槳旋轉,直升機的機身部分將與螺旋槳反方向旋轉。雖然由於機身的質量比螺旋槳大得多,機身的旋轉速度遠小於螺旋槳的旋轉速度,但機身的旋轉,會增大操控直升機的難度。為解決這個問題,直升機在尾部再安裝一個在豎直面內旋轉的小螺旋槳,小螺旋槳旋轉時,促使機身反方向旋轉,用以抵消機身的旋轉。同時,尾部的小螺旋槳對直升機轉彎還會發揮一定作用。

估計題主所說的尾槳就是這種小螺旋槳,至於多旋翼無人機為什麼不用,很容易理解,因為“多旋翼”,這些旋翼旋轉方向不同,有的順時針方向旋轉,有的逆時針方向旋轉。旋翼順時針旋轉,促使機身逆時針旋轉,旋翼逆時針旋轉,促使機身順時針旋轉,通過調控各旋翼的轉速,就可控制機身的空中姿態。因此,與直升機安裝尾槳,效果是一樣的,只是沒有豎直安裝而已。

事實上,直升機也有許多尾部沒有這樣一個螺旋槳的,下圖就是這樣,至於原因,你懂的!


甜甜向上314159


直升機飛行主要靠旋翼產生的拉力。當旋翼由發動機通過旋 轉軸帶動旋轉時,旋翼給空氣以作用力矩(或稱扭矩),空氣必然在同一時間以大小相等、方向相反的反作用力矩作用於旋翼(或稱反扭矩),從而再通過旋翼將這一反作用力矩傳遞到直升機機體上。

如果不採取措施予以平衡,那麼這個反作用力矩就會 使直升機逆旋翼轉動方向旋轉。

擴展資料

反扭尾槳是單旋翼直升機的一個重要組成部分,它安裝在直升機的尾部。發動機產生的功率通過傳動裝置,按需要轉速帶動尾槳轉動。

直升機飛行時,旋翼旋轉的反作用扭矩會使直升機向與旋翼旋轉的相反方向轉動,反扭尾槳產生的拉力可抵消這種轉動而實現航向穩定。改變尾槳拉力的大小,可以操縱航向。反扭尾槳槳葉多為2~6片;槳盤直徑最小約1米,最大可達6米以上。

有少數直升機的尾獎安裝在一個具有流線型的環形通道內,這種尾槳直徑小,槳葉數多,稱為涵道反扭尾槳,與常用的尾槳相比,尺寸小,使用安全,但直升機在懸停和低速飛行時,其氣動效率較低。


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簡單說,主槳的轉矩要考尾槳來抵消,多旋翼反轉本身就會抵消轉矩,所以不需要尾槳,支奴幹雙軸反轉,卡50同軸反轉


詩仙詩聖


尾槳是為了平衡主旋翼的旋轉反作用力,因為只有主旋翼的話,機體本身會受到與旋翼相反方向的一個力,那麼這個時候很容易出現機身向相反方向旋轉,導致失控;但是也不是一定要尾槳,比如現在可以通過傳動機構修改轉動方向,通過尾翼進行穩定,甚至可以通過第二副旋翼來平衡第一個旋翼的力矩。


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