无尾桨直升机的详细原理是什么?如何抵抗主旋翼的扭矩?

科普性的答案已经有了两个,我针对无尾桨技术(NOTAR TECHNOLOGY)讲点专业性的概念与诸君共赏。

无尾桨直升机的详细原理是什么?如何抵抗主旋翼的扭矩?

[无尾桨技术为麦克唐纳·道格拉斯(简称麦道)公司的专利,该专利是通过收购休斯直升机公司获得]

注:有答案提到了纵列式、共轴、横列式等没有尾桨直升机,但是“无尾桨”实际上特指一类特定的直升机系统——No Tail Rotor;NOTAR,下面是详细说明。

无尾桨反扭矩系统最大的特点就是消除了单旋翼带尾桨由于尾桨存在而带来的一系列复杂机械缺陷,包括——长长的传动轴、悬挂轴承、中间减速箱和90°转向减速箱等机械部件。充分利用直升机与生俱来气动特点的无尾桨系统被认为更加安全且安静。

# 工作原理

无尾桨直升机的详细原理是什么?如何抵抗主旋翼的扭矩?

说白了,其实无尾桨技术的原理还是相对简单的——尾梁中,靠近旋翼下方有一个进气口,进气口下安装了一台可变桨距的风扇,风扇转动之后能将大量的旋翼尾流引入尾梁然后从尾梁上的两条缝中流出,流出的气体会遵循康达效应(Coanda Effect,康达效应有些地方也叫做附壁效应,最直观的一种现象就是你可以想象锅子边上一滴水往锅外滑落,水珠一般会贴着锅底往下滑,而很少会直接落下),缝中气流因为康达效应绕尾梁流动之后的最终效果就是产生了一个侧向力,这个侧向力会抵消掉大约60%的反扭矩。剩余的反扭矩和直升机的偏航控制就是靠尾梁最末端的直接喷气装置来实现的,也就是图中的“Residual Airflow”那里的装置,也就是下图中的5处,下图中6就是旋翼尾流,8就是由于康达效应产生的侧向力。

无尾桨直升机的详细原理是什么?如何抵抗主旋翼的扭矩?

上述是悬停时候,前飞时候,无尾桨直升机的反扭矩一般是通过垂尾襟翼差动产生的力矩来实现平衡的,不过航向控制还是需要尾梁末端的直接喷气装置来实现。

无尾桨系统的优点:

更安全——毕竟没有一个大大的尾桨了,对地面人员的安全性肯定更好了

更安静——据称内置风扇的噪音比开放式尾桨要降低一半左右

减少了飞行员的负担——据称该系统操纵负担更小,毕竟不存在机械传动了

降低了直升机的振动水平——尾桨也是直升机振动源之一,少了个尾桨之后,振动水平减少也在情理之中


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