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双旋翼共轴式直升机

作者:Anita 发布时间: 2022-09-11 15:21:47

简介:】基本同意二楼的沙漠盾牌,它的构造类似于钟表,下旋翼固定在管状旋翼轴上,上旋翼的旋翼轴插在其中,发动机通过两套减速机构驱动旋翼,两副旋翼旋转方向相反可以抵消扭矩,取消尾梁,增大

基本同意二楼的沙漠盾牌,它的构造类似于钟表,下旋翼固定在管状旋翼轴上,上旋翼的旋翼轴插在其中,发动机通过两套减速机构驱动旋翼,两副旋翼旋转方向相反可以抵消扭矩,取消尾梁,增大机体空间,但也是有代价的,共旋翼直升机不适合作大机动动作,因为两副旋翼旋转方向相反,所以进动力方向也相反,而旋翼刚度又较差,大机动飞行时两副旋翼在进动力作用下有相碰的危险,所以像卡50这类共旋翼武装直升机两副旋翼分得很开,但同时又增加了高度的铰链机构的复杂性。目前只有俄罗斯的卡莫夫飞机设计局发展了实用型的共旋翼直升机。值得一提的是美国MD500/530直升机只有一个主旋翼,但它也取消了尾桨,这是全世界唯一一款无尾桨的单旋翼直升机,它是用另一种方式平衡旋翼力矩,动力来源于涡轴发动机的排气涵道。

共轴反桨直升机的由来

目前,美俄的先进直升机验证机纷纷采用了“共轴反桨+推进型尾桨”技术,但此共轴反桨并非俄罗斯“卡”系列和其他常见直升机的“软”桨,而是“硬”桨,尾桨也并非一般的抵消偏转力矩的作用,而是直接推进了,这究竟是为什么呢?
众所周知,当功率和转速达到某种瓶颈,就要看螺旋桨的效率了。因为螺旋桨转速很高,即使在机身飞行速度不是很高,螺旋桨尖端就已经遇到了“音障”问题,并且面临“失速”困扰,还受限于空气密度等因素,而发生“空转不做功”的问题。飞机螺旋桨因为空气动力学和重量限制,不可能做的太大太长太密,这就让螺旋桨飞机的速度遇到了瓶颈。
当时尝试了很多办法,比如在螺旋桨外包一个“整流罩”阻止气流外逸(显然,这个思路后来衍生出了“涡扇”发动机),或者试图优化螺旋桨的造型(最终成为先进螺旋桨运输机的“马刀”型旋桨,并影响到喷气发动机的叶片造型,但不论怎么优化,其最适范围较小),还有一个就是著名的“共轴反桨”技术。
但由于喷气发动机的飞跃式进步,战斗机淘汰了螺旋桨,但由于其经济性好,在不要求太高的速度的场合,比如大中型运输机,采用“共轴反桨+马刀型桨叶”就达到了螺旋桨的某种巅峰效率。
直升机可以简单看作发动机朝上的螺旋桨飞机,虽然直升机的螺旋桨还需为机身提供升力,但很多技术概念是可以通用的,比如共轴反桨技术,就是俄国卡系直升机的标志。


共轴双桨直升机为什么被淘汰

没有被淘汰啊,俄罗斯的卡系列直升机一直都是共轴式.
上下打桨的事故只在卡50那种需要做特殊机动动作的机型上出现过. 像卡25卡27之类,虽然也是军用,但基本没什么机动动作. 也没听说过有打桨事故.而且如果抛开打桨问题的话,共轴机的安全性比普通机要高. 卡50系列的还安装有世界上仅有的直升机用驾驶员弹射座椅. 普通机型因为有尾桨,目前都无法解决驾驶员逃生问题.

大部分直升机不用共轴,只是技术难度比较高,需要投资大.反转的桨叶要承担50%升力输出功率,传动系统的设计和制造是有很大难度的. 实用型的共轴机基本都是卡式机. 还包括民用的,和军用无人侦察机的各种类型. 比如卡137,就是设计很怪异的无人侦察机.

还有些其它公司生产小型机型也用共轴,但是副轴不是用来输出升力的.而是安装上配重.专门用来平衡主桨的转矩.等于是将尾桨功能代替了.所以副轴的输出功率就可以很小.这样副轴的技术要求就降低了许多. 这种设计估计是因为机型过小,没有足够内部空间来安装尾桨的传动系统. 最典型的例子就是卖的遥控直升机很多都是共轴式的,上轴安装的是配重.下轴安装桨叶.

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