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直升机起飞和转弯的科学原理是什么?为什么有人认为是桨叶的升力在起作用?

作者:Anita 发布时间: 2022-01-24 03:43:23

简介:】直升机的螺旋桨是靠变浆距完成各种方向的飞行,变浆距就是桨叶可以以轴线为圆心变换角度,桨叶是可以在圆周各个方向变化角度,桨叶在飞行方向改变角度而改变升力实现飞行方向变换

直升机的螺旋桨是靠变浆距完成各种方向的飞行,变浆距就是桨叶可以以轴线为圆心变换角度,桨叶是可以在圆周各个方向变化角度,桨叶在飞行方向改变角度而改变升力实现飞行方向变换。

有电动汽车,为什么没电力驱动的飞机?现在科技设计制造很难吗?

地上跑的容易造,天上飞的不好搞!飞机与汽车原理完全不同,汽车只要轮子转动就能跑,随便一个发动机都可以驱动。而飞机不一样,飞在天空需要更大的驱动功率。发动机功率大、持续工作时间长、稳定性要好,这就是电动机/动力电池不能用在飞机上的主要原因。当然,一些打药、航拍的微型飞机除外,这些小飞机更适合用电力驱动。

理论上飞机完全可以采用电力驱动,但是实际应用会有一定的难度。可以持续大功率工作的电动机容易解决,但是如何解决体积与重量是一个难点。我们看一下航空用的涡轮轴发动机参数:

20世纪90年代的发动机功率已经达到1566kw、而重量只有241kg。小羚羊直升机发动机功率小一些只有441kw,但是自重也没有超过160kg。电动机功率如果达到400kw,那么重量就要用吨去计算了!光一个电动机就让飞机增加上吨的自重,可以说是一件恐怖的事情!只能想想而已,没有实用价值。

即便是只能乘坐1~3人的小型直升飞机,也难以用电力驱动。

这种小的直升飞机采用活塞式发动机,

发动机马力在190匹左右,理论上可以用电机来替代。但是该机自重仅500kg左右,起重力在1000kg左右。如果用电机代替发动机,那么电机自重会有效降低飞机起重能力,得不偿失。

这些还没有考虑动力电池带来的问题。电池容量决定电机功率大小,也决定了飞机的续航能力。比起电机,电池能量密度更是一个棘手的问题。目前动力电池组能量密度在150wh/kg左右,一组容量为100kwh的电池组自重达到666kg。

然而100kwh的电池组只能供100kw的电机工作1-2个小时。而上图中的小型直升飞机加注240升燃油后可以持续飞行5-6个小时,100kwh的电池组根本不够用,假如电池组容量翻一倍,那么光电池的重量就已经超过一吨了!这个小飞机做成以后恐怕空载都飞不起来,自重已经超过起重能力了!

对比之下汽车的驱动功率要小很多,而且汽车对电机功率要求并不高,汽车只有起步时客服各种外力需要大功率、当汽车速度提上来以后其驱动功率会大大降低。因此电动汽车不需要配备额定功率过大的电机,配额定功率一半的电机就可以!因为电机在短时间内可以超载使用,最高可以超一倍!

例如某电机额定功率

65kw,但是短时间内超载使用时最大功率可以达到120kw。因为汽车加速就是几秒钟的事情,速度提升后维持巡航功率非常低,20kw的功率就足够了!

因此汽车上锂电容量并不是特别大,就是因为汽车不需要持续的高功率运转。而飞机不一样,飞在天空上始终需要高功率、所以只有一些小一点的飞机用电力驱动,其他飞机则没有办法采用电力驱动。

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