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20世紀(jì)飛機(jī)升降時(shí)常因故障而失速，導(dǎo)致多人喪生。西班牙工程師謝巴于是發(fā)明了自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)試圖解決這一問題。
旋翼機(jī)，一種利用前飛時(shí)的相對(duì)氣流吹動(dòng)旋翼自轉(zhuǎn)以產(chǎn)生升力的旋
翼航空器。它的前進(jìn)力由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)
螺旋槳直接提供。旋翼機(jī)必須滑跑加速才能起飛。
中文名稱
旋翼機(jī)
外文名稱
rotorcraft
類別
飛機(jī)
工作原理
旋翼機(jī)和
直升機(jī)簡直一模一樣
基本介紹
20世紀(jì)飛機(jī)升降時(shí)常因故障而失速，導(dǎo)致多人喪生。
西班牙工程師謝巴于是發(fā)明了自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)試圖解決這一問題。旋翼靠飛機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)激起氣流轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生升力，使飛機(jī)失速時(shí)不會(huì)下墜，當(dāng)時(shí)，他的這個(gè)發(fā)明被新聞界稱之為“風(fēng)車飛機(jī)”，1925年，謝巴在漢普郡芳白露皇家空軍基地首次旋翼機(jī)正式試飛。三年后，1928年，謝巴親自駕駛旋翼機(jī)用37分鐘的時(shí)間成功橫越英倫海峽。此后，英美一些公司開始制造旋翼機(jī)，用于搜索和
測量。1936年12月，謝巴搭乘的民航機(jī)在倫敦的克羅依登機(jī)場起飛時(shí)失速墜毀，他在這次空難中喪生。旋翼機(jī)雖然和直升機(jī)一樣，都是依靠旋翼產(chǎn)生升力，但它不是直升機(jī)。
工作原理
旋翼機(jī)和直升機(jī)簡直一模一樣：它們頭頂都有一副大直徑的旋翼，在飛行中依靠旋翼的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。但是除去這些表面上的一致性，旋翼機(jī)和直升機(jī)卻是兩種完全不同的飛翼機(jī)。
旋翼機(jī)實(shí)際上是一種介于直升機(jī)和飛機(jī)之間的飛行器，它除去旋翼外，還帶有一副垂直放置的螺旋槳以提供前進(jìn)的動(dòng)力，一般也裝有較小的機(jī)翼在飛行中提供部分升力。旋翼機(jī)與直升機(jī)的最大區(qū)別是，旋翼機(jī)的旋翼不與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)相連，發(fā)動(dòng)機(jī)不是以驅(qū)動(dòng)旋翼為飛機(jī)提供升力，而是在旋翼機(jī)飛行的過程中，由前方氣流吹動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力，象一只風(fēng)車，旋翼系統(tǒng)僅在起動(dòng)時(shí)由自身動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，稱之為預(yù)旋（prerotate），起飛之后靠空氣作用力驅(qū)動(dòng)；而直升機(jī)的旋翼與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)相連，既能產(chǎn)生升力，又能提供飛行的動(dòng)力，象一臺(tái)電風(fēng)扇。由于旋翼為自轉(zhuǎn)式，傳遞到機(jī)身上的扭矩很小，因此旋翼機(jī)無需單旋翼直升機(jī)那樣的尾槳，但是一般裝有尾翼，以控制飛行。
在飛行中，旋翼機(jī)同直升機(jī)最明顯的分別為直升機(jī)的旋翼面向前傾斜，而旋翼機(jī)的旋翼則是向后傾斜的。
需要說明的是，有的旋翼機(jī)在起飛時(shí)，旋翼也可通過“離合器”同發(fā)動(dòng)機(jī)連系，靠發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生舉力。這樣可以縮短起飛滑跑距離，幾乎以陡直地向上爬升，但還不能垂直上升，也不能在空中不動(dòng)（即“懸?！保?。等升空后再松開離合器隨旋翼在空中自由旋轉(zhuǎn)。
旋翼機(jī)飛行時(shí)，升力主要由旋翼產(chǎn)生，固定機(jī)翼僅提供部分升力。有的旋翼機(jī)甚至沒有固定機(jī)翼，全部升力都靠旋翼產(chǎn)生。
降落傘
由于旋翼機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力是由飛機(jī)前進(jìn)而獲得。萬一發(fā)動(dòng)機(jī)在空中停車螺旋槳不轉(zhuǎn)了，此時(shí)旋翼機(jī)因?yàn)榫哂袘T性繼續(xù)維持前飛的狀態(tài)，并由于重力和空氣阻力逐漸減低速度和高度，就在這高度下降的同時(shí)，也就有了自下而上的相對(duì)氣流，旋翼就能可自轉(zhuǎn)提供升力。這樣，旋冀機(jī)便可憑飛行員的操縱
安全地滑翔降落。即使在飛行員不能操縱，旋翼機(jī)失去控制的特殊情況下，也會(huì)像降落傘一樣的降落，雖然也是粗暴著陸，但不會(huì)出現(xiàn)類似秤陀落地的情況。
直升機(jī)也是具備自轉(zhuǎn)下沿安全著陸能力的。但它的旋冀需要從有動(dòng)力狀態(tài)過渡到自轉(zhuǎn)狀態(tài)，這個(gè)過渡要損失一定高度。如果飛行高度不夠，那么直升機(jī)就可能來不及過渡而觸地。旋翼機(jī)本身就是在自轉(zhuǎn)狀態(tài)下飛行的，不需要進(jìn)行過渡，所以也就沒行這種為安全轉(zhuǎn)換所需的高度約束。
飛行特點(diǎn)
由于旋翼機(jī)的旋翼是沒有動(dòng)力的，因此它沒有由于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋翼系統(tǒng)帶來的較大的振動(dòng)和噪音，也就不會(huì)因這種振動(dòng)和噪音而使旋翼、機(jī)體等的使用壽命縮短或增加乘員的疲勞。旋翼機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)螺旋槳所造成的影響，顯然小得多。
另外，旋翼機(jī)還有一個(gè)很可貴的特點(diǎn)，就是它的著陸滑跑距離大大地短于起飛沿跑距離，甚至操縱得好可以不滑跑就地著陸，只要-塊比旋翼直徑大一些的地方就可降落，即使不怎么平也不要緊，甚至可在旅游船頂篷或甲板上降落。
美國的旋翼機(jī)飛行訓(xùn)練手冊(cè)說：“旋翼機(jī)的穩(wěn)定性在所有
航空器中最高”。它可自動(dòng)調(diào)節(jié)，使機(jī)身具有良好的俯仰穩(wěn)定性、滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和速度穩(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)起來的旋轉(zhuǎn)槳盤恰似個(gè)大慣性輪，且旋翼沒有周期變距等變化。又由于旋翼視的旋翼安裝角比直升機(jī)的要大些，所以具有較好的陀螺效應(yīng)，穩(wěn)定性較高。 旋翼機(jī)的抗風(fēng)能力較高，而且在起飛時(shí)，它還喜歡有風(fēng)。對(duì)常規(guī)的旋翼機(jī)來說，風(fēng)有利于旋翼的起動(dòng)和加速旋轉(zhuǎn)，可以縮短滑跑的躍離，當(dāng)達(dá)到足夠大的風(fēng)速時(shí)，一般的旋翼機(jī)也可以垂直起飛。
起飛方法
一類是需要滑跑起飛的，這種比較簡單，大量的是這一類。另-類是可垂直起飛的，其起飛方法有三種：一種是帶動(dòng)力驅(qū)動(dòng)它的旋翼；第二種是用預(yù)轉(zhuǎn)旋翼并使其達(dá)到正常飛行轉(zhuǎn)速的-定倍數(shù)，然后突然脫開離合器，同時(shí)使旋翼槳葉變距而得到較大的升力跳躍起飛；第三種則是由旋翼翼尖小火箭驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)而提供升力來實(shí)現(xiàn)垂直起飛這種垂直起飛的過程，一般都是由自動(dòng)程序控制來完成的。
它有許多寶貴性能，價(jià)格卻比較便宜。
由于旋翼機(jī)沒有尾梁、沒有尾傳動(dòng)系統(tǒng)及減速器自動(dòng)傾斜器，絕大部分旋翼機(jī)也沒有主旋翼傳動(dòng)系統(tǒng)、主減速器等，結(jié)構(gòu)簡單，所以不僅價(jià)格低，而且故障率也低。此外使用維護(hù)簡單方便。所需費(fèi)用也低。旋翼機(jī)雖然古老，但它也是一種正在蓬勃發(fā)展的年輕飛行器，其好用、安全、便利的特點(diǎn)，使其在未來的航空器家族中仍將占有一席之地。
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