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無(wú)人機(jī)整機(jī)
無(wú)人機(jī)配件
無(wú)人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具在直升機(jī)發(fā)展初期、沒有哪一種布局的直升機(jī)占有主導(dǎo)地位，不同的設(shè)計(jì)者根據(jù)自己的理解和喜好，設(shè)計(jì)出各式各樣的垂直飛行器，但是經(jīng)過多年的實(shí)踐。其他布局的直升機(jī)大多失去了熱衷者，唯有單旋翼帶尾槳的直升機(jī)勢(shì)頭未減，占據(jù)主導(dǎo)地位，成為目前應(yīng)用最為廣泛的一種直升機(jī)。多數(shù)起飛重量較大的無(wú)人直升機(jī)也都采用此種布局。單旋翼帶尾槳直升機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，操縱靈便，確有其顯著的優(yōu)點(diǎn)。
事實(shí)上，同是單旋翼帶尾槳直升機(jī)，不同的機(jī)型，雖然共性的方面很多，但在氣動(dòng)布局上也可能存在著較大的差別，其氣動(dòng)部件的形狀、安裝部位、部件配置、參數(shù)選擇等都可能不一樣。不同的氣動(dòng)布局必然會(huì)產(chǎn)生不同的氣動(dòng)特點(diǎn)，而不同的氣動(dòng)特點(diǎn)又會(huì)直接影響到直升機(jī)的性能和操縱。國(guó)內(nèi)目前使用的單旋翼帶尾槳無(wú)人直升機(jī)機(jī)型較多，對(duì)于無(wú)人機(jī)駕駛員來說，了解不同布局的氣動(dòng)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)師的特殊考慮，對(duì)于掌握機(jī)型特點(diǎn)是有益的。下面對(duì)單旋翼帶尾槳直升機(jī)的代動(dòng)布局特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
1.旋翼的布局和工作參數(shù)選擇
1)旋翼旋轉(zhuǎn)方向
一般來說，美國(guó)的一些直升機(jī)喜歡采用俯視逆時(shí)針旋翼，法國(guó)，俄羅斯等多數(shù)國(guó)家喜歡采用俯視順時(shí)針旋翼，我國(guó)直升機(jī)中"黑鷹"和直-8是俯視逆時(shí)針旋翼，其他機(jī)型都是俯視順時(shí)針旋翼。從氣動(dòng)特性來說，兩者并沒有明顯的差別。但是，對(duì)有人機(jī)來講，如果采用并列式雙駕駛員座艙，并指定左座為機(jī)長(zhǎng)位置，那么還是采用俯視順時(shí)針旋翼好些。這主要是在懸停和起、降中，飛行員的視線方向與飛行員小臂的移動(dòng)方向一致，操縱動(dòng)作比較自然的緣故。
2)旋翼軸前傾角
為了降低燃料消耗率，設(shè)計(jì)師通常把直升機(jī)以巡航速度飛行時(shí)的姿態(tài)，選為接近水平姿態(tài)，使阻力最小，這樣，飛行中旋翼槳盤就必須前傾，以便形成足夠的水平拉力與阻力相平衡。比較方便的做法是將旋翼軸設(shè)計(jì)成向前傾斜的，前傾角通常為5°左右。但是前傾角過大也不好，會(huì)造成消速及懸停時(shí)直升機(jī)的姿態(tài)很大。嚴(yán)格地說，前傾旋翼軸對(duì)懸停操縱與空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)都不算有利，今后可能會(huì)有更好的解決方案。
3)旋翼直徑
大的旋翼直徑可以有效地提高旋翼拉力，因?yàn)樾砝ν戆霃降乃拇畏匠烧?。旋翼直徑大，則旋翼的槳盤載荷小。這樣可以有效地降低旋翼誘阻功率。但是，旋翼直徑過大，也有其不利方面，主要有：直升機(jī)重量增加、造價(jià)提高、所需的存放場(chǎng)地大、在叢林等復(fù)雜地貌條件下機(jī)動(dòng)能力差。為此，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中，最終目標(biāo)是確定最小的旋翼直徑或者確定最大的槳盤載荷，它必須既能滿足性能要求，又能滿足直升機(jī)的使用要求。
4)旋翼槳葉的平面形狀
早期直升機(jī)的旋翼多采用尖削槳葉，即槳葉尖部的弦長(zhǎng)比根部更短一些，這可使槳盤誘導(dǎo)速度更為均勻，從而改善懸停性能。采用金屬槳葉后，為了制作方便，一般旋翼都采用矩形槳葉。近些年，復(fù)合材料受到青睞，由于這種槳葉按變弦長(zhǎng)的要求制作沒有困難，尖削方案可能重新被采用。為了解決大速度下空氣壓縮性的影響和噪音問題，把槳葉尖部做成后掠形是可取的方案。。黑鷹"直升機(jī)就是一個(gè)例子。
5)槳葉扭轉(zhuǎn)
采用扭轉(zhuǎn)槳葉可以改善旋翼槳葉拉力分布，但是，大的扭轉(zhuǎn)雖然對(duì)懸停有利，但在大速度飛行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)載荷，而且，大的扭轉(zhuǎn)對(duì)自轉(zhuǎn)也不利。因此，目前槳葉的扭轉(zhuǎn)角多在-5°~-6。之間。
6)槳葉翼型和槳葉片數(shù)
一般來說，理想的翼型應(yīng)該既有較好的低速性能，又有較好的高速性能，同時(shí)俯仰力矩也要符合要求，還要考慮防顫振等特殊要求。這些條件往往相互矛盾。目前來看，相對(duì)厚度比較薄的接近對(duì)稱型方案占上風(fēng)。
至于旋翼的槳葉片數(shù)，目前多數(shù)單旋翼帶尾槳無(wú)人直升機(jī)使用2片槳葉。
2.尾槳形式與布局
1）尾槳的安裝位置與旋轉(zhuǎn)方向
尾槳的作用是平衡旋翼產(chǎn)生的反扭矩，單旋翼直升機(jī)的尾槳都是安裝在尾梁后部或尾斜梁或垂尾上，其垂直位置有的比較低，有的則比較高。尾槳的安裝位置低，可以減小傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，有助于減輕結(jié)構(gòu)重量，但是，尾槳可能處在旋翼尾流之中，容易發(fā)生不利的氣動(dòng)干擾。反過來，尾槳的安裝位置高，則可以避免或減少氣動(dòng)干擾，提高尾槳效率，對(duì)提高前飛的穩(wěn)定性也是有利的，而且懸停時(shí)直升機(jī)坡度較小，但結(jié)構(gòu)較低置尾槳復(fù)雜?，F(xiàn)在看來，多數(shù)直升機(jī)都采用高置尾槳。
尾槳旋轉(zhuǎn)方向的選擇，主要是從減弱旋翼與尾槳之間的氣動(dòng)干擾考慮的。一般認(rèn)為，尾槳采用底部向前的旋轉(zhuǎn)方向較為有利，尾槳效率也比較高。
2)推式尾槳和拉式尾槳
在尾槳拉力方向不變的情況下，可以把尾槳安裝在垂尾的左側(cè)，也可以安裝在垂尾的右側(cè)。如果尾槳拉力方向指向直升機(jī)對(duì)稱面，則為推式尾槳；如果尾槳拉力是從對(duì)稱面向外指的，則為拉式尾槳。采用推式尾槳還是拉式尾槳，主要是從尾槳與垂尾的氣動(dòng)干擾方面考慮的。采用拉式尾槳，垂尾處于尾槳的誘導(dǎo)速度范圍內(nèi)，在垂尾上必然要產(chǎn)生一個(gè)與尾槳拉力方向相反的側(cè)力，這樣會(huì)降低尾槳效率，而且，還容易發(fā)生方向擺動(dòng)等現(xiàn)象。雖然推式尾槳與垂尾之間也會(huì)發(fā)生氣動(dòng)干擾，但總的來看，采用推式尾槳較為有利。
3)尾槳槳葉的扭轉(zhuǎn)
尾槳槳葉的扭轉(zhuǎn)可以在一定程度上提高尾槳的工作效率，但有可能導(dǎo)致尾槳渦環(huán)的產(chǎn)生并帶來相應(yīng)的副作用，一般不提倡。
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