本题问题:目前最常见的直升机类型是____,这也是直升机最早的构型之一。
本题选项:
A.单旋翼带尾桨
B.涵道式尾桨
正确答案:单旋翼带尾桨
题目来源:《十万个为什么》(第六版)(上海世纪出版股份有限公司少年儿童出版社2014年版)
出题单位:“学习强国”学习平台
拓展阅读:
传统直升机的设计为单旋翼带尾桨,这个经典布局在大部分西方直升机上都存在,单旋翼直升机只有一个主旋翼,为了平衡旋转力矩,加上了一个尾桨,尾桨产生的气流方向对直升机施加一个力,抵消了主旋翼产生的力矩。
由此可以看出,尾桨基本不产生升力,像黑鹰直升机那样尾桨与机身有一个夹角,会对升力有一定贡献。俄罗斯的卡式直升机旋翼与此不同,采用共轴反转双旋翼,因此,卡式直升机的双旋翼力矩是可以互相抵消的,不需要尾桨。
当直升机要前飞的时候,通过倾斜主旋翼,产生一个向后的分力,这样直升机就实现了前进。于是限制直升机最大平飞速度的因素就出现了,这就是由主旋翼桨叶产生的局部激波。
随着主旋翼桨叶的旋转速度不断增加,在高速飞行的时候前后行桨叶存在气流不对称的问题,桨尖马赫数不断增加,容易导致翼尖失速,让直升机失去升力。主旋翼的翼尖速度很难达到0.92马赫,也限制了单旋翼带尾桨直升机的最大平飞速度。像黑鹰直升机、卡50直升机、NH-90直升机等的最大速度都在300公里每小时。要想提升直升机的速度,就要进行气动上的改变,放弃单旋翼带尾桨的布局,改成倾转旋翼或者复合式气动。
单旋翼带尾桨式直升机是世界上应用范围最广、最受欢迎、最有生命力的直升机。这种型式的直升机约占世界直升机总数的70%左右。
当然,单旋翼+尾桨式直升机也并非完美无缺,它也有不少固有的弱点。这主要表现在尾桨上。尾桨不产生升力,只产生一定推力或拉力去平衡旋翼的反扭矩并用于改变飞行方向,其结果会白白浪费掉许多功率。
此外,尾桨在旋翼和机身尾涡的不良气动环境里工作,其气动效率也比较低;暴露在外的尾桨桨叶也不利于飞行安全,在起飞、着陆和贴地飞行时容易与地面障碍物相撞。在军用直升机中,尾桨造成的事故约占事故总数的15%左右。
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