直升機幾種典型的飛行狀態(tài)

一、垂直飛行

1、垂直飛行時的受力分析

在槳葉速度保持不變時，增加槳葉迎角(槳距)會產(chǎn)生額外的垂直升力和拉力，因此直升機會上升。減小槳距會導致直升機下降。在無風條件下，升力和拉力都小于重力和阻力時，直升機會垂直下降。如果升力和拉力大于重力和阻力時，直升機垂直上升。

為使直升機垂直上升，必須要產(chǎn)生更多的升力和拉力以克服重力和阻力。

二、前飛

1、前飛時的受力分析

前飛中，旋翼槳尖軌跡面向前傾斜，旋翼拉力可分解為垂直向上的升力和水平作用在飛行方向上的推力。除了升力和推力，還有重力(向下的作用力)和阻力(向后的作用力或阻滯力和風阻力)。

2、過渡升力

過渡升力是與流經(jīng)旋翼的水平方向氣流一起出現(xiàn)的。在空速達到約 16 至 24 節(jié)時，這種增加的氣流會很顯著。當直升機加速通過這個速度時，旋翼移出自己產(chǎn)生的渦流，進入相對平穩(wěn)的氣流。氣流也變得更為水平，從而減小了誘導氣流和阻力，并且迎角和升力也有相應的增加。在這個速度上可用的額外升力被稱為“有效的過渡升力”(ETL)。

3、升力不對稱

當直升機在空氣中移動時，流經(jīng)主旋翼槳盤的相對氣流在前行一側(cè)和后行一側(cè)是不同的。前行槳葉遇到的相對氣流因直升機的前飛速度而增加，作用在后行槳葉上的相對氣流則因直升機的前飛速度而減弱。因此，相對氣流速度造成槳盤的前行槳葉一側(cè)產(chǎn)生的升力大于后行槳葉一側(cè)，這種情況定義為升力不對稱。

實際上，主旋翼槳葉能夠自動揮舞和變距使槳盤的升力平衡。槳葉揮舞與作用在后行槳葉上的較慢相對氣流共同作用，通常會限制直升機的最大前飛速度。在大前飛速度下，由于大迎角和較慢的相對氣流速度，后行槳葉會失速。這種情況稱為后行槳葉失速，失速時，機頭上仰、振動并帶有滾轉(zhuǎn)趨勢-對旋翼系統(tǒng)逆時針旋轉(zhuǎn)的直升機而言，通常向左滾轉(zhuǎn)。

三、側(cè)飛

1、側(cè)飛時的受力

側(cè)飛時，槳尖軌跡面向所需飛行方向傾斜。拉力傾斜，即升力-推力總矢量側(cè)向傾斜。

這種情況下，垂直分量或升力仍豎直向上，重力豎直向下，但水平分量或推力此時為側(cè)向，并伴有反方向的阻力。

四、倒飛

1、倒飛時的受力

倒飛時，槳尖軌跡面向后傾斜，拉力向后傾斜，即旋翼升力-推力矢量向后傾斜。此時，阻力向前，升力豎直向上，重力豎直向下。

五、轉(zhuǎn)彎

1、轉(zhuǎn)彎時的受力

前飛時槳盤向前傾，槳盤的總升力-推力也向前傾。直升機帶坡度時，槳盤側(cè)向傾斜，導致升力分為兩個分量。升力垂直向上并與重力方向相反的分量稱為升力的垂直分量。水平方向與慣性力(離心力)方向相反的稱為升力的水平分量(向心力)。

坡度增加時，總升力向水平方向更加傾斜，導致轉(zhuǎn)彎速率增加，因為升力的水平分量增加。由于總升力水平方向上增大，所以升力在垂直方向上的作用會減弱。為了補償升力垂直分量的減小，旋翼槳葉的迎角必須要增加，以保持高度。坡度越大，保持高度所需的旋翼槳葉迎角也就越大。因此，隨著坡度和迎角的增加，總升力增加，轉(zhuǎn)彎速率增加。

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