根據第三定律“兩個相互作用的物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同壹條直線上”,我們可以知道,當直升機帶動螺旋槳旋轉時,螺旋槳必然會對直升機產生相反的作用力。這個力會帶動直升機的機體反方向旋轉。如果沒有其他措施抵消這種反作用力,直升機將進入“非自願”旋轉模式。如果司機跟著這個轉,別說開飛機了,壹夜之間就能把飯吐出來。所以為了抵消機身的旋轉,直升機需要引入壹個額外的力來消除這個反作用力,保證機身不會旋轉。
最常見的是帶尾槳的直升機。尾槳旋轉時產生的力抵消了作用在機體上的反作用力,使直升機在螺旋槳的驅動下可以安全起飛。世界上使用尾槳的直升機占絕大多數,包括軍用和民用。這款直升機的優點是結構簡單,技術成熟,性能可靠,各方面性能均衡。有意思的是,美國、英國、德國、意大利、日本的直升機螺旋槳都是逆時針旋轉,而法國、俄羅斯、中國、印度的都是順時針旋轉。
俄羅斯帶尾槳的米-24直升機
知道了基本原理,就可以知道,只要能消除作用在機體上的反作用力,直升機就會正常起降。所以除了使用尾槳,還有很多其他方法可以讓直升機飛起來。
1.*** axis雙旋翼直升機
直升機機體上方有兩個螺旋槳,兩個螺旋槳繞同壹軸線反方向旋轉。在這項技術中,由於螺旋槳轉向相反,兩個螺旋槳產生的力相互抵消,從而保證下半身不會旋轉。* * *軸雙旋翼直升機與普通直升機相比,機身短,升力大,飛行效率高,但對技術水平要求比較高。同時,當兩個旋翼靠得太近,劇烈機動時,可能會相互碰撞,造成機毀人亡等事故。
* * *從俄羅斯進口的axis雙旋翼反潛直升機。
2.雙旋翼串聯直升機
雙旋翼縱列式直升機的兩個螺旋槳,壹左壹右,分別安裝在機身兩側的支架上。起飛時,螺旋槳向相反的方向旋轉,相互作用力相互抵消。雙旋翼縱列直升機的技術因為太多的缺點已經被放棄了。只有蘇聯制造了幾架米-12雙旋翼縱列直升機,目前沒有發展。
前蘇聯米12直升機
3.雙旋翼串聯直升機
雙旋翼縱列式直升機的兩個螺旋槳布置在機身的前後。根據飛行原理,利用兩個螺旋槳的反向旋轉來抵消產生的扭矩。有些直升機為了保持整體緊湊,兩個螺旋槳壹高壹低,這樣飛行時螺旋槳不會互相幹擾。這種直升機載重量大,空間大,因為它沒有普通直升機的尾翼結構,它就像壹輛飛行馬車。最典型的雙旋翼縱列式直升機是綽號“空中馬車”的CH-47。
飛行中的CH-47“空中馬車”
4.雙旋翼十字直升機
這款直升機的兩個螺旋槳旋轉方向相反,螺旋槳底座傾斜安裝,旋轉時兩個螺旋槳交叉。為了防止旋翼相撞,使用了飛行協調裝置以確保安全。跨翼直升機飛行穩定性好,但技術難度高。基本都是民用,很少出現在公眾視野。
5.偏轉翼飛機
偏轉翼飛機是壹種結合了直升機和飛機特點的新型飛機。偏轉翼飛機起飛時類似於雙旋翼縱列式直升機。起飛後,螺旋槳和發動機艙向前旋轉90度,看起來就像普通的螺旋槳飛機。偏轉翼飛機結合了兩種飛機的特點,既能達到固定翼飛機的速度和航程,又能像直升機壹樣無機場起降。但這種偏轉翼飛機的設計難度大,技術水平高。就連美國的MV-22偏轉翼飛機也在測試中發生過多次事故,導致數十人遇難。
美國MV-22魚鷹偏轉翼飛機
6.噴氣尾槳
在常規的尾槳直升機中,壹般在尾梁上使用壹個小螺旋槳來旋轉並產生反作用力。還有壹些小型直升機,另辟蹊徑。這些直升機粗大的尾梁內安裝有風扇,尾梁端側開有噴氣口。直升機起飛時,風扇吹來的風從氣嘴噴出,形成反作用力抵消直升機機體的偏轉,保證起飛時直升機機體不會旋轉。這款直升機最大的優點就是沒有尾槳,大大降低了噪音,提高了安全性能。當然缺點是尾梁加大,重量增加,只適合小型直升機。
MD-600直升機