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你是一个好的人
Hello
大家好
欢迎收听我们的博客啊
今天咱们来聊一聊军用直升机为什么在尾巴上要装一个小螺旋桨
其实这个东西啊
它是有很多作用的
它除了可以抵消主旋翼产生的那个反扭力矩之外
它其实还可以帮助直升机改变方向
以及在遇到强气流的时候帮助直升机保持稳定
嗯 对
这个还是挺有意思的
那我们就开始今天的讨论吧
咱们先来说说这个最核心的功能啊
就是尾桨为什么要装在直升机上
嗯
其实这个问题就可以
对对对
等价于直升机的主旋翼在旋转的时候
为什么飞机会有一个反方向旋转的趋势
这个其实就是
呃
牛顿第三定律嘛
就是你给空气一个力
空气就会给你一个大小相等方向相反的力
然后这个主旋翼在转的时候
它给空气一个扭矩
那空气就会反过来给这个主旋翼一个大小相等方向相反的反扭矩
这个反扭矩就会传到机身
所以你如果没有什么东西去平衡它的话
这个机身就会打转
对
所以说尾桨这个东西到底是怎么帮助直升机保持稳定的
尾桨其实就像是一个在直升机尾巴上的一个小风扇
然后它就是
呃
旋转的时候会产生一个侧向的力
这个力呢
乘以这个尾桨的长度就是一个力矩
它刚好可以去平衡掉主旋翼给机身的那个反扭矩
因缘怎么控制这个尾桨
应该是用脚蹬来控制的
就是它可以改变这个尾桨的桨距
然后就可以改变这个尾桨的推力
嗯
所以它就可以让直升机稳定的旋停或者是说改变方向
嗯
如果围桨失效的话
这个直升机就会很难控制
就很容易打转
除了这种我们常见的这种单旋翼带尾桨的这种直升机之外
嗯
还有没有什么其他的布局方式可以解决这个反扭矩的问题
有啊有啊
比如说有那种双旋翼的直升机
它就是两个旋翼旋转的方向是相反的
然后它们产生的反扭矩就会互相抵消掉
嗯
还有一种呢
就是它没有尾桨
嗯
它靠主旋翼的下吸气流和尾梁的这个喷气
嗯
来产生一个平衡的力矩
嗯
这个也是有的
嗯 呃
还有就是甚至有的直升机它是靠发动机的喷气直接来驱动这个旋翼的
那这个时候它的机身就几乎不会受到什么扭转的作用
唉
然后咱们来进入第二个大块的内容啊
就是说这个围桨到底是怎么改变这个直升机的飞行方向的
嗯
这个就很具体了啊
咱们就想问问飞行员到底是怎么操作的
然后这个直升机能够转向的
因为是用脚来操作的哦
它有两个脚蹬
嗯
他踩下左边的脚蹬的时候
这个时候尾桨的桨距就会变大
然后它产生的这个侧向的推力就会变大
这个时候直升机就会向左转
它踩下右边的脚蹬的时候
这个时候尾桨的桨距就会变小
它产生的这个侧向的推力就会变小
这个时候直升机就会向右转
哦
所以这个就是说脚蹬的这个动作是怎么最终传递到尾桨上去的
就是脚蹬其实是连着机械连杆和摇臂
嗯
然后它最后是连接到尾桨的这个变距机构上哦
对
有的直升机还有液压助力
就会让飞行员更省力一些
对对
所以它就是靠改变围桨的这个推力的大小来打破原来的这个平衡
让直升机能够实现原地的转向
或者是说修正它的这个航向
那围桨在直升机悬停的时候和直升机高速飞行的时候
它的作用会有什么不一样吗
悬停的时候啊
围桨是非常重要的
就是飞行员完全是靠调节尾桨的这个桨距来让直升机向左或者向右进行这个所谓的原地打转
嗯
然后它可以非常精准的来控制这个机头的方向
那如果说飞得快了呢
速度起来了之后呢
这个时候主旋翼的这个气流啊会变得比较复杂
嗯
那这个时候围桨的这个转向的效率就会下降啊
那这个时候飞行的就会配合着使用周期变距杆和脚蹬来进行修正
那这个时候围桨更多的是用来平衡这个扭矩和保持这个航向的稳定
而不是说真的去产生一个很大的转向的动作
哎
那我想问问你
如果说尾桨突然失效了
飞行员会面临一个什么样的局面
围桨一旦失效的话
主旋翼的这个扭矩就没有办法被平衡了
嗯
那这个时候机身就会向相反的方向快速的打转
嗯
然后这个航向就完全没有办法控制了
所以这个时候飞行员要在极短的时间内进行一些非常精准的操作
比如说协调总距和周期变距杆儿来尽量的维持这个飞机的平衡
嗯
同时还要尝试重启围桨
或者是说切换到备用系统
嗯
不然的话就很容易进入到那种失控的自旋状态啊
对
就会非常的危险
我们来进入到今天的第三部分啊
就是说聊一聊这个尾桨在面对强气流的时候
它是怎么工作的
嗯
那今天的问题就是当直升机遇到这种突发的不稳定的气流的时候
尾桨到底是怎么帮助飞行员来保持这个飞机的平稳的
就是当遇到这种阵风或者说遇到这种风切变的时候
嗯
直升机的这个机身会有突然的偏航或者说有滚转的这种趋势
嗯
那这个时候飞机上的这些陀螺仪啊和加速度计啊就会立刻检测到这个变化
然后把这个信号传给飞控计算机
所以说飞控系统是可以实时的去调整尾桨的这个输出嘛
没错没错
就是飞控计算机呃
会快速的计算出需要多少的修正量
然后通过液压或者是电传的这种坐动器去改变尾桨的这个桨距
嗯
让尾桨的这个推力实时的增加或者减少
嗯
产生一个反向的力举来抵抗这个正跟风的干扰
嗯 对
就会让它恢复到原来的这个姿态
那这个整个的反应时间可能都是小于十分之一秒的
哎
那我想还有一个问题
就是说尾桨设设计的时候
是怎么做到能够在这种极端的气象条件下
依然可以保证直升机的这个航向是可控的呢
其实这个就是首先第一个就是尾桨它是被安装在一个长长的尾梁的末端
这样的话它就可以远离主旋翼的这个下气气流
这样的话
它就可以在这个不管是有风还是没风的情况下
都可以有一个比较稳定的气端
那它的这个效率就不会受到太大的影响
哦
这还挺巧妙的
然后呢
更有意思的是
有些直升机它的尾桨是故意倾斜安装的哦
这样的话
它就可以在提供这个抵消反扭矩的这个力的同时
还可以产生一部分升力啊
对减轻主旋翼的这个负担
好的好的
那还有一些呢
就是用这种寒道围桨
就是把这个围桨的叶片藏到机身里面
这样的话它既可以保护这个叶片
同时它也可以让这个气流更加的顺畅
嗯
对在抗侧风的时候也会更加的稳定
对整体的安全性和操纵性都有提升
现在的这种智能飞控系统在尾桨的控制上到底带来了哪些明显的好处呢
现在的直升机一般都配备了这种增稳系统和自动抗风模式
那它就可以通过这个气象雷达啊什么的
它可以提前感知到风切变或者是湍流
然后它就会自动的去调整围桨还有主旋翼的这个桨距
来主动的去补偿这个对对对阵风带来的影响
兵员的操作压力是不是也小了很多
完全是这样
就是这些自动的调整不光是让飞行员可以更专注于导航啊之类的
它其实也避免了因为飞行员的操作滞后而引发的一些事故
嗯
就是它可以呃
在遇到比如说有突发的阵风或者是说尾桨失效的情况下
它可以自动的去进行一些补偿啊
然后也有一些告警提示飞行员
嗯
对整体的安全性提升非常明显
是
今天我们聊了这个围桨对于直升机到底有多重要啊
它不光是用来平衡这个扭矩的
同时它也让直升机可以灵活的转向
然后在遇到气流扰动的时候
还可以保证飞机的稳定
所以说
尾桨的设计和控制的绝对是直升机能够安全飞行的一个核心所在
好了
那么这期节目咱们就到这里了
好了
那谢大家的收听
咱们下期再见
拜拜拜拜