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直升机尾巴后面为什么会有个小风扇?作用是什么?
来源:北京科技报社 阅读:77 时间:2023-09-12 09:57

喜欢看战争片的小伙伴们,想必你们经常可以看到这么一个情节

在主角遭遇敌人围堵的险要关头,总有一架直升机从天而降,拯救主角于危难之中,扮演着救世主的角色。

细心的小伙伴们在观察直升机的时候可能就发现了,直升机的尾部还有一个小小的“风扇”。

那么这个有小“风扇”是干什么用的呢?它在直升机飞行的时候起到什么作用呢?

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直升机如何起飞

想知道“小风扇”的作用,那就要先来了解一下直升机是如何起飞的。

直升机能够飞起来,关键在于它头上的螺旋桨(又称为主旋翼)。直升机飞行时,主旋翼不断旋转,桨叶的上下表面弧度不同,上表面凸起,下表面较平。


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由解剖图可看出,每片桨叶都是一面小机翼

空气中的某一点从机翼上表面通过和从下表面通过的时间一样,而上面路程远,所以空气相对于飞机来说,上表面流速快,下表面流速慢。

根据伯努利原理,气体流速越大的地方压强越小,气体流速越小的地方压强越大。

这样一来,空气对桨叶上下表面就形成了压强差,空气对桨叶上表面向下的压力小于空气对桨叶下表面向上的压力,所以桨叶有了向上的升力。

得到足够升力后,直升机就可顺利升空了


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反扭矩

但提供升力的主旋翼也带来了另一个问题,那就反扭矩。

根据牛顿第三定律可知力的作用是相互的,作用在两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

反扭矩使机身往反方向旋转

当直升机驱动主旋翼旋转时,主旋翼也必然会对直升机产生一个反作用力,这就会让机身不自主往主旋翼的反方向旋转,从而不受控制。

尾桨的巧妙

科学家们为了解决这个难题想了很多办法,目前最普遍的一种解决方法是在直升机的尾部安装尾桨。

尾桨的原理很简单,尾桨是垂直旋转的,所以空气对它的推力是水平方向的。

如果这个推力和主旋翼对机身的反作用力大小相等、方向相反,那么直升机就不会原地打转了。


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另辟蹊径

尾桨虽然为直升机抵消了反扭矩,但也大大加长了直升机的长度。

为了解决这个问题,科学家们设计出了另一种构型的直升机,那就是共轴反桨。

共轴反桨就是给直升机装上两个大小相等的主旋翼,但是旋转方向相反,这样两个旋翼间就能相互抵消各自的反扭矩。

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这样直升机的机身就不会往一边旋转了。



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目前只有俄罗斯卡莫夫设计局大量采用共轴反桨技术

但共轴反桨直升机并没有被广泛运用,这是因为共轴反桨的较为复杂,结构重量较大,可靠性就稍有降低。