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直升機(jī)尾巴后面為什么會有個(gè)小風(fēng)扇?作用是什么?

北京科技報(bào)社
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喜歡看戰(zhàn)爭片的小伙伴們,想必你們經(jīng)??梢钥吹竭@么一個(gè)情節(jié)

在主角遭遇敵人圍堵的險(xiǎn)要關(guān)頭,總有一架直升機(jī)從天而降,拯救主角于危難之中,扮演著救世主的角色。

細(xì)心的小伙伴們在觀察直升機(jī)的時(shí)候可能就發(fā)現(xiàn)了,直升機(jī)的尾部還有一個(gè)小小的“風(fēng)扇”。

那么這個(gè)有小“風(fēng)扇”是干什么用的呢?它在直升機(jī)飛行的時(shí)候起到什么作用呢?

直升機(jī)如何起飛

想知道“小風(fēng)扇”的作用,那就要先來了解一下直升機(jī)是如何起飛的。

直升機(jī)能夠飛起來,關(guān)鍵在于它頭上的螺旋槳(又稱為主旋翼)。直升機(jī)飛行時(shí),主旋翼不斷旋轉(zhuǎn),槳葉的上下表面弧度不同,上表面凸起,下表面較平。

由解剖圖可看出,每片槳葉都是一面小機(jī)翼

空氣中的某一點(diǎn)從機(jī)翼上表面通過和從下表面通過的時(shí)間一樣,而上面路程遠(yuǎn),所以空氣相對于飛機(jī)來說,上表面流速快,下表面流速慢。

根據(jù)伯努利原理,氣體流速越大的地方壓強(qiáng)越小,氣體流速越小的地方壓強(qiáng)越大。

這樣一來,空氣對槳葉上下表面就形成了壓強(qiáng)差,空氣對槳葉上表面向下的壓力小于空氣對槳葉下表面向上的壓力,所以槳葉有了向上的升力。

得到足夠升力后,直升機(jī)就可順利升空了

反扭矩

但提供升力的主旋翼也帶來了另一個(gè)問題,那就反扭矩。

根據(jù)牛頓第三定律可知力的作用是相互的,作用在兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。

反扭矩使機(jī)身往反方向旋轉(zhuǎn)

當(dāng)直升機(jī)驅(qū)動主旋翼旋轉(zhuǎn)時(shí),主旋翼也必然會對直升機(jī)產(chǎn)生一個(gè)反作用力,這就會讓機(jī)身不自主往主旋翼的反方向旋轉(zhuǎn),從而不受控制。

尾槳的巧妙

科學(xué)家們?yōu)榱私鉀Q這個(gè)難題想了很多辦法,目前最普遍的一種解決方法是在直升機(jī)的尾部安裝尾槳。

尾槳的原理很簡單,尾槳是垂直旋轉(zhuǎn)的,所以空氣對它的推力是水平方向的。

如果這個(gè)推力和主旋翼對機(jī)身的反作用力大小相等、方向相反,那么直升機(jī)就不會原地打轉(zhuǎn)了。

另辟蹊徑

尾槳雖然為直升機(jī)抵消了反扭矩,但也大大加長了直升機(jī)的長度。

為了解決這個(gè)問題,科學(xué)家們設(shè)計(jì)出了另一種構(gòu)型的直升機(jī),那就是共軸反槳。

共軸反槳就是給直升機(jī)裝上兩個(gè)大小相等的主旋翼,但是旋轉(zhuǎn)方向相反,這樣兩個(gè)旋翼間就能相互抵消各自的反扭矩。

這樣直升機(jī)的機(jī)身就不會往一邊旋轉(zhuǎn)了。

目前只有俄羅斯卡莫夫設(shè)計(jì)局大量采用共軸反槳技術(shù)

但共軸反槳直升機(jī)并沒有被廣泛運(yùn)用,這是因?yàn)楣草S反槳的較為復(fù)雜,結(jié)構(gòu)重量較大,可靠性就稍有降低。

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