直升机的螺旋桨模仿哪种动物的翅膀制造的

直升机的螺旋桨模仿哪种动物的翅膀制造的,第1张

直升机螺旋桨模仿蜻蜓的翅膀制造的。

蜻蜓在昆虫类的动物中,可说是飞行佼佼者,受它的启示,人们设想造出一种不需跑道,直接从地面升起的飞机

1907年,世界上第一架像蜻蜓一样的直升飞机由法国工程师伯雷格和黎歇才研制成功。这架直升飞机没有“翅膀”,机身两旁各有一条长长的机臂,每一机臂头上有两副能在水平方向上旋转的四叶螺旋桨。当四副螺旋桨转时,直升机就可从地面上垂直升起。

在试飞时发现飞机振动厉害,安全性能差,通过试验后发现,直升机的关键是要设计出一种最理想的旋翼传动机构。对此,发明家们用了几十年的时间,直到1930年,德国的福克教授经过反复试验,终于设计出了一种理想的旋翼和机械传动装置,飞机也能够平衡地飞行。

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飞机的飞行原理

在飞机的上面,机翼的前端比较圆,后边比较尖锐,上面有弓起的形状,下面非常的平。当空气与飞机擦身而过的时候,这样就能够减小阻力,并且还能形成力度不同的气流,当气流被劫小时,那么压力就小,对飞机造成的影响也就很少。

另外,飞机的重力与方向有一定的关系。飞机的重力与升力都受到了地球引力的影响,所以飞机在起飞后所携带的没有数量也对飞机有一定的影响。还有一点,发动机的功率也是飞机一个重点部位,发动机的功率越大,那么飞机的力气也就越大。

飞机飞在天空中,速度越快,那么与分子所产生的阻力就越大。这个阻力会形成拉力,以相反的方向在拉动着飞机,限制了飞机的速度。所以,飞机需要在滑行一段时间之后才能够飞上天空,在夺路的时候也要逆着风,这样对飞机有推动力。

大螺旋桨负责升降,小螺旋桨为机身提供稳定。

按螺旋桨与发动机相对位置的不同,又分为拉进式螺旋桨飞机和推进式螺旋桨飞机。前者的螺旋桨装在发动机前面,拉着发动机前进,者螺旋桨装在发动机之后,推着发动机前进。早期的飞机中曾有不少是推进式的,这种型式的缺点较多,螺旋桨效率不如拉进式高,因拉进式螺旋桨前没有发动机短舱的阻挡。此外在推进式螺旋桨飞机上难于找到发动机和螺旋桨的恰当位置,特别是装在机身上更困难。

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注意事项:

直升机在悬停中因产生大主旋翼下洗流,所以在积雪地带发生危险的乳白天空,因此在离地之前需提升一点总距(升力)吹飞直升机周围的雪。

在积雪上着陆时,为避免机体卷进雪烟,通常在雪烟前飞行,雪上着陆的基本操作,首先在开始进近之前要确认着陆地点的积雪状况、地形,特别是有无倾斜和障碍物,这一点很重要。

参考资料来源:百度百科-直升机

直升飞机螺旋桨尖端速度若取300m/s(一般直升机的最快螺旋桨速度),最常见的螺旋桨直径为6m(指主旋翼),则转速为300/(3146)=16转/秒=960转/分。直升飞机螺旋桨的尖端最快速度不宜超过声速,声速为340m/s。

直升机是人类最早的飞行设想之一,它是借助一副或者几幅旋翼升空,能垂直起飞和降落的重于空气的航空器。机身上方的旋翼轴上装一副或几副大直径的旋翼,由活塞式发动机或涡轮轴发动机驱动。旋翼转动能在空气中产生向上的升力,只要升力大于直升机重量就可垂直升空。驾驶员操纵旋翼上的自动倾斜器,当旋翼向左右前后倾斜时,就能相应产生向左右前后的水平分力,直升机即可向任一方向飞行。如果保持旋翼升力与直升机重量相等,就能悬停在空中。万一发动机在空中停车,直升机可利用旋翼自转下滑,强迫着陆。

直升机的头上有个大螺旋桨,尾部也有一个小螺旋桨,小螺旋桨为了抵消大螺旋桨产生的反作用力。直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,旋翼还能驱动直升机倾斜来改变方向。螺旋桨转速影响直升机的升力,直升机因此实现了垂直起飞及降落

直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨,机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至小螺旋桨,通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。

通过称为“倾斜盘”的机构可以调整直升飞机的旋翼的螺距,从而在旋转面上可以产生不同象限上的升力差,以此升力差来实现改变直升飞机的飞行方向,同时,直升飞机升空后发动机是保持在一个相对稳定的转速下,控制直升飞机的上升和下降是通过调整螺旋桨的总螺距来得到不同的总升力的,因此直升机实现了垂直起飞及降落。

螺距:指螺旋桨在自己本身根轴上的偏转角度,转速固定的情况下,通过调整螺距可以更有效的操纵螺旋桨的升力或推进力,甚至得到反推力或者反升力。

这个要因“机”而异~~

直升机由于旋翼(主螺旋桨)直径大小有区别,转速(角速度)也高低不一。从大型直升机的三、四百转每分钟,到小型机的六、七百转每分钟,甚至某些超轻型无人机达到近千转/分不等。

可是它们却有着近似的翼尖转速(线速度)。也就是旋翼桨叶部分的圆周速度通常被设计控制在180—220米/秒,这样的转速相当于音速的055—06倍(当然这是在海平面及标准大气压的条件下)。

PS:由于现代直升机旋翼技术的不断革新发展,旋翼平面设计已经由第一代矩形、第二代简单削尖加后掠、第三代曲线尖削加后掠,发展到下反式三维桨尖。这是因为桨尖部分速度对旋翼性能有十分密切的影响,当向前飞行时桨尖速度就等于旋翼的转速加前行的速度,这时的前行桨叶尖空气压缩性不能过大,通常被限制在092倍音素以下。旋翼的转速受到桨尖速度的限制,以免叶尖出现过大的空气压缩效应。当桨尖速度过高引起的噪音很大,速度过大时所产生的极大噪音是不可接受的,并且会使后行桨叶产生较大的失速范围,所以桨尖速度被控制在一定范围内。

1、防止机身随着旋翼旋转。

我们都知道,想要直升机飞起来就需要主螺旋桨朝一个方向进行高速转动,这样才能产生向上的气流,而根据角动量守恒原理,螺旋桨朝一个方向高速转动会导致发动机向反方向转动,这会让直升机出现转着转着突然朝相反的方向转动,这个时候就需要一个反作用来抵消这种情况,不然直升机真的会螺旋上天了,会像旋风一样的转动。

2、抵消单旋翼的反扭力矩。

当直升机的螺旋桨产生向上的气流的时候,飞机的每片旋翼也都会产生相应的阻力,这些阻力叠加在一起就会产生一个反扭力矩,这个时候飞机同样会出现不平衡的现象,那么在飞机容易失衡的尾部加上一个风扇,也就是飞机尾桨,让飞机尾桨发出的推力来抵消这个反扭力矩。

3、保持飞机平衡。

我们都知道天空上会产生强气流的,这个时候如果不采取任何措施的话,光凭借直升机的主螺旋桨是无法保持飞机平衡的,那么这样一来直升飞机就会发生偏离飞行轨道,无法躲避障碍物的情况,而这个时候飞机尾桨的作用就体现出来了。

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原理:

螺旋桨旋转时,桨叶不断把大量空气(推进介质)向后推去,在桨叶上产生一向前的力,即推进力。一般情况下,螺旋桨除旋转外还有前进速度。如截取一小段桨叶来看,恰像一小段机翼,其相对气流速度由前进速度和旋转速度合成。桨叶上的气动力在前进方向的分力构成拉力。

在旋转面内的分量形成阻止螺旋桨旋转的力矩,由发动机的力矩来平衡。桨叶剖面弦(相当于翼弦)与旋转平面夹角称桨叶安装角。螺旋桨旋转一圈,以桨叶安装角为导引向前推进的距离称为桨距。

实际上桨叶上每一剖面的前进速度都是相同的,但圆周速度则与该剖面距转轴的距离(半径)成正比,所以各剖面相对气流与旋转平面的夹角随着离转轴的距离增大而逐步减小,为了使桨叶每个剖面与相对气流都保持在有利的迎角范围内,各剖面的安装角也随着与转轴的距离增大而减小。这就是每个桨叶都有扭转的原因。

参考资料来源:百度百科-螺旋桨

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