旋翼机旋翼片的安装迎角!
一直觉得关于旋翼的安装迎角是个相当显浅的问题,对这个仍有疑惑的朋友本人有一点建议:多一点思考或者信手做一个简单实验,还可以在网上找到解答,不要什么都等别人告诉你。
理论上是毫无疑问的——旋翼机旋翼片的安装迎角是负角!
坛里有些朋友一定跳起来了:俺的机机可还在天上飞呢,旋翼片安装时候压根就没有迎角,甚至有可能略微正角了!——难道理论有错?!
呵呵,咱们耐心点切入正题……之所以会出现这样状况,大概基于以下两方面的原因:
首先,旋翼片的重心和安装支撑点都是在靠近翼型前缘的四分之一处,而旋翼片固有的有限的刚性在受到强力风压时就会发生形变,具体的表现是越靠近翼尖部分的后缘越向上扭曲,其结果就使旋翼片趋向于负迎角了……高速旋转的时候肉眼当然无法分辨,静止的状态下用臂力模拟风压将翼片上托应该可以明显观察到这样的形变(注意到坛里有人提到过同样安装角不同的旋翼其自旋的情况也不一样,有的根本无法自旋,究其原因也是基于结构刚性的差异,高刚度的旋翼在没有负迎角的情况下很难形成自旋);
其次,水平迎角的情况下,假设后缘受风其风阻将大于前缘,这样形成的阻力差似乎也能推动旋翼前旋,不过相对于迎角所造成的影响这一点阻力差似乎是微弱的。
总之,旋翼正迎角会对升力带来好处,所以直升机正常飞行时不例外都采用正迎角,而对于旋翼机,负迎角则是旋翼产生自旋的根源,自旋速度也是升力的保障。至于在实践中采用怎样的角度最理想,应该根据所选的旋翼刚度、结构、翼型以及所要求的旋速等等予以考虑,而最终也只有实践来告诉你怎样才是最佳。
顺便提醒一下论坛里有些朋友从外文资料搬来的有关“理论”可能出于译义理解偏移等明显存在谬误。
经网友指正, 以上所述“安装迎角”应该正确表述为“桨距角”
这里所讨论的相对有意思的是在实践中旋翼片的结构刚度所至的形变问题,至于旋翼机的原理并不是我想阐述的。我没有做旋翼机的经验,为了证明这一观点只是将直升机模型的旋翼拆下做了试验~~实际的情况是桨距角在零角和正角的时候都不能正向自旋,所以我有了这样的考虑:实践中的安装角并不是旋翼在风动状态所呈现的等效桨距角,而是因为将就了形变的因素——而在此之前我的确没看见过对这个问题的论述,所以在这里提出来,当然也欢迎抛砖。
[此贴子已经被作者于2008-7-16 23:34:35编辑过]
dowinlee留言说
强调几个问题:
旋翼必须旋转:旋翼只有旋转的时候,桨叶与空气的相对速度才能足够大,翼型才能产生足够大的升力
转向必须为正:翼型在逆向工作的时候,其效率很低,不如用块木板,两边削尖算了。原因之一是翼型为了提高升力效率,通过增大上表面弯曲度和延缓气流分离实现,反过来的话对气流分离很不利
究竟是怎么安装,可以参考云山乱翻译的FAA,处于驱动区的翼型段气动力会有一个向前的分量,且大于翼型的阻力,处于被驱动段的升力是一个向后的分量,负攻角当然可以用于驱动区,但一般不会这么做。
实际上,在不同的飞行状态,处于负攻角和正攻角的区域也在变化,总的来说,只要能提供所处飞行状态所需的升力就好。
结论:如果讨论安装角,正攻角负攻角都可以,但是负攻角的升力系数太低,需要更大的前飞速度,旋翼转速太快,容易导致振动和强度问题,当然负攻角太大就飞不起来了。所以如果是固定安装角的,还是用正攻角吧