自转

升力的基本原理

    旋翼的坡度角是水平面与旋翼(是经过旋翼前缘和后缘之间的一条想象出来的线)之间的夹角，一架旋翼机旋翼的坡度角由制造商来确定。

    相对气流是作用在旋翼上且与旋翼转动方向相反的合成气流。我们称相对气流与翼旋构成的角为迎角。在上面的图示中，表示相对气流那根线只是作为象征而已，迎角可以比坡度角小、与坡度角相同或者比坡度角大，这要看风从哪里来。

    旋翼上产生的升力总是与相对气流成 90 度角。作用在旋翼上的阻力总是与相对气流的方向相同。

    旋翼有一个最佳的迎角，旋翼处于该迎角时可获得最大的升力。通常该迎角在 12–14 度左右。迎角超出这个范围，旋翼产生的升力就会变小，最终就会像传统机翼一样出现失速现象，与此同时，旋翼的阻力也会急剧增加。迎角小于这个范围，旋翼产生的升力就会减少，但阻力也会减少。

    空气动力压力的中心是一个翼弦线上的一个想象出来的点，我们认为所有空气动力的作用力都集中在该点上。当旋翼的迎角增加时，空气动力压力的中心会沿着翼弦线向旋翼前缘移动。

    垂直气流

    因此，即使旋翼的坡度角保持不变，沿着整个旋翼翼展的相对气流和迎角也不同。如果考虑到旋翼机在引擎关闭零空速情况下垂直下落，这就很容易解释了。

    如果旋翼机正垂直下落，我们假定此刻正匀速下落，就会有气流垂直地作用在旋翼的底部。我们称这股气流为流入气流。这股气流会持续向上流过旋翼。

    水平气流

    旋翼旋转并形成一个圆。如果考虑到沿着翼展有许多个点，那么每一点转一圈形成的圆的周长都不同，点离翼尖越近，形成的圆越大。

    由于整个旋翼的转速是匀速的，比如说，转一圈花 1∕5 秒(300rpm)，这意味着旋翼上每一点线速度一定不同，翼尖速度最快，翼根速度最慢。这一线速度与流过旋翼上各点的水平气流速度相同。

    旋翼尖处的相对气流

    下面的示意图显示了翼尖处的垂直气流和水平气流的相对尺寸。合成气流偏向于气流水平成份。因此导致一个很小的迎角。

    旋翼的尖端所承受的合力有许多垂直的成份，有利于维持旋翼机在空中飞行(好!)，然而它还有一个向后的成份试图使旋翼速度减慢下来(不好!)。

    旋翼中部的相对气流

    下面的示意图显示了作用在旋翼中部水平和垂直气流的相对尺寸。

    作用在旋翼中部的合力指向旋翼压力中心的前面，当这个压力产生以后，它主动地拉动旋翼向前旋转。这是自转力(很好!)。

    旋翼根部的相对气流

    下面的示意图显示了作用在旋翼根部的水平和垂直气流的相对尺寸。

    对于飞行来讲，这点上的迎角太大，旋翼在这点失速。这点试图使旋翼转速减慢下来(不好!)。

    旋翼上各区域

    通过上面得到的信息，我们可以清晰地看出气流顺翼展流过三个区域。它们是：

    ·被驱动区域，这一区域靠近翼尖，能产生最多的有用的垂直的升力，但试图使旋翼速度慢下来。

    ·驱动区域，这一区域靠近旋翼的中部，它产生的自转力拉动旋翼转动。幸运的是，该力要远大于由被驱动区和失速区产生的阻力的合力。

    ·失速区域，这一区域靠近翼根，它产生的阻力试图使旋翼转速减慢下来。

    每个区域的实际尺寸将依据实际情况而改变。它们还可以在制造过程中通过沿着翼展扭曲浆叶来改变。

    在区域之间的接合点有一个平衡点，在那里，合力或者指向旋翼的前面或者指向旋翼的后面。

    下面的示意图代表着相同的信息，但是该图是从旋翼盘的正上方向下看的视图。