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    直升机旋翼和飞机螺旋桨有什么区别?

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  • 直升机的旋翼和螺旋桨飞机的螺旋桨似乎看起来差不多,本质上来说,旋翼和螺旋桨都是根据旋转产生力的部件,但是根据使用情况的不同,它们之间还是存在着一些区别的,下面就让我们一起来看看吧。

    直升机旋翼和飞机螺旋桨有什么区别?

    ▲空客的概念直升机 兼具螺旋桨和旋翼结构

    一、尺寸不同

    从外观上看,二者最明显的就是尺寸不同。直升机的旋翼往往尺寸很大,诸如罗宾逊R22这一类轻型直升机的旋翼直接就有7.67米,中型的直8在18米左右,而米26的旋翼直径尺寸直接达到了32米。

    直升机旋翼和飞机螺旋桨有什么区别?

    ▲米26直升机

    相比之下,一般固定翼飞机的螺旋桨直径都在5米以下。如运输机C130的螺旋桨直径为4.3米。

    直升机旋翼和飞机螺旋桨有什么区别?

    ▲运输机C130

    二、发动机不同

    现在除了一些轻型直升机和老式直升机,旋翼用的都是涡轴发动机,它一般装有自由涡轮(即不带动压气机,专为输出功率用的涡轮),而且主要用在直升机和垂直/短距起落飞机上。按照涡轮风扇发动机的理论,从理论上讲,旋翼的直径愈大愈好。同样的核心发动机,产生同样的循环功率,所配合的旋翼直径愈大,则在旋翼上所产生的升力愈大。

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    ▲涡轴发动机

    螺旋桨飞机使用的发动机有活塞式发动机、涡桨发动机,二战以前的飞机基本都是使用活塞式发动机,但是这种发动机效率并不高,而涡轮螺旋桨发动机的功率重量比(推重比也即推力重量比)比活塞式发动机大2~3倍,在相同的质量下可提供更大的功率,而且发动机横截面积较小,燃油消耗率在速度相对较高时比活塞式发动机小,使用价格较低的煤油,故在 600~800公里/时速度范围内的旅客机、运输机、海岸巡逻机和反潜机大多为涡轮螺旋桨飞机。

    直升机旋翼和飞机螺旋桨有什么区别?

    ▲涡轮螺旋桨发动机

    三、升力源不同

    直升机旋翼绕旋翼转轴旋转时,每个叶片的工作类同于一个机翼。旋翼的截面形状是一个翼型。翼型弦线与垂直于桨毂旋转轴平面之间的夹角称为桨距。最接近叶片的空气受附壁效应(Coanda Effect)而紧贴着叶片的上表面流动。


    受叶片的上表面的形状,以及叶片桨距的影响,叶片上方的空气会加速向下,于是反作用力将旋翼向上提升。
    又根据帕努利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。”,因此上表面的空气施加给旋翼的力小于下表面的力。合力必然向上,这就产生了升力。

    随着旋翼转速的增加,升力逐渐增大。当升力超过重力时,直升机即铅垂上升;若升力与重力平衡,则悬停于空中;若升力小于重力,则向下降落。

    直升机旋翼和飞机螺旋桨有什么区别?

    螺旋桨飞机飞机则是通过涡桨发动机产生推/拉力,使飞机快速滑行,通过两侧的机翼产生向上的升力。一架飞机上桨叶数目根据发动机的功率而定,有2叶、3叶和4叶的,也有5叶、6叶的。装于飞机头部的螺旋桨为拉力式螺旋桨,装于飞机后部的螺旋桨为推力式螺旋桨,还有既装有拉力式螺旋桨又装有推力式螺旋桨的飞机。

    直升机旋翼和飞机螺旋桨有什么区别?
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    四、力学不同

    直升机旋翼在飞行时利用向下的反作用力把直升机带动起来飞行,直升机旋翼在转动时还会产生一个反扭力,使直升机整个机体都以旋翼为轴进行打转,因此直升机还需要在尾部安装一个小尾桨,产生反向的扭力平衡。而螺旋桨飞机有机翼,可以抵消这种反扭力。

    直升机旋翼和飞机螺旋桨有什么区别?
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    ▲空客H160的尾桨

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