当直升机盘旋飞行时,一定有一个力趋向于把直升机拉向运动轨迹的中心,避免直升机向外侧滑,这个力就是向心力(CPF),可以表述为:
其中,m代表直升机重量,r代表盘旋半径,V代表飞行速度。
直升机盘旋时的向心力需要由旋翼拉力提供,这样直升机就会滚转,以便协调转弯。总的旋翼拉力包括两部分分量:
1. 垂向力,与重量相等且方向相反的垂直分量,为的是确保直升机在盘旋过程中的高度保持不变;
2. 向心力,水平且指向圆心的向心力,为的是使直升机按预定轨迹飞行。
图1 盘旋飞行过程中的向心力要求
由于旋翼总拉力必须在盘旋时提供额外的向心力,因此盘旋过程中旋翼拉力必定大于定常平飞时的旋翼拉力。这也就意味着:
1. 需要增加旋翼总距(桨距角)来实现,并且会对总的旋翼升阻比产生影响。
2. 直升机盘旋飞行时需要保持旋翼转速恒定,将比定常平飞消耗更多的功率(尤其是在大角度盘旋时更为明显)。
图2 从平飞到盘旋过程中旋翼拉力变化
“合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土;千里之行,始于足下。”