仔細觀察直20直升機,一個細節令人疑惑,尾旋翼為何是歪的?

2020-11-26 迷彩虎

文/山峰

國產10噸級通用直升機直-20已經列裝服役,頻頻亮相。直-20是我國參考美國黑鷹直升機的成功經驗進行的設計,兩者雖然外形上有一定的相似,不過我國在內裡有不少獨到的創新,但是如果網友們仔細觀察直-20曝光的照片和視頻,就能發現直-20的一個特點,尾槳是歪的,這在其他國產直升機上從未出現過!

仔細觀察直20的尾槳是歪的

直升機後面的尾槳自帶旋翼,主要作用有兩點:一就是靠尾槳產生阻力,防止直升機旋翼的旋轉升力時的反作用力造成機身反轉的不穩定性,二就是靠調節小螺旋槳轉速大小行駛轉向的作用。因此絕大多數直升機都會設計一個尾槳,也有一些直升機通過其他方法解決了這個問題但在這裡就不做探討了。

直20

直升機是通過頂部的主螺旋槳旋轉獲得升力而升空的,物理上有一個重要的定律叫角動量守恆。對於直升機而言,頂部的主螺旋槳旋轉,直升機的機身部分將與螺旋槳反方向旋轉。雖然由於機身的質量比螺旋槳大得多,機身的旋轉速度遠小於螺旋槳的旋轉速度,但機身的旋轉,會增大操控直升機的難度。為解決這個問題,直升機在尾部再安裝一個與主旋翼成垂直方向的小螺旋槳,小螺旋槳旋轉時,迫使機身反方向旋轉,用以抵消機身的旋轉。同時,尾部的小螺旋槳對直升機轉彎還會發揮一定作用。

美國的UH-60「黑鷹」

而我國直20與美國的UH-60「黑鷹」所採用的尾槳設計與其他都不太相同,向左傾斜了20度。這麼做有兩個目的,首先,使尾槳末端的最低點升高,避免打傷地面人員和設備;其次,防止地面揚起的沙石打傷尾槳;再次,使尾槳產生垂直方向的分力,同時平衡機身力矩,使機尾向上、機身前傾,獲得前進動力,減少主旋翼的載荷。直升飛機的前進,是由機身前傾,主旋翼產生升力的前向分力來完成的。

這些靈巧的設計都是工程師們根據現實條件折中的辦法,為了適應運20的貨艙,直20機身較低矮,主旋翼系統也可摺疊,而垂尾和尾旋翼仍太佔地方,所以設計師就把它向左傾斜了20度,完美解決了匹配運20貨艙的問題。這樣做還有一個好處就是讓直升機整體重心後移,為後續的升級改造留下了冗餘空間,還提高了一點荷載量,簡直是一舉多得。

當然這麼做也不是沒有隱患,而是給飛行員在操作的時候增加了難度,需要更多訓練才能適應。不過憑藉我國領先全球的航電系統和最新的電傳動技術,再加上高超的計算機輔助作業系統,足夠解決歪尾巴引起的操縱耦合問題。因為利大於弊,因此在黑鷹直升機問世之後,美國空軍和我國也採用了類似的歪尾巴設計,有最先進的技術經驗就要拿來用,直20的性能經過多年測試更穩定,部分裝備也要比黑鷹更先進,更符合我國的實際情況,還需繼續努力。

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