依蔓
起飛中的直-8L
尾槳是單旋翼直升機(jī)的一個重要組成部分,它安裝在直升機(jī)尾部。發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的功率通過傳動裝置,帶動尾槳轉(zhuǎn)動。由于力的作用是相互的,直升機(jī)飛行時,主旋翼旋轉(zhuǎn)會對空氣產(chǎn)生一個作用力矩,同時空氣也會對主旋翼產(chǎn)生一個反作用力矩。這個反作用力矩傳遞到機(jī)身上,會使飛機(jī)升空飛行,同時也會產(chǎn)生與旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)動,而尾槳產(chǎn)生的拉力(或推力)正好可抵消這種轉(zhuǎn)動,從而實(shí)現(xiàn)航向穩(wěn)定,使直升機(jī)更好地平穩(wěn)飛行或空中懸停。當(dāng)直升機(jī)需要轉(zhuǎn)彎時,可通過尾槳改變旋轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn)。
尾槳設(shè)計(jì)是單旋翼帶尾槳直升機(jī)設(shè)計(jì)中的一大難點(diǎn),在設(shè)計(jì)中要考慮諸多因素。例如,尾槳的尺寸不能太大,否則可能會給直升機(jī)帶來安全隱患;尾槳要提供足夠的反扭力就必須提高轉(zhuǎn)速,而轉(zhuǎn)速越大,尾槳的噪音也越大;尾槳通常安裝在直升機(jī)的尾撐(主要指單旋翼直升機(jī)機(jī)身后部的構(gòu)造,末端有尾槳,可起到力臂的作用)上,尾撐越長,尾槳的力矩越大,反扭力效果越好,但同時尾撐的重量也越大。此外,由于尾撐內(nèi)部還要安裝傳動軸,會進(jìn)一步增加尾撐的重量,這些都是尾槳設(shè)計(jì)中需要考慮的因素。
單旋翼直升機(jī)的尾槳形態(tài)多種多樣,傳統(tǒng)的尾槳一般由尾槳葉和尾槳轂兩部分組成,是現(xiàn)役直升機(jī)采用最多的尾槳形式,例如我們的直-8、直-20、武直-10等。隨著直升機(jī)技術(shù)的發(fā)展,后來又出現(xiàn)了涵道式尾槳、無尾槳直升機(jī)。
武直-10采用的是傳統(tǒng)雙層剪刀式尾槳,這種尾槳系統(tǒng)由兩層蹺蹺板式雙槳旋翼疊在一起形成,槳葉類似字母“X”一樣安裝在槳轂上。因?yàn)閮蓪有硇D(zhuǎn)平面具有一定間隔,且如同剪刀般交叉,這種尾槳設(shè)計(jì)可以有效提升平衡力,同時一定程度上降低尾槳產(chǎn)生的噪音。
涵道式尾槳外形似風(fēng)扇,這種尾槳槳葉短而數(shù)量多,比常用的尾槳尺寸小,使用安全,但涵道尾槳也有一個明顯的缺點(diǎn):飛行速度提高后,其尾槳需要的功率會顯著增加,占用發(fā)動機(jī)更多的輸出功率。
武直-10有著典型的X形尾槳
在2022年第14屆中國航展上,武直-10、直-20和直-8L直升機(jī)同時亮相,大放異彩。這三款直升機(jī)采用的都是傳統(tǒng)尾槳,而且槳葉的布局和數(shù)量各不相同。如果你注意觀察,會發(fā)現(xiàn)其中武直-10的雙層剪刀式尾槳槳葉并非90度正交,但直-20的尾槳則剛好相反。
直-20的尾槳槳葉呈十字相交,4片槳葉對稱排布,整個尾槳在機(jī)尾的位置上向左傾斜,形成了一個奇特的歪尾巴現(xiàn)象。這個斜向上20度的尾槳可以為直-20提供一定升力,也是直-20能夠在高原上空飛行的重要原因之一。與直-20不同,直-8L的尾槳采用了5葉旋翼,5片槳葉均勻分布在槳轂上,呈“星”狀。
所以,如果你想快速認(rèn)識這三位直升機(jī)“兄弟”,不妨先從它們的尾槳進(jìn)行區(qū)分!
與主旋翼的選擇一樣,不同的單旋翼直升機(jī)在設(shè)計(jì)之初同樣需要從直升機(jī)自身的功能定位、應(yīng)用環(huán)境等方面綜合考慮,來決定選擇哪一種類型的尾槳,不能一概而論。你對哪種最感興趣呢?
(責(zé)任編輯/陳琛 美術(shù)編輯/周游)
涵道式尾槳