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这种车在中国能飞吗?

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发表于 2008-2-11 18:33:46 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
这种车在中国能飞吗?http://auto.QQ.com  2008年02月11日11:42   腾讯博客   评论25条


荷兰将批量生产可以飞行的汽车顶部装有可折叠叶轮,可调整转速以控制飞行高度,尾部推进器负责提供前行动力。



只怕你不敢想,没有什么不能实现的。会飞的汽车就说明了这样一个道理。面对堵车,我们常常想象:车要是能飞起来就不会耽误时间了。这个想象现在变成了现实:首辆民用空陆两用飞行汽车在荷兰问世,不久之后将进入批量生产阶段。这款车形似三轮机动车,一旦堵车它可摇身一变成为小型直升机,从拥堵路面升空后快速到达目的地。

路面时速可达200公里

空中时速可达190公里

据英国《每日邮报》2007年12月31日报道,专家从1999年开始研发这款面向大众的飞行汽车,2006年推出概念车,样车现已在荷兰问世,不久后将开始批量生产。

这款飞行汽车,在陆地上就像一辆三轮机动车,最高时速可达200公里;在空中就像007 系列电影《雷霆谷》里肖恩·康纳利驾驶的小型旋翼飞机,最高时速可达190公里。

飞行汽车的秘密藏在它的顶部和尾端。顶部可折叠的叶轮,可调整转速以控制飞行高度;尾部的推进器,负责提供前行动力;尾部装配的获专利的自动平衡装置,可保证飞行汽车转弯时自动倾斜。

这样一套简单的飞行装备,可保证飞行汽车在5秒内从静止状态加速到时速90公里。它起飞滑行需要50米,着陆滑行只需不到5米,最高能飞到1200米高空,加满油后一次最远可飞行约550公里。

比较可惜的是,飞行汽车目前只能供一人乘坐。

价格跟豪华轿车差不多

要花20小时考飞行执照

研发飞行汽车的专家说,这款车专为大众设计,目标客户是受尽塞车困扰的上班族。飞行汽车的发明人约翰·巴克说:“自从亨利·福特发明T字福特车,人们就开始梦想有一天能驾驶空陆两用车,这个梦想终于在90年后的今天得以实现。”

巴克说,在基础设施建设不完善的国家和地区,飞行汽车比普通交通工具更安全快捷;在发达地区,它则可以帮人们省下大量堵在路上的时间。

设计者相信,飞行汽车正式上市时,售价不会比豪华轿车贵太多。对要驾驶飞行汽车、拥有汽车驾照的人来说,只需花10到20小时的培训就能取得一张业余飞行执照。

该车的生产商期待它在未来能发挥更大功用,比如紧急服务和商业监管。他们已计划在荷兰建设60个直升机停机坪来满足未来需求。

加油到路边加油站就行

遇到故障也能平稳降落

飞行汽车采用环保节油的陆空两用引擎。这种引擎使用普通车用无铅汽油,一般的路边加油站就有出售。不仅如此,该车的内部操控系统同样也是陆空两用。

在地面上,身形修长的飞行汽车如同豪华轿车一样舒适,且比普通汽车更加灵巧,因为获得设计专利的平衡系统保证了它的灵巧度;在空中,因为飞行高度低于商业航班的飞行高度,飞行汽车的驾驶者不必向有关部门提前递交飞行报告(国外很多国家放开了空中管制,比如在美国,3000米以下的空中管制较少,西欧一些国家在2000米、1500米以下也是如此)。

飞行汽车的可折叠旋翼,能够保证驾驶和着陆的安全性。与普通直升机不同,飞行汽车的叶轮在空中只需空气动力即可旋转。即使引擎在空中出现故障,顶部的叶轮也可继续旋转,使飞行汽车平稳降落而非突然下坠。该车配备的卫星定位系统(GPS)和雷达系统,也能最大限度保证其在空中的安全性。(新华社供本报特稿)

延伸阅读

这种车在中国能飞吗?

听完飞行汽车的介绍后,快报专门跑交警线的记者全悦敏笑了,她说有关部门可能想都没有想过会有这种车,据她了解,交警部门好像还没有关于这类车行驶的规定。

快报电话咨询了华东空中交通管理局的相关人士,但他们以正在休假为由谢绝了采访。那么,飞行汽车究竟能否在国内飞起来呢?我们查询了空中交通管制的有关规定。

中国的管制空域分为四种类型:高空管制空域(6000-12000米高度),中低空管制空域 [6000米以下至对应的进近(终端)管制区和塔台管制区以上的高度],进近(终端)管制空域和机场管制地带。

很显然,飞行汽车的飞行高度(0-1200米),仍属于我国的管制空域。也就是说,如果空管部门不批准飞行汽车的飞行申请,该车就不能飞起来。这一点,跟中国目前日渐兴起的私人飞机遭遇的情况相似。

此外,如果解决了空中管制问题,也还存在以下几个问题:飞行汽车的飞行执照该怎么考,应该由交警部门还是航空部门负责?飞行汽车的起飞、降落平台该怎么建,由谁来建?如何保证飞行汽车这种新交通工具,不被一些别有用心的人拿来当威力巨大的“武器”(本来很安全的飞机,都被恐怖分子当成工具,制造了9·11惨剧)?

看来,飞行汽车要进入中国百姓家,还面临相当多难题。

[责任编辑:jackenchen]


[ 本帖最后由 jsy 于 2008-2-11 19:14 编辑 ]

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发表于 2008-2-11 19:24:14 | 只看该作者
纠正两点;1上图为旋翼机,不是小型直升机,旋翼靠空气动力旋转,不需要额外动力,也不能垂直起飞!
2 旋翼是用来产生升力的,永远不叫叶轮。
中国记者素质有待提高!
3#
发表于 2008-2-12 16:43:56 | 只看该作者
这还了得,如果真是这样今后首长的安全如何保证?
4#
发表于 2008-2-12 19:21:35 | 只看该作者
西班牙工程师谢巴是自转旋翼机发明人。1920年代,飞机升降时常因故障而失速,导致多人丧生。谢巴于是试制自转旋翼机试图解决这一问题。旋翼靠飞机运动时激起气流转动, 产生升力,使飞机失速时不会下坠,当时,他的这个发明被新闻界称之为“风车飞机”。1925年,谢巴在汉普郡芳白露皇家空军基地首次正式试飞。1928年,谢巴亲自驾驶旋翼机成功横越英伦海峡。他由伦敦南部的克罗依登机场飞抵法国北部的布隆,飞行共用了1小时。此后,英美一些公司开始制造旋翼机,用于搜索和测量。1936年12月,谢巴塔乘的民航机在伦敦的克罗依登机场起飞时失速坠毁,他在这次空难中丧生。

旋翼机虽然和直升机一样,都是依靠旋翼产生升力,但它不是直升机。旋翼机与直升机的最大区别是,旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,由气流吹动旋翼旋转产生升力。吹动旋翼旋转的气流,是由专用的动力在驱动旋翼机前进时产生的。直升机不同,它的旋翼与发动机传动系统相连,既能产生升力,又能提供飞行的动力。


旋翼机为何是最安全的飞机?旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。万一发动机在空中停车螺旋桨不转了,此时旋翼机据惯性继续维持前飞,并逐渐减低速度和高度,就在这高度下降的同时,也就 有了自下而上的相对气流,旋翼就能可自转提供升力。这样,旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。即使在行员不能操纵,旋翼机失去控制的特殊情况下,也会像降落伞-样的降落,虽然也是粗暴着陆,但不会出现类似秤陀落地的情况。

  当然,直升机也是具备自转下沿安全着陆能力的。但它的旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态,这个过渡要损失一定高度。如果飞行高度不够,那么直升机就可能来不及过渡而触地。旋翼机本身就是在自转状态下飞行的,不需要进行过渡,所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。

1现在,我们造出了汽车,问题自然而然转向了我们什么时候造飞机?首先要确认一个问题:私人是可以造出飞机来的,它并没有想象中那么复杂。想一想看,1903年莱特兄弟就已经上天了。经过了103年,现在的人们拥有了更多飞行技术,更多飞行经验,为什么莱特兄弟这么两个修自行车的都造得出来,我们却造不出来?  
2很多人把DIY一架飞机想得非常复杂,认为它涉及了空气动力学、材料力学、航空气象学、飞机动力学等等学科。这话一点不假,它的确涉及,但是这和你造一架属于自己的飞机并且开上蓝天完全是两回事。造飞机需要的是动手能力,相当于倪萍阿姨节目的成人版,不需要一个人拿完了民航学院的学位才能去做。事实上,国外有成千上万人正在DIY飞机,其中大部分都是普通人。可以坦诚地讲,以DIY飞机的质量而论,大学教授的产品往往不如职业木匠或者农场主的。  
3从法律的角度讲,2004年6月1日,儿童节,这是我国DIY飞机事业的纪念日。从这一天开始,中国民航总局规定:对于116公斤以下的私用超轻型飞机,只要求按规章运行,提前向当地空中交通管理部门申请,不必进行适航审定。这也就是说,民航总局不再派人检查你的飞机能不能飞,而你要飞的话只需要打个电话向当地空管部门申请一下:我准备下午14:30起飞,航线是静安寺到陆家嘴,高度200米,如果有民航机也要这么飞的话请避让一下,另外请空军不要击落我。  
4要DIY一架飞机,第一个遇见的问题是“造什么飞机”?答案是航模。在正式DIY飞机之前,最好应该有一点制造航模的经验。航模虽小,原理一致。很难想象一个人造出来的航模起飞就大头朝下,却居然能造出一架载人的飞机来?遥控航模的造价从数千到上万不等,在制造过程中能熟悉飞机的各个组成部分和安装,在操纵过程中可以很直观地认识飞机的各个部分是如何工作的。等这一阶段结束以后,一般都能做到术语滚滚而来,这样对下一阶段查看资料帮助很大。如果在这一阶段造不出能飞起来的航模,那么建议您停止您的航空梦。因为,烧钱也应该有个限度。  
5在正式DIY飞机之前,郑重建议您购买一套图纸,这钱最好一分都别省。一般来说,不推荐自行设计飞机。因为一旦要设计飞机,那么前面提到的那一大堆“学”您就得自己先?耙槐榱恕6?遥?庵稚杓菩形?邢嗟贝蟮奈:π?--中国人的通病是除了喝酒之外动嘴能力极强,除了KTV包房动手能力极弱。很容易设计啊设计的,就上瘾了,搞不好弄个二、三十年设计也是有可能的。所以您可以在网上查到您所喜欢的超轻型飞机型号,然后邮购图纸,大约花费在1000-2000元的样子。需要说明的是,DIY飞机大多为螺旋浆飞机。如果您觉得需要DIY一架喷气式飞机才够拉风,鉴于您是初学者,建议口服农药比较直接一些。  


6图纸到手,请找一个熟悉工业英文和科技英文的朋友来把它翻译成为中文。大学四、六级英语在这里根本不管用,因为有大量术语。在组装飞机的时候,可以直接邮购散件,也可以纯DIY。邮购散件比较方便,整体难度下降不少,造价视机型而定,从8万元到50万元不等。超过50万元可以直接买整机,但是提醒一句:关税比较重。自己加工有很多乐趣,但是耗费的时间更长。可能在寻找适合的材料上花费很多时间,并且在加工过程中造成一定的浪费,从而使得整体造价和购买散件差不多。  
7DIY需要一个工作场所,不需要很大,一个车库足矣。在动手之前,请准备以下物资:  
1、 一张巨大的水平木制工作台,足够把飞机零件放上去加工,一侧要有固定刻度精确的米尺一条。  
2、 冲床和铣床各一台(没有条件,直接找金属加工厂也行)  
3、 游标卡尺,不绣钢米尺、卷尺、三角尺、记号笔(使用塑料尺的请回去继续造航模)  
4、 锤子、弓型锯(需要一个系列,你不是鲁班吧?)、打铆机、打孔机、钳子(N个,做机翼时弯曲木材需要用很多)、扳手、铁剪、锉刀及修毛刺的工具。  
5、 手套、防护面具、防毒面具、防护服(你不想被金属屑打到星光灿烂吧?)  
6、 照明设施(在昏暗的光照下人很容易疲惫)和通风设备  
7、 灭火器  
8为了保证飞机的重量足够轻,DIY飞机推荐使用航空铝管和不锈钢管以及木材。国内市场上有无缝铝合金管,如果要替换专业的航空铝管的话,请测试强度。注意,莱特兄弟的时代已经过去了,很难找到合适的原木。木料请使用复合木料,经过层层粘和的复合木料强度比原木还要高。千万不要去装修市场购买复合木料,因为厂家相信用户的柜子和门不用飞行,所以上胶并不均匀,而这些没上胶的地方强度很低,很可能在飞行过程中发生断裂,然后您将在《中国私人航空史》中占据一席之地供后人缅怀。木料需要自己做,用什么木头,什么胶,各人的看法并不一致。但是,无论如何做,都需要通过强度测试,祝您好运!  
9DIY飞机次序类似水獭吃鱼---从尾部开始。从心理上来说,有一种渐渐入佳境的感受,一旦开始了就不大容易停下来。先做机头的话,很可能马上就停下来了,把螺旋浆像鹿头一样挂在自己家客厅墙上。从技术的角度来讲,机尾的难度不算很高。然后安装翅膀、机身,最后才是引擎。其他的部份都可以按照图纸装配,但是引擎要麻烦一些,因为它的重量决定了它的位置很关键,直接影响到飞机的重心位置。而飞机的重心太靠前或者靠后都不好,会造成飞机的操纵性降低。在飞机大体完成以后,要调试引擎的位置,通过前后移动寻找整机重心的最佳点。  

10引擎也是DIY飞机中最昂贵的部件,大约占到整个成本的三分之一。一般推荐使用ROTAX503型发动机,带变速箱和电启动的B型大约要6000美金,简陋一点的大约4500美金,可以上网全球询价,香港有一家彼岸航空代理ROTAX发动机。ROTAX503发动机接近50马力,重31.4公斤,马力和重量都令人满意。当然,也有推荐使用摩托两冲程发动机的,价格能便宜下来好大一块。由于安装双发造成飞机飞行危险性增加,所以超轻型飞机一般都是单发。而单发的话,对发动机考验比较大。ROTAX的质量不错,但是贵。摩托发动机价格便宜,但是稳定性不能保证。路怎么走,您自己选。  
11对于DIY飞机加工过程中最令人头疼的部分可能要算对大量铝管的加工,因为不是标准件,所以要弯曲到合适角度很难,而且怕一用力就变型了。国内有的DIY爱好者们曾经耗费数月研究如何加工,甚至动了铸造的念头。其实这非常简单:在工作台上先钉好一个木块,然后按照设计图纸在台板上画好弯曲的角度。找一个凹槽宽度等于铝管直径的硬木滑轮,定在图上需要弯曲的地方。把铝管拿来,中间灌满干沙子塞实,两头封好。一头顶在木块上,需要弯曲的地方靠在木滑轮上,然后加力一点点弯曲。由于放了沙子,铝管不会破裂变形。需要的形状在工作台上,每根出来都一样。即使损坏几根也无所谓,铝管又不贵。  
12而DIY爱好者可能会忽略的一个问题是钢丝绳(19股)。它用在控制系统中,或者连接翼和机身。如果发生锈蚀或磨损,那将是非常可怕的事情。所以,钢丝最好能够是镀锌的。如果要穿过铝管或者钢管,一定要打磨管子的内壁,不能有毛刺。当需要截断钢丝绳的时候,切忌不能使用乙炔喷枪,因为受热会降低钢丝绳的强度。请在要截断的部分裹上电工胶布,用凿子敲打着截断。  
13飞机上一定要有五表:发动机转速表、温度表,还需要高度表、空速表、升降速度表。转速表可以在购买发动机时直接向厂商订购,剩下的各种表可以从海外购买,但更直接的方法是向国内航校购买。相信在DIY飞机的早期,考虑到为了我国航空事业的兴旺发达,这些表都能以半买半送的形式搞到手。  
14装配完了,喷漆装修一番,一架属于你本人的飞机就造好了。DIY一架飞机的过程是漫长的,可能需要4个月到2年,而价格可能会和一辆中档轿车差不多。能让人继续下去的最大动力是因为兴趣,因为梦想:你和鸟儿一样飞翔在天空里,俯览身下的城市、河流、草地和人群,以及堵塞在路上的车流。

旋 翼 机
乍一看,旋翼机和直升机简直一模一样:它们头顶都有一副大直径的旋翼,在飞行中依靠旋翼的旋转产生升力。但是除去这些表面上的一致性,旋翼机和直升机却是两种完全不同的飞机。

旋翼机实际上是一种介于直升机和飞机之间的飞行器,它除去旋翼外,还带有一副螺旋桨以提供前进的动力,一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力。旋翼机与直升机的最大区别是,旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,由前方气流吹动旋翼旋转产生升力,象一只风车;而直升机的旋翼与发动机传动系统相连,既能产生升力,又能提供飞行的动力,象一台电风扇。由于旋翼为自转式,传递到机身上的扭矩很小,因此旋翼机无需单旋翼直升机那样的尾桨,但是一般装有尾翼,以控制飞行。

在飞行中,旋翼机同直升机最明显的分别为直升机的旋翼面向前倾斜,而旋翼机的旋翼则是向后倾斜的。

需要说明的是,有的旋翼机在起飞时,旋翼也可通过“离合器”同发动机连系,靠发动机带动旋转而产生举力。这样可以缩短起飞滑跑距离,几乎以陡直地向上爬升,但还不能垂直上升,也不能在空中不动(即“悬停”)。等升空后再松开离合器随旋翼在空中自由旋转。

旋翼机飞行时,举力主要由旋翼产生,固定机翼仅提供部分举力。有的旋翼机甚至没有固定机翼,全部举力都靠旋翼产生。

由于旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。万一发动机在空中停车螺旋桨不转了,此时旋翼机据惯性继续维持前飞,并逐渐减低速度和高度,就在这高度下降的同时,也就 有了自下而上的相对气流,旋翼就能可自转提供升力。这样,旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。即使在行员不能操纵,旋翼机失去控制的特殊情况下,也会像降落伞-样的降落,虽然也是粗暴着陆,但不会出现类似秤陀落地的情况。

当然,直升机也是具备自转下沿安全着陆能力的。但它的旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态,这个过渡要损失一定高度。如果飞行高度不够,那么直升机就可能来不及过渡而触地。旋翼机本身就是在自转状态下飞行的,不需要进行过渡,所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。

由于旋翼机的旋翼是没有动力的,因此它没有由于动力驱动旋翼系统带来的较大的振动和噪音,也就不会因这种振动和噪音而使旋翼、机体等的使用落命缩短或增加乘员的疲劳。旋翼机动力驱动螺旋桨所造成的影响,显然小得多。

另外,旋翼机还有-个很可贵的特点,就是它的着陆滑跑距离大大地短于起飞沿跑距离,甚至操纵得好可以不滑跑就地着陆,只要-块比旋翼直径大一些的地方就可降落,即使不怎么平也不要紧,甚至可在旅游船顶篷或甲板上降落。

美国的旋翼机飞行训练手册说:“旋翼机的稳定性在所有航空器中最高”。它可自动调节,使机身具有良好的俯仰稳定性、滚转稳定性和速度稳定性。旋转起来的旋转桨盘恰似个大惯性轮,且旋翼没有周期变距等变化。又由于旋翼视的旋翼安装角比直升机的要大些,所以具有较好的陀螺效应,稳定性较高。

旋翼机的抗风能力较高,而且在起飞时,它还喜欢有风。对常规的旋翼机来说,风有利于旋翼的起动和加速旋转,可以缩短赵-它滑跑的跃离,当达到足够大的风速时,一般的旋翼机也可以垂直起飞。一般来说,旋翼机的抗风能力强于同量级的固定翼飞机,而大体与直升机的抗风能力相当,甚至“在湍流和大风中的飞行能力超出直升机的使用极限”。

旋冀机可分为两类,一类是需要滑跑起飞的,这种比较简单,大量的是这一类。另-类是可垂直起飞的,其起飞方法有三种:一种是带动力驱动它的旋翼;第二种是用预转旋翼并使其达到正常飞行转速的-定倍数,然后突然脱开离合器,同时使旋翼奖叶变距而得到较大的升力跳跃起飞;第三种则是由旋翼翼尖小火箭驱动旋翼旋转而提供升力来实现垂直起非这种垂直起飞的过程,一般都是由自动程序控制来完成的。

旋翼机的性能价格比是很高的,它有许多宝贵性能,价格却比较便宜,约为同量级直升机的五分之-到十分之一,相当子-辆中等偏上的小汽车的价钱。前面所提到的那种由小火筋驱动旋翼而垂直起飞,由汽油发动机和螺旋桨使其前-迄的“直升旋翼机”,其每磅有效载荷的价格也只有普通直升机中最便宜的三分之一。

由于旋翼机没有尾梁、没有尾传动系统及减速器自动倾斜器,绝大部分旋翼机也没有主旋翼传动系统、主减速器等,结构简单,所以不仅价格低,而且故障率也低。此外使用维护简单方便。所需费用也低。
旋翼机的驾驶比直升机容易得多。国外一些旋翼机-运行培训中心,对没有飞过任何机种的新手,一般通过两天的训练和带飞即可放单飞,而对有过训练的人一天就行了。

旋翼机虽然古老,但它也是一种正在蓬勃发展的年轻飞行器,其好用、安全、便利的特点,使其在未来的航空器家族中仍将占有一席之地。



螺旋桨
一、工作原理
可以把螺旋桨看成是一个一面旋转一面前进的机翼进行讨论。流经桨叶各剖面的气 流由沿旋转轴方向的前进速度和旋转产生的切线速度合成。在螺旋桨半径r1和r2(r1<r2)两处各取极小一段,讨论桨叶上的气流情况。V—轴向速度;n—螺旋桨转速;φ—气流角,即气流与螺旋桨旋转平面夹角;α—桨叶剖面迎角;β—桨叶角,即桨叶剖面弦线与旋转平面夹角。显而易见β=α+φ。
空气流过桨叶各小段时产生气动力,阻力ΔD和升力ΔL,见图1—1—19,合成后 总空气动力为ΔR。ΔR沿飞行方向的分力为拉力ΔT,与旋螺桨旋转方向相反的力ΔP 阻止螺旋桨转动。将整个桨叶上各小段的拉力和阻止旋转的力相加,形成该螺旋桨的拉 力和阻止螺旋桨转动的力矩。
从以上两图还可以看到。必须使螺旋桨各剖面在升阻比较大的迎角工作,才能获得较大的拉力,较小的阻力矩,也就是效率较高。螺旋桨工作时。轴向速度不随半径变化,而切线速度随半径变化。因此在接近桨尖,半径较大处气流角较小,对应桨叶角也应较小。而在接近桨根,半径较小处气流角较大,对应桨叶角也应较大。螺旋桨的桨叶角从桨尖到桨根应按一定规律逐渐加大。所以说螺旋桨是一个扭转了的机翼更为确切。
从图中还可以看到,气流角实际上反映前进速度和切线速度的比值。对某个螺旋桨的某个剖面,剖面迎角随该比值变化而变化。迎角变化,拉力和阻力矩也随之变化。用进矩比“J”反映桨尖处气流角,J=V/nD。式中D—螺旋桨直径。理论和 试验证明:螺旋桨的拉力(T),克服螺旋桨阻力矩所需的功率(P)和效率(η)可用下列公式 计算:
T=Ctρn2D4
P=Cpρn3D5
η=J·Ct/Cp
式中:Ct—拉力系数;Cp—功率系数;ρ—空气密度;n—螺旋桨转速;D—螺旋桨直径。其 中Ct和Cp取决于螺旋桨的几何参数,对每个螺旋桨其值随J变化。图1—1—21称为螺 旋桨的特性曲线,它可通过理论计算或试验获得。特性曲线给出该螺旋桨拉力系数、功 率系数和效率随前进比变化关系。是设计选择螺旋桨和计算飞机性能的主要依据之一。
从图形和计算公式都可以看到,当前进比较小时,螺旋桨效率很低。对飞行速度较 低而发动机转速较高的轻型飞机极为不利。例如:飞行速度为72千米/小时,发动转 速为6500转/分时,η≈32%。因此超轻型飞机必须使用减速器,降低螺旋桨的转 速,提高进距比,提高螺旋桨的效率。
二、几何参数
直径(D):影响螺旋桨性能重要参数之一。一般情况下,直径增大拉力随之增大, 效率随之提高。所以在结构允许的情况下尽量选直径较大的螺旋桨。此外还要考虑螺旋 桨桨尖气流速度不应过大(<0.7音速),否则可能出现激波,导致效率降低。
桨叶数目(B):可以认为螺旋桨的拉力系数和功率系数与桨叶数目成正比。超轻型飞 机一般采用结构简单的双叶桨。只是在螺旋桨直径受到限制时,采用增加桨叶数目的方 法使螺旋桨与发动机获得良好的配合。
实度(σ):桨叶面积与螺旋桨旋转面积(πR2)的比值。它的影响与桨叶数目的影响相 似。随实度增加拉力系数和功率系数增大。
桨叶角(β):桨叶角随半径变化,其变化规律是影响桨工作性能最主要的因素。习惯 上以70%直径处桨叶角值为该桨桨叶角的名称值。
螺距:它是桨叶角的另一种表示方法。图1—1—22是各种意义的螺矩与桨叶角的关 系。
几何螺距(H):桨叶剖面迎角为零时,桨叶旋转一周所前进的距离。它反映了桨叶 角的大小,更直接指出螺旋桨的工作特性。桨叶各剖面的几何螺矩可能是不相等的。习 惯上以70%直径处的几何螺矩做名称值。国外可按照直径和螺距订购螺旋桨。如 64/34,表示该桨直径为60英寸,几何螺矩为34英寸。
实际螺距(Hg):桨叶旋转一周飞机所前进的距离。可用Hg=v/n计算螺旋桨的实际螺矩值。可按H=1.1~1.3Hg粗略估计该机所用螺旋桨几何螺矩的数值。
理论螺矩(HT):设计螺旋桨时必须考虑空气流过螺旋桨时速度增加,流过螺旋桨旋转平面的气流速度大于飞行速度。因而螺旋桨相对空气而言所前进的距离一理论螺矩将大于实际螺矩。
三、螺旋桨拉力在飞行中的变化
1.桨叶迎角随转速的变化
在飞行速度不变的情况下,转速增加,则切向速度(U)增大,进距比减小桨叶迎角增大,螺旋桨拉力系数增大(图1—1—20所示)。又由于拉力与转速平方成正比,所以增大油门时,可增大拉力。
2.桨叶迎角随飞行速度的变化:
在转速不变的情况下,飞行速度增大,进距比加大,桨叶迎角减小,螺旋桨拉力系数减小。如图1—1—20所示,拉力随之降低。
当飞行速度等于零时,切向速度就是合速度,桨叶迎角等于桨叶角。飞机在地面试 车时,飞行速度(V)等于零,桨叶迎角最大,一些剖面由于迎角过大超过失速迎角气动 性能变坏,因而螺旋桨产生的拉力不一定最大。
3.螺旋桨拉力曲线:
根据螺旋桨拉力随飞行速度增大而减小的规律,可绘出螺旋桨可用拉力曲线。
4.螺旋桨拉力随转速、飞行速度变化的综合情况:
在飞行中,加大油门后固定。螺旋桨的拉力随转速和飞行速度的变化过程如下:
由于发动机输出功率增大,使螺旋桨转速(切向速度)迅速增加到一定值,螺旋桨拉 力增加。飞行速度增加,由于飞行速度增大,致使桨叶迎角又开始逐渐减小,拉力也随 之逐渐降低,飞机阻力逐渐增大,从而速度的增加趋势也逐渐减慢。当拉力降低到一定 程度(即拉力等于阻力)后,飞机的速度则不再增加。此时,飞行速度、转速、桨叶迎角 及螺旋桨拉力都不变,飞机即保持在一个新的速度上飞行。
四、螺旋桨的自转:
当发动机空中停车后,螺旋桨会象风车一样继续沿着原来的方向旋转,这种现象, 叫螺旋桨自转。
螺旋桨自转,不是发动机带动的,而是被桨叶的迎面气流“推着”转的。它不但不能 产生拉力,反而增加了飞机的阻力。
从图1—1—24中看出,螺旋桨发生自转时,由于形成了较大的负迎角。桨叶的总空 气动力方向及作用发生了质的变化。它的一个分力(Q)与切向速度(U)的方向相同,成为 推动桨叶自动旋转的动力,迫使桨叶沿原来方向续继旋转:另一个分力(-P)与速度方向 相反,对飞行起着阻力作用。
一些超轻型飞机的发动机空中停车后由于飞行速度较小,产生自旋力矩不能克服螺 旋桨的阻旋力矩时螺旋桨不会出现自转。此时,桨叶阻力较大,飞机的升阻比(或称滑 翔比)将大大降低。
五、螺旋桨的有效功率:
1.定义:螺旋桨产生拉力,拉着飞机前进,对飞机作功。螺旋桨单位时间所作功, 即为螺旋桨的有效功率。
公式: N桨=PV
式中: N桨—螺旋桨的有效功率;P—螺旋桨的拉力;V—飞行速度
2.螺旋桨有效功率随飞行速度的变化:
(1)地面试车时,飞机没有前进速度(V=0),拉力没有对飞机作功,故螺旋桨的有效功率为“零”。
(2)飞行速度增大时,从实际测得的螺旋桨有效功率曲线:
在OA速度范围内,螺旋桨的效功率随飞行速度的增大而增大;在大于该速度范围后螺旋桨有效功率则随飞行速度的增大而减小。在OA速度范围内,当飞行速度增大时,拉力减小较慢,随速度的增大,螺旋桨有效功率逐渐提高。当飞行速度增大到A时,螺旋桨的有效功率最大。当飞行速度再增大时,由于拉力迅速减小,因此随着飞行速度的增加而螺旋桨有效功率反会降低。
螺旋桨是发动机带动旋转的,螺旋桨的作用是把发动机的功率转变为拉着飞机前进的有效功率。
螺旋桨有效功率与发动机输出功率之比,叫螺旋桨效率。
η=N桨/N有效
 

木制旋翼的资料

说明:A是硬木   B是一般的木料,C是比一般木料轻点的,C是硬木,D是一般木料,E也可以是一般的木料,交错开是为了强度/弹性有个平衡.
F是铝或者钢板制造的夹板,螺丝孔是沉孔.
G是加强木条,也可以不用,看你的旋翼质量水准拉,加强条要用的话上下两面都要用,上面是+45度,下面是-45度,3到4组,接近跟部.
对木料的要求很高.不能够有疤瘌,等等等等的要求,总之你可以想象就是要好木料了.粘接的胶水最好是树脂,木料和木料交接的地方最好仿木地板的接口.粘好后加压几天.最后表面处理你可以使用树脂油漆或者是干脆粘上一层玻璃钢,自由度也很大.  


[ 本帖最后由 老顽童 于 2008-2-12 19:30 编辑 ]

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发表于 2008-2-12 19:41:27 | 只看该作者
自转旋翼机?基本理论教程

第一章 普通空气动力学
?I]f-{M1WE+Iq   除非有专门的说明,本贴以具备以下特征的自转旋翼机为阐述基础。以后简称 “旋翼机”。1]se,S#V-{z
1.无增压的活塞发动机;|;z^p)}8]pz!v4] H
2.逆时针旋转的单旋翼(俯视);Y#E k1| Z]%gX8UN
3.能够垂直起降;
q^b`cIL/fv 4.轮式起落架。f q yZj2k
  在开始详细讨论旋翼机在飞行中所受各种力之前,要首先了解一些基本的空气动力学术语,以及升力的产生和影响升力的基本因素。2o~.t$AQSM#W8H
  翼型-----翼型是一种设计单元,以便在气流中产生升力或推力。飞机的机翼通常是非对称或带弯度的翼型。旋翼机的旋转翼多数是对称翼型,因为上下表面弧度一样可以得到相对安静的运转,这样以牺牲效率为代价,减轻旋翼疲劳,延长使用寿命。人们也做了很大努力企图在自转旋翼机上使用带弯度的翼型。
,? {:R7Xtx   压力中心---------是在翼型上的升力作用点。随着对称翼型的迎角改变,它几乎总是保持在这点上不动,这是因为翼型的上下表面几何对称限制了“假热文氏管”(翻译不明白)的位置。以此相反,非对称翼型的压力中心位置会随着迎角而发生明显变化。迎角增大使压力中心向前缘移动,反之后移。这样就造成了沿着翼展的弦向扭应力。对此可以增加机翼强度和重量来弥补,否则将导致很大的震动,并使飞机驾驶困难、旋翼结构疲劳。除了重量和强度的弥补,亦可以采用反弯后缘抵抗压力中心的变化 ,反弯后缘产生成比例的固有低头力矩。显然对称翼型具有不动的压力中心,他才是最好的选择,降低震动,易于控制,结构简单。这样的理论导致以8H-12为代表的系列翼型出现。
Ws!i"v+qMO]3U   翼型术语------
'vA;rGk&I 1.弦线 略b3v4xueR+]
2.翼弦长. 略U)^N3z:gJ v
3.中弧线 略
6S+P?c;V+^1\ 4.中弧线形状 略
bzs[:^3L9F wEX7e 5.翼型轮廓以及厚度分布  略qB \W `5j;Z
6.翼型前缘半径  略h4B$\/j%Kcey

9Ag3@ppz-nA\   迎面气流-------略,6]:kCA V.D$i&n5U

4L fCZ\F   迎面气流受到多重因素影响,包括旋翼叶片的转动,挥舞运动,旋翼机的水平运动以及风速风向。2{ut0{'wRq~
  产生迎面气流的条件: y:k dpC/l&eDB
1.穿过空气的机翼运动;
2|pbF.|'?$P 2.穿过机翼的空气流动;
[ M$Ge_c8x 两个条件当然是经常同时存在的。(M*Fh+c&[O
 安装角----------旋翼叶片安装角度。(桨距角)桨叶弦线和水平参考面之间的锐角。
*[ Dq/Qb~6c*T  迎角---------迎角是翼型弦线和迎面气流间的夹角。一定不能与桨距角相混。后者可以由坐仓控制确定(更多简易结构是由工程师调整后不能随意改变的),而迎角只能由迎面气流来确定。迎角可以小于或者大于和等于桨距角。可以在坐仓操纵加减量。
(M1}@,c.j(O5|dcP e d D|rB'tr
  升力------通常认为是由所谓“伯努利原理”和牛顿第三运动定律的综合作用。伯努利原理是对能量守恒的基本叙述,至少部分地解释了为什么机翼会产生空气动力。(省略文字一千八百,公式5个图片两张。)M n%f!y*s%K0jC(P
  阻力-----当机翼产生升力时,总有阻力与机翼运动方向平行并相反,$|2t'Vu[.M1g ~H
1.形状阻力、略v3_Z IJ
2.摩擦阻力、略|*U't;y+O;a6]
3.诱导阻力:翼梢涡流和下洗气流的能量损失。 h-j]-M*trB0Yr7bL
 &{{9NlXTL_)tg,`
  迎角和升力、阻力的关系
}*QW-[4T m 4Px\I[!B;~o l
  以Sycamore的升阻曲线图分析为例:
rtrE!D\8B1I)Dp   该曲线显示,随着迎角的增加,升力和阻力同时在增加,迎角为+6度的时候,该点为最佳升阻比。升力一直增加到19.2度,之后由于气流分离,开始减小,当机翼超过分流角时,阻力依然在增大。迎角很大时,阻力来源主要为诱导阻力。这种情况主要对应低速飞行,迎角小时,结构废阻是阻力主要来源,这种情况主要对应高速飞行。 FK.ls)QM0Ve:nr
g7c!Q `Qh l:W

n5b/i}*w  失速-----略
4w9VA~!H)TPT z  动态失速-----略
n4O3f,g5Y  升力和迎角----略J(M};xa2G
 升力和气流速度-----略
s2p(VE$A4[1f tc  升力和空气密度----略
GC}r+Q2N Ft.e"q  升力和重力------略
Q_^OT.AT4h  推力和阻力----推力由牵引或者推进螺旋桨提供,它使飞机沿所需方向移动,阻力则阻碍这一过程
Z{~_p\EQ
;e4Z g"oyv3qu 第二章 飞行空气动力学,{0X8wA)FB9])}+Z
f? f-I4k$T*LB1D
             有动力飞行$T{0I"K8sD7r
  在任何飞行状态中(比如前飞,侧飞,垂直),旋翼拉力线都垂直于旋翼旋转平面,即翼尖轨迹平面。该平面定义为:旋翼桨叶旋转一周时翼尖划出的虚圆平面。
-N'I7G} T!dZx
^C9nyu S:y {5f+n   作用在旋翼机上的力
$t#c Y3y]e(CB&g6r@   在任何水平或者垂直飞行中,都可以用升力、重力、推力、阻力来分析其受力情况
7Dp_8\,u!H   垂直飞行---------略
)P!?xd&tE K7Q   向前飞行---------略1`CMq+L9v]6}
  侧向飞行---------在无风情况下侧飞时,旋翼翼尖轨迹平面倾斜,使拉力线倾向所需方向,而方向舵则指向相反的方向。旋翼机的侧飞与固定翼飞机的这类飞行有根本区别,因为其固有的飞行特性使其机身与飞行轨迹保持直线。
2U-T6W`M S^   (注意:在侧飞中,Air & Space 18A 出现“偏航引起的反向翻滚”,这是因为通过飞机重心的水平面以下之飞机机身表面积+尾部表面积大于水平面以上部分。这样造成相对重心的力矩导致沿飞行方向翻滚。 18A只能在飞行手册上明确:禁止超过10度的未协调偏航角 )
lq ~-F-I4W:s X6w#o
AB9CM+QL
"dR1dig` t9r,ur 0CRK1R%Ss,L9k

t8~-v4L8v VG2~%j&V8]%iV 大概这个就是 Air & Space 18A8j%Xj'ND7U1g,@+T"Wd?

,h7p2JX-q
,a#w"B0rp"ep 4I2lG"Up
  扭矩----牛顿第三运动定律说。。。。略。E,\qp`bu8P
  螺旋桨带来的机身扭矩等于发动机扭矩,发动机的油门变化造成对应的机身反扭矩变化。适当的方向舵倾斜和旋翼轨迹平面倾斜可以抵消机身反作用扭矩,保证稳定的飞行。&o3WC2XLXRd/h"MD c
  在地面动力预旋转旋翼时,依靠起落架和地面的摩擦力克服机身沿旋翼反方向垂直滚转。在自旋状态,旋翼旋转能量来源于空气动力,和机身动力无关,不考虑反作用扭矩。
a_YR$[r_t b^
:^} yv)D:|E4~
+P2y4R!E+u   垂直安定面----阻尼旋翼机相对于垂直轴的姿态震荡3od~0ivD L(Sq RF(sC
  方向舵-----略
K$aHYXB`   水平安定面----阻尼旋翼机相对俯仰轴的姿态震荡,其两面可以由正弯度或者负弯度构成。利用螺旋桨滑流产生对机身的扭矩用以平衡发动机产生的反作用扭矩。
2r7p1z/Bu
_\G_ A 'I1O"HE S7cH#]
   由于认为旋翼具备优良的俯仰安定性,最初的实验旋翼机上并没有安装俯仰安定面。(比如Cierva C.19.MK1)但是已经证明这样的想法是错误的,这样需要驾驶员不断进行调整才能保持需要的俯仰姿态。并发现随着迎角的变化,旋翼是动态不稳定的,旋翼桨盘迎角的增大使挥舞也增大,挥舞的变化进一步增加了翼桨盘后倾。这些特性导致俯仰安定性的恶化和操纵上的难度。水平安定面的增加减弱了俯仰姿态震荡的趋势,使其变的相对稳定。A)c\PD*HI

O7W8n u|VRZ
8o/y IBIyi 旋翼的操纵特性-------飞行中的旋翼表面上类似陀螺组的进动性:对于作用在陀螺边缘力,在其旋转至90度以后对该力有一响应。而旋翼和陀螺的区别在于其旋转系统并不是刚性体,旋翼对该力的滞后响应角度,会因为设计上的区别而不同,可能大于或者小于90度。尽管这样,也称为进动。可以更精确的称为:“位相滞后”。而且旋翼其柔性也构成了共振动态系统。每一叶片都服从振动定律。振幅、频率、以及周期性的外力叠加.....下面约500字的内容翻译的乱七八糟,就不码上来了。这些东西是实际操纵去体会的,靠经验积累去了解。
2w(_? v C-LXH  
ZN2q rN$P Z P S   双桨叶跷板系统的周期挥舞实际上可以理解为挥舞变矩。前行桨叶上扬,相对来流,迎角变小减少升力,后行桨叶相对来流迎角加大增加升力。他们的合力作用使两部分旋翼升力相等。
,V(o l5RuWT4Tzp
wu8I$rJ:y J   跷跷板结构的叶片挥舞,利用空气动力和离心力自动调节,保持正确的运行无需机械的阻尼。而全铰结构往往需要限位器来保证旋翼静止状态是过分下垂。甚至有离心力自启动的限位器。当达到正常转速时甩开限制块,使桨叶挥舞自由。
E ?x,ZPjW C%I}q/d,U/U4ZD8~ @QB
  锥体-----锥体是旋翼桨叶向上弯曲,它是升力和离心力共同作用的结果。起飞前的预加速运转,升力很小的时候,离心力是旋翼上的主要作用力,桨叶几乎可以为一旋转“平”面。当加速滑跑至起飞这个阶段,旋翼上同时作用更多的升力。旋翼桨叶构成了相对于支座的锥角轨迹。全铰结构的锥角不去分析,对于跷跷板半铰结构,锥角会使旋翼叶片弯曲。离心力一般会设计在大于升力10倍。  &`q x%p q og8@

*y:rS? C2`6eR m   
\S \ V7_,U?i9T3l1]    哥氏效应-----以全铰结构分析:因为锥体作用,挥舞不会低于通过旋翼毂并垂直于旋转轴的平面。当旋翼系统向上挥舞时,旋转轴相对桨叶展向重心的距离将变小,动量受恒定律说明:这个距离于给定的旋翼转速之乘积必为常数。得到结果是:这个距离减少时,旋转速度必须增加,反之,当叶片向下挥舞时,旋转轴到桨叶重心的距离增大,桨叶速度必须减小。这种在旋转平面内的周期性速度变化“震荡”称为“哥尼奥里氏效应”。全铰结构中这种运动不能依靠气动力抑制,需要阻尼器或特殊的根部缓冲能量。
tM ~dQ:E   哥氏力效应在生活中的例子:比如滑冰,当运动员伸开双臂,增加了胳膊重心与旋转轴线距离,其旋转速度变慢,而收回双手以增加旋转速度。
[+DP4L#I$f/k
3x4J8M+oE(s Q
P/v)RZ Q^&He   跷跷板设计是为了解决升力的不对称。并由跷跷板的钢性连接板结合支撑块的固有设计高度抑制哥尼奥里氏力效应,这里称为无变距平面,取消垂直关节。达到安静的运转和基本忽略的旋翼水平面内震荡危害。它是这样实现的:当前行桨叶向上挥舞,刚性连接板跟随该动作。支撑块向该侧偏移,增加了旋转轴线与桨叶重心的距离,(实际上是抵消该叶片上扬缩短的距离)。另一面桨叶动作相反,下行桨叶侧,支撑块的高度作用,使重心距离减少。

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 楼主| 发表于 2008-2-13 23:13:01 | 只看该作者
谢谢顽童兄,读你详尽的介绍资料,大长见识 :handshake
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发表于 2008-2-14 11:55:31 | 只看该作者
老顽童帖子很专业!简单的说旋翼机与直升机的不同;
旋翼机旋翼后倾,无动力,不需要尾桨平衡扭矩,但需要推进动力,不能垂直起飞!
直升机旋翼前倾,动力运转,需要尾桨平衡扭矩,靠升力垂直分量,可以向任何方向飞行!
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