直升机前飞性能概谈(一)

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直升机的卓越性能不仅体现在垂直起降与悬停上，其水平飞行能力同样举足轻重。以西科斯基的VS-300为例，尽管早期存在缺陷，但通过改良尾桨和操控系统，它开创了单旋翼带尾桨直升机的新纪元。关键在于保持直升机的平衡，这涉及到垂直、水平方向的力矩和重心，通过调整旋翼的前倾角度以抵消阻力，同时，旋翼挥舞铰与机身姿态的精确调整对飞行稳定性至关重要。
揭秘直升机的功率需求
在悬停状态下，直升机的功率主要由旋翼诱导功率（占比60%至80%）和型阻功率（15%至40%）组成。而进入前飞，废阻功率（阻力的产物）成为重要因素。值得注意的是，随着旋翼尺寸的增大，诱导功率在前飞时会下降，但废阻功率与飞行器截面积成正比，对大型直升机的影响尤为显著。
发动机不仅要应对旋翼阻力，还需应对其他气动部件的阻力。设计师在减阻与性能、成本之间寻求平衡，如洛克希德XH-51A虽外形流线，但桨毂设计的限制源于结构考量。尽管整流罩的应用较少，因为它往往加重负担和复杂性，但对于轻型直升机如R-22，可能会有所助益。
在设计过程中，升力的反复评估与理论计算和风洞试验的结果往往有所出入。发动机还需为尾桨、传动系统提供额外的动力，这些元素共同塑造了直升机的性能图谱。
功率曲线的秘密
在功率图中，"Miscellaneous"代表了所有功率的总和。当直升机在最优速度下巡航时，功率消耗达到最低，甚至小于悬停状态。而在低速飞行，无论是正飞还是倒飞，功率需求接近悬停，显示出独特的性能特性。
直升机的前飞性能，如海拔适应、航程扩展和巡航效率，还有许多细节值得深入探讨。明日我们将继续揭示更多，敬请期待下篇的深入解析。