依蔓 史慶起
直升機(不是飛機)主要靠旋翼的快速轉(zhuǎn)動獲得升力,實現(xiàn)垂直起飛。那么,直升機會像飛機那樣滑跑嗎?讓我們來一探究竟吧!
直升機利用旋翼拉力離開地面,增速上升至一定高度的過程叫作起飛。垂直起飛是指直升機垂直離開地面,上升到一定高度后懸停,再按照一定的軌跡爬升增速的過程。
在起飛場地周圍一定高度沒有障礙物時,直升機可以在垂直離地0.15~0.25個旋翼直徑的高度,部分利用旋翼的地面效應(yīng)(地面對飛機空氣動力的干擾),進行短暫懸停,然后再以較小的爬升角度增速爬升到一定高度。這種情況是直升機的正常垂直起飛。當(dāng)起飛場地周圍一定高度有障礙物、場地比較小時,懸停的高度也會隨之增加,以保障直升機可以安全超越障礙物。這種情況被稱為超越障礙物起飛。
輪式起落架是直升機滑跑的“腿腳”
除了垂直起飛,直升機也可以像固定翼飛機那樣滑跑起飛。垂直起飛可分為垂直離地和近地面懸停兩個階段,而滑跑起飛則分為地面滑跑增速和空中增速兩個階段。
直升機在垂直起飛過程中有短暫的懸停,這個過程所需功率要大于其平飛時所需功率。當(dāng)裝載過多或機場海拔很高時,直升機懸停所需功率增大,但發(fā)動機的可用功率卻會降低。此時如果要垂直起飛,直升機很可能無法維持懸停狀態(tài)。如果起飛場地沒有障礙物,而且地面比較平坦,這時就可以采用滑跑起飛。
地面滑跑是直升機一種常見的地面運動方式。滑跑過程中,直升機起落架機輪與地面保持接觸,這時作用在直升機上的力除了空氣動力、重力,還有起落架機輪與地面之間的摩擦力。由于直升機滑跑的速度比較慢,機身及氣動力(物體與空氣做相對運動時作用在物體上的力)的影響也相應(yīng)比較小。除了這些,直升機在滑跑過程中還會受到地面效應(yīng)的影響。
一般來說,可以產(chǎn)生地面效應(yīng)的高度大約等于直升機旋翼的直徑。在這個高度范圍內(nèi),直升機與地面之間的空氣被壓縮,就好像在兩者之間產(chǎn)生了一層“空氣墊”,即地面效應(yīng)。例如直升機在超出起飛有效載荷情況下,受地面效應(yīng)的影響,可以通過滑跑起飛。
研究發(fā)現(xiàn),直升機滑跑起飛時,隨著滑跑過程中速度不斷加快,地面效應(yīng)的影響會隨之變小,而旋翼的拉力則會隨著速度的加快而增大,于是直升機就飛了起來。而當(dāng)速度增加到一定程度后,由于直升機平飛所需功率會在地面效應(yīng)作用下有所減小,此時直升機就有足夠的功率來增加旋翼的拉力,并克服重力升空。隨著飛行速度進一步增加,直升機平飛所需功率進一步下降,這時直升機就有部分剩余功率用來爬升和增速,從完成整個起飛過程。
?武直-10被推著“滑”入起飛場地
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(責(zé)任編輯 / 高琳? 美術(shù)編輯 / 周游)