時(shí)間：2018-07-20 21:16來(lái)源：中國(guó)直升機(jī) 作者：中國(guó)直升機(jī)網(wǎng)
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上一節(jié)所介紹的前飛過(guò)程中非對(duì)稱(chēng)速度分布是直升機(jī)和固定翼飛行器（氣流速度對(duì)稱(chēng)分布）的主要區(qū)別之一。
相對(duì)于固定翼飛行器的機(jī)翼而言，直升機(jī)旋翼的安裝連接方式相對(duì)來(lái)說(shuō)，可以算是比較”松散“了，這種”松散“既奠定了旋翼類(lèi)飛行器研制成功的基石，同時(shí)也給旋翼類(lèi)飛行器帶來(lái)了一系列獨(dú)特的特點(diǎn)，尤其是在穩(wěn)定性和操縱性方面。
槳葉連接到槳轂采用鉸接而非固連是一項(xiàng)相當(dāng)重要的發(fā)明，雖然這項(xiàng)發(fā)明并非是在直升機(jī)的研制中出現(xiàn)的——而是在自轉(zhuǎn)旋翼機(jī) Autogyro 的研制中發(fā)明出來(lái)的——但是這項(xiàng)發(fā)明卻實(shí)實(shí)在在促進(jìn)了直升機(jī)理論和工程實(shí)際方面的長(zhǎng)足發(fā)展。
這項(xiàng)發(fā)明出現(xiàn)的時(shí)間是20世紀(jì)20年代，當(dāng)時(shí)，西班牙的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)設(shè)計(jì)師 Juan de la Cierva 正在為其設(shè)計(jì)的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)存在的一系列氣動(dòng)問(wèn)題而苦惱。
 圖——Cierva所設(shè)計(jì)的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)
當(dāng)時(shí)Cierva的信條是——如果失敗了就從頭再來(lái)。顯然他第一次駕駛他自制的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)獲得了失敗，他驅(qū)動(dòng)自己的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)滑跑試圖起飛，然后他的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在達(dá)到起飛速度之前，突然就側(cè)翻了，旋翼打到地面，徹底報(bào)廢。Cierva毫不氣餒，沒(méi)多久就又進(jìn)行了第二次試飛，然而沒(méi)有對(duì)旋翼做任何改進(jìn)的情況下，第二次試飛與第一次并沒(méi)有什么差別，他的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)又一次側(cè)翻了。
在那個(gè)年代，Cierva沒(méi)有任何關(guān)于旋翼技術(shù)的知識(shí)，這位聰明的西班牙發(fā)明家最多就是有些關(guān)于風(fēng)車(chē)的技術(shù)——這方面的知識(shí)至少比同國(guó)的堂吉訶德要好些。
這種側(cè)翻（滾轉(zhuǎn)力矩）的成因?qū)τ谒麃?lái)說(shuō)簡(jiǎn)直就像當(dāng)時(shí)西方社會(huì)中流傳的”來(lái)自東方的神秘力量“一樣神秘，因?yàn)镃ierva在試飛他的橡皮筋動(dòng)力的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)模型過(guò)程中從來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)側(cè)翻，因?yàn)闊o(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題，自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的研制進(jìn)度一度暫停。
轉(zhuǎn)機(jī)在他聽(tīng)某場(chǎng)歌劇的時(shí)候出現(xiàn)了，也許是某個(gè)婉轉(zhuǎn)的音調(diào)刺激了他的神經(jīng)，他腦海中靈光閃現(xiàn)，他突然就意識(shí)到，之所以模型不會(huì)側(cè)翻而他真正的”座駕“會(huì)側(cè)翻的原因很可能就是兩者旋翼的剛度不一致，模型的槳葉是”柔軟“的竹材，而座駕則是類(lèi)似于當(dāng)時(shí)的固定翼飛機(jī)一般”剛硬“支承的槳葉。
”剛硬“支承的槳葉在前進(jìn)過(guò)程中，前行側(cè)的氣流速度顯然要大于后行側(cè)，由于兩側(cè)的槳葉安裝角一致，因而其氣動(dòng)迎角也大致相等，因而不同的氣流速度就會(huì)導(dǎo)致不同的升力分布，從而導(dǎo)致了前行側(cè)的力大于后行側(cè)，隨著前進(jìn)速度增大，兩者的力之差形成的力矩達(dá)到一個(gè)可觀的數(shù)值，一下就掀翻了自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。
而在模型自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)中，由于槳葉可以自由彎曲，上下?lián)]動(dòng)，因此具有較大氣動(dòng)力的前行側(cè)就會(huì)激發(fā)槳葉揮得高一點(diǎn)，由于陀螺的進(jìn)動(dòng)效應(yīng)，這種激勵(lì)將會(huì)有滯后，而隨著旋翼回到槳盤(pán)前方，其氣流速度降低，槳葉氣動(dòng)力恢復(fù)到正常水平，隨后槳葉轉(zhuǎn)入后行側(cè)，其氣流速度減小，槳葉氣動(dòng)力減小，因而就會(huì)揮得低一些，如此循環(huán)。而前行側(cè)槳葉的揮起將會(huì)減小其氣動(dòng)迎角，降低其氣動(dòng)力，后行側(cè)的槳葉則相反。
當(dāng)前行側(cè)和 后行側(cè)槳葉的揮舞導(dǎo)致的氣動(dòng)力變化變化剛好能夠抵消由于速度分布不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致的氣動(dòng)力變化的時(shí)候，揮舞達(dá)到平衡狀態(tài)。
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