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直升机悬停的奥秘
来源:科普中国 发布时间:2022-07-04 09:06 点击量:5583 字体:

直升机除了可以正常飞行,还可以悬停在空中进行作业,这也是直升机区别于一般固定翼飞机的一种特有的飞行状态。为什么直升机可以停在空中呢?这要从它的飞行原理谈起。

任何东西想要离开地面,都需要克服来自地球的吸引力,即“重力”。重力的方向是竖直向下的,它将地球上的物体紧紧拉住。飞机想要升空,那必然需要一种向上的力量来克服重力,等于说有个力量“升力”把它往上拉,当升力大于重力时,飞机便可以离开地面,升上空中。

直升机的发展起源于中国的竹蜻蜓:两片削成厚薄不匀的竹片装在一根木棍上,双手一搓,竹片利用惯性和气压作动力便可飞上天空去。直升机头顶上的旋翼与竹蜻蜓相似,直升机起飞的升力正是来自于旋翼的不停旋转。从旋翼桨叶的横切面大致形状来看,可以发现旋翼的上表面弯曲,下表面比较平。在旋转时,上表面空气流速快、压强小,下表面空气流速慢、压强大,上下表面会形成一个压强差,从而产生向上的升力。

当升力与重力相等时,直升机在空中的垂直位置能够保持不变。旋翼运转时形成的桨盘平面,向不同方向倾斜时,可以抵抗四周的气流,使直升机在空中的水平位置保持不变。而直升机的尾桨抵消了主旋翼的反向力矩,避免机体自旋。由此一来,直升机就能稳定地悬停于空中了。

也就是说,直升机的悬停主要是依靠旋翼上下压力差产生升力与直升机本身重力达到平衡来实现。

而且,由于直升飞机这种既可以飞翔又可以悬停的能力,不论是在军事上还是生活中都大有用处。

在生活中上,我们也经常看到直升机救人的新闻。比如利用救助直升机在悬崖上救人,即使在树木、陡壁等障碍物较多的情况下,也可以通过通过吊运方式将游客及一名陪护人员转移到直升机。

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