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正如 PilotYellow 在此(@3:22) 中解释的那样,Fenestron 尾桨的旋转速度比主旋翼快 10 倍,而传统尾桨的旋转速度仅快 6 倍。

为什么会有这么大的差异?管道不是应该产生更大的推力吗?此外,叶片越多不是应该产生更大的推力吗?差异的原因是什么?

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最佳答案
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旋转机翼的速度(无论是用于螺旋桨还是旋翼)通常受其尖端跨音速的限制,该速度与其半径/直径成线性比例。

我认为 H145 是一个很好的例子来回答你的问题:当它还被称为 BK117 时,它有一个直径为 1.9 米的传统尾桨。最新版本有一个直径为 1.1 米的翼尖旋翼。它们的比率是 0.6,这正好是你视频中给出的数字。

配备常规尾桨的 BK117(

BK117-D3 又名 H145,带 fenestron(

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螺旋桨和旋翼通过加速通过的空气产生推力。较小的旋翼在高速下吹出少量空气,较大的旋翼在低速下吹出大量空气,但力(或动量变化)是相同的。因此,当你把尾桨做得更小的时候,你必须让它旋转得更快才能获得相同的推力。

风管可以提高效率,但经常被高估。它们可以减少叶尖损失,但长而薄的叶片的叶尖损失很小,因为叶尖只是整个叶片的一小部分。随着叶片变短、负载增加,叶尖损失会增加,这时就有必要增加风管了。

叶尖损失意味着叶片叶尖附近的区域不会产生太多升力。因此,你可以将管道想象为将叶片的跨度延长(非常粗略地)一个弦宽。这远远不足以弥补叶片长度仅为原始长度 60% 的缺陷。

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我觉得你是反着看这个问题。我们的目标是降低尾桨组件及其驱动系统的重量,这既是为了直接减轻重量,也因为按每磅计算成本相对较低。最简单的方法是把转子做得更小。在相同功率输出下,更快地旋转可以减轻驱动部件的重量。因此,我们的目标是设计一个尽可能小而快的转子,同时仍能以目标功率产生目标推力。如上所述,管道可以显著增加螺旋桨的有效直径(以相同效率来看)。管道式螺旋桨移动的空气量几乎与较大的无管道式螺旋桨相同,但跨度载荷截然不同,推进力更大,并且由于它们可以提高转速,因此通过驱动器运行的扭矩更低。

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    与传统尾桨相比,舷侧旋翼要重得多,而且效率更低,在法国方面的坚持下,前 MBB(现欧洲直升机公司)的直升机上增加了舷侧旋翼。
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