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由于直升机的升力靠旋翼来产生,而旋翼是一个旋转的有质量的物体,所以可以把旋翼的旋转看作是一个陀螺.而对直升机的控制主要就是对旋翼的控制(平衡翼也是为控制旋翼服务的),所以从旋翼的陀螺原理入手就很能够比较容易地理解直升机的控制原理,这样也为指导控制直升机有帮助.
高速旋转的旋翼作为一个陀螺,就具有陀螺的基本特性,陀螺具有以下三个特性,我们在控制旋翼方向,进而控制旋翼产生的力的时候都可以通过这三个特性得到理论依据:
一.陀螺具有进动性:
所谓陀螺的进动性就是指当旋转的陀螺的轴心不与重心在同一轴线上时,陀螺不单进行告诉旋转(这个旋转称为自转),同时还绕支点作进动,这个进动的产生是由于动力在支点上有一个动量,假设支点在水平方向上距离中心为r,陀螺的重量为G,那么这个动量就为Gr,按照柴莱原理,这个动量会产生一个垂至于陀螺轴线和支点垂线组成的平面的几个运动倾向,这就是陀螺的进动性.也叫进动效应.产生倾斜倾向,进而形成绕支点旋转的进动方向是和上面所说的平面垂直且向里.
陀螺的进动在直升机的具体表现为当我们打方向舵或者升降舵的时候,由于整个旋翼平面已经偏离了它的支点,实际上是一个倾斜的陀螺,这个时候就表现出进动效应,例如:向右打舵,就会产生一个从右面看向前的进动,这样从实际情况看就有抬尾的倾向,我们就要拉杆校正.
二.陀螺效应:
如果当陀螺旋转时,如果希望这个旋转体变换运转方向,这会在两端产生附加的力,这个力大小相等,方向相反,这就是陀螺效应;产生陀螺效应的原因主要是旋转体具有角动量mwr,其中m是旋转体的质量,w是旋转体的角速度,r是旋转体的半径.
三.章动效应:
陀螺在作进动的时候,它的顶部还有做"点头"动作,这叫做章动,章就是拉丁语里"点头"的意思.地球的章动是18.6年,中国古代历法中把19年叫做一章.章动效应在模型直升机里表现的不是很明显,或者说我还没有遇到问题需要用章动来解释的.
以上是陀螺原理,在接下来解释直升机控制和飞行的时候需要不时地用到这些理论.
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发表于 2003-10-30 07:41
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发表于 2003-10-30 16:54
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