问题

直升机空中停车能否脱开发动机,变成旋翼机,从而实现自救?

回答
直升机空中停车,然后脱开发动机,变成旋翼机实现自救? 这听起来像科幻小说里的情节,但我们不妨深入探讨一下这个想法,看看现实中它有多大的可能性。

首先,我们得明确几个概念:

直升机(Helicopter): 它的动力来源是发动机,通过传动系统驱动主旋翼旋转,产生升力和前进的推力。同时,为了抵消主旋翼带来的反扭矩,还需要尾桨或者其他反扭矩补偿装置。
旋翼机(Autogyro/Gyrocopter): 它的主旋翼并不由发动机直接驱动。旋翼的旋转是由前进时的相对风产生的,就像风车一样。旋翼机通常有一个发动机驱动的螺旋桨来提供前进的推力,但主旋翼是自由旋转的,它只是利用空气动力学原理来产生升力。

那么,直升机空中停车后,能否变成“旋翼机”实现自救?

理论上,如果直升机的主旋翼在发动机停止运转后,能够依靠自身的空气动力学特性继续旋转,并产生足够的升力来维持一个受控的下降,那么它就有点像一台“动力受限”的旋翼机了。这种技术在直升机领域有一个专门的术语,叫做“自转”(Autorotation)。

自转(Autorotation):

这是直升机在发动机失效时最重要的应急救生手段。当直升机发动机突然停止工作时,飞行员的首要任务就是立刻进入自转状态。

如何实现自转?
收油门(降低总距): 飞行员会迅速将总距杆(控制主旋翼桨叶迎角增加的操纵杆)向后推,减小主旋翼的桨叶迎角。这样做是为了防止在发动机失去动力后,巨大的惯性使主旋翼继续以高速旋转,导致桨叶过载损坏。
放总距(加大总距): 与此同时,飞行员会将总距杆向前推,加大主旋翼的桨叶迎角。这个动作至关重要。虽然发动机不提供动力了,但是此时主旋翼的惯性仍在驱动它旋转。加大桨叶迎角,相当于让主旋翼在空气中“抓取”更多空气。当直升机向前或向下运动时,相对空气会从主旋翼下方吹过。这个相对风作用在倾斜的桨叶上,就会产生一个向上的升力,同时,由于桨叶是倾斜的,这个相对风也会给主旋翼一个向前的力(或者说驱动力),使主旋翼继续旋转。这就像你在推一个风车的叶片,你给它一个角度,空气流过它就会让它转动。
改变总距,主旋翼开始自转: 一旦桨叶迎角足够大,气流就会通过主旋翼,驱动主旋翼以稳定的速度旋转,即便发动机已经失效。旋转的主旋翼就产生了升力,让直升机不会瞬间坠落,而是以一个相对缓慢的速率下降。

变成“旋翼机”的类比:
你可以把自转中的直升机想象成一个非常大的、有动力控制的旋翼机。旋翼机的主旋翼是靠前进时相对风驱动的,而自转中的直升机,它的“前进”不仅仅是靠飞行员操纵前进,还有因为重力产生的向下的运动。这个向下的重力势能转化为动能,驱动直升机向前和向下运动,进而驱动主旋翼旋转。

那么,这算是“脱开发动机”吗?

严格来说,在自转过程中,发动机是已经停止运转了,但它并没有被“脱开”。发动机的传动系统(齿轮箱、传动轴等)仍然连接着主旋翼,只是不再为它提供动力。而且,在这个过程中,直升机还是需要依靠飞行员的操纵来控制姿态和下降速率,这与真正意义上的旋翼机(依靠螺旋桨前进,主旋翼自由旋转)还是有区别的。

实现自救的可能性有多大?

自转是直升机飞行员必须掌握的最基本也是最重要的技能之一。几乎所有的现代直升机都设计有自转能力,并且有严格的操作规程。

可行性: 非常高,这是直升机设计的关键生存机制。 在发动机失效的情况下,飞行员通过熟练的自转操作,可以将直升机安全地降落到地面上,尽管下降速度会比正常飞行快一些,而且着陆时需要一定的空间和技巧。
面临的挑战:
高度要求: 自转需要一定的初始高度。在非常低的高度下,飞行员可能没有足够的时间和空间来完成自转程序并找到合适的着陆点。
飞行员技能: 虽然是基本技能,但高超的自转技术仍然需要大量的训练和经验。在紧急情况下,飞行员的冷静和技术至关重要。
直升机性能: 不同型号的直升机,其自转性能也会有所差异。有些直升机在自转时的下降率较低,或者更容易操纵。
着陆地点选择: 即便能够进入自转,找到一个安全、平坦的着陆点也可能很困难,尤其是在复杂地形或城市环境中。
尾桨失灵: 如果发动机失效的同时,尾桨控制系统也出现故障,那么飞行员在自转时将面临更大的挑战,因为他还需要处理反扭矩的问题。

总结一下:

直升机在空中发动机失效后,并非是“脱开发动机变成旋翼机”,而是进入一种叫做“自转”的应急飞行状态。在这种状态下,主旋翼依靠重力和自身气动特性继续旋转,产生升力,使直升机能够受控下降并尝试安全着陆。这就像是在没有发动机的情况下,让主旋翼变成一个能产生升力并能操纵的“风车”。这是一种经过精心设计的生存机制,在训练有素的飞行员手中,它提供了在发动机失效时逃生保命的宝贵机会。所以,从这个角度来说,它确实是实现“自救”的一种非常有效的方式。

只不过,它更像是直升机自带的“滑翔模式”,而不是变成了一种全新的飞行器。但无论如何,这项技术是直升机安全性的基石。

网友意见

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自旋降落有人说了。我补充一个,旋翼机是要有水平方向的推进器的,直升机没有。

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本身直升机就有自转降落这一功能的,就是空中停车后靠旋翼以风车形式转动降落。

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