运动类飞行器----自转旋翼机
发布时间：
2018-12-27 00:00
最近局方修改的部分法规，很多朋友都已经注意到了对于运动类飞行器给予了足够的重视，通航只有让更多的人参与进来，才会驶入发展的快车道。运动类飞行器则是最容易普及的一类。
所以本人非常看好此类航空器的发展。回到正题，介绍下本文的主角-自转旋翼机。
一、先说一下什么是自转旋翼机
旋翼机，一种利用前飞时的相对气流吹动旋翼自转以产生升力的旋翼航空器。它的前进力由发动机带动螺旋桨直接提供。旋翼机须滑跑加速才能起飞。旋翼机实际上是一种介于直升机和固定翼飞机之间的飞行器，它除去旋翼外，还带有一副垂直放置的螺旋桨以提供前进的动力，一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力。
二、很多人看到这类飞行器的第一感觉就是这东西和直升机有啥区别？上天能安全吗？
（本文只介绍自转旋翼机的优点，当然也有很多局限性，由于篇幅所限，先不做过多介绍）
自转旋翼机与直升机相同的地方：
都由旋翼产生升力---旋翼旋转过程中，叶片与气流产生相对运动，从而产生升力。
好像再也没啥相同点了，欢迎各位补充吧，接着往下写。
自转旋翼机与直升机的不同之处：
旋翼的驱动力来源不同。
直升机是发动机直接驱动旋翼旋转，而自转旋翼则是靠相对气流推动旋翼旋转（预旋阶段除外）。为了实现气流推动旋翼旋转，很多地方恰恰和直升机相反：
例如直升机在正常飞行状态气流从桨盘上方向下方流动，而旋翼机是从下方向上方流动。这里只是说主要方向，规范的说是直升机旋翼升力与气流方向相反，旋翼机升力与气流方向相同。
没找到合适图片，由于这是一个核心问题，自己手绘一张，大家见谅。
为了保持飞行器平飞时的姿态，直升机旋翼轴前倾，旋翼机旋翼轴后倾。
操纵方式也不相同：直升机直接控制旋翼和尾桨实现所有操纵。而旋翼机的旋翼则只是起到辅助控制的作用，更多的操作时通过油门和方向舵完成。
旋翼转速：直升机在正常飞行阶段，旋翼转速基本保持很恒定，而旋翼机转速变化范围较大。
下图是旋翼机旋翼转速情况。正常范围从200-550转/分。
下面再回答第二个问题，关于旋翼机的安全性，很多不了解旋翼机的朋友或许都会有所顾虑。
为了更清晰的说明问题，本人将直升机与旋翼机进行对比说明。
1、发动机停车，这个每个航空人的噩梦。
直升机在飞行包线内飞行，发动机停车后还有机会进入自转状态，但旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态，这个过渡要损失一定高度。如果飞行高度不够，那么直升机就可能来不及过渡而触地。
下图是直升机正常飞行状态，在旋翼作用下，气流从桨盘上侧留下下侧。
下图是直升机自转状态，气流自下而上，驱动旋翼旋转。
旋翼机发动机停车后，它本身就是在自转状态下飞行的，不需要进行过渡，所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。旋翼机因为具有惯性继续维持前飞的状态，并由于重力和空气阻力逐渐减低速度和高度，就在这高度下降的同时，也就有了自下而上的相对气流，旋翼就能可自转提供升力。这样，旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降落。即使在飞行员不能操纵，旋翼机失去控制的特殊情况下，也会像降落伞一样的降落，虽然也是粗暴着陆，但不会出现类似秤陀落地的情况。
下图是旋翼机正常飞行状态，气流方向是不是与直升机自转状态相似？
2、旋翼涡环状态
此状态还是与气流流动方向有关，旋翼机整个飞行过程中，如果以旋翼桨盘为界限，气流流动的主体方向始终是自下而上，所以不会出现旋翼涡环状态。
3、尾桨失效或尾桨涡环（这里说的是最常见的单旋翼带尾桨直升机），尾桨远离机身，传动、操纵路线长，容易发生故障，在小速度转弯过程中还有可能进入尾桨涡环。
旋翼旋转动力来自于相对气流流动，不产生反扭矩，所以也就没就不需要复杂的尾桨传动系统。
4、旋翼机靠气流推动旋翼旋转产生升力，所以具有较好的抗风性能。
下图是旋翼机的环境限制范围（40节=20.56米/秒，相当于八-九级大风）
三、当然直升机很多性能是旋翼机不能比的，但是对于飞行爱好者来说，将旋翼机作为翱翔蓝天的入门航空器，是很好的选择。
1、操纵比直升机更容易，直升机操纵需要较好的协调性，毕竟各个操纵线系之间存在耦合。
比如说，提总距升高度，总距增加，反扭矩增加，就要靠蹬脚蹬平衡额外增加的反扭矩。
增速过程中，桨盘前倾，升力水平分量用于前飞的拉力，垂直分量抵消重量，水平分量增加，垂直分量必然减小，就要补总距等等，总之不管操纵哪个量，都会对其他方向的平衡造成破坏。
2、旋翼机结构简单，造价低。
由于旋翼机没有尾梁、没有尾传动系统及减速器自动倾斜器，绝大部分旋翼机也没有主旋翼传动系统、主减速器等，结构简单，此外使用维护简单方便。所需费用也低。飞行训练成本也较低，目前旋翼机执照市场价格约为12-15万左右，而直升机私照价格都在二十万以上，商照价格更是高达50-60万。
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