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  1. CH一47运输机前后螺旋转为什么一个逆时针一个顺时针转?
  2. 能否介绍下美国海军的CH-53直升机?

CH一47运输机前后螺旋转为什么一个逆时针一个顺时针转?

诶!这个问题挺有意思,也涉及到简单的一些物理知识,我来讲解一下。也算科普一下直升机飞行原理吧。

直升机属于旋转翼飞行器,和普通飞机不同,直升机的向上升力是由螺旋桨旋转产生的,如果大家玩过竹蜻蜓就能明白直升机是怎么飞起来的。

但是,牛顿第三定律告诉我们“相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上”。所以当直升机驱动螺旋桨旋转时,旋翼也必定会对直升机产生相反的作用力,如果没有其他措施,那直升机机体会进入“不由自主”的旋转模式,驾驶员要跟着这么转,能把隔夜的饭都吐出来。为了抵消这种不由自主地旋转,直升机就需要额外一种力量将这个反作用力抵消,保证机身不会转动。最常见的就是上面这种带尾桨的直升机,尾桨在旋转时产生的力量将直升机机体的反作用力抵消,这样直升机就可能在螺旋桨的带动下安全起飞了。

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使用尾桨的直升机在世界占绝大多数,包括军用和民用。这种直升机的的优点是结构简单、技术成熟、性能可靠,各方面性能均比较平衡。有意思的是美、英、德、意、日等国的直升机螺旋桨都是逆时针旋转,法、俄、中、印的直升机螺旋桨都是顺时针旋转。

带尾桨的俄罗斯米24直升机

搞清了基本原理我们就能知道,只要能消除施加在机体上的反作用力,除了尾桨式之外还会有很多其他的方式让直升机飞起来。

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1.共轴双旋翼直升机

这种直升机的机体上方有两幅螺旋桨,两幅螺旋桨在绕同一个轴反方向旋转。这种技术由于螺旋桨转向相反,两副旋翼产生的作用力被相互抵消被相互抵消,保证了下方机体不会旋转。相对于普通直升机来说,共轴双旋翼直升机,机身变短、升力大、飞行效率高,但对技术水平要求相对较高同时双旋翼相距过近剧烈机动时有可能会相互碰撞造成机毁人亡的事故。 进口自俄罗斯的共轴双旋翼反潜直升机

2.双旋翼横列直升机

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双旋翼横列式直升机的两副螺旋桨一左一右分别安装在机身两侧的支架上。起飞时螺旋桨旋转但方向相反,互相产生的作用力被抵消。双旋翼横列直升机的技术由于缺点过多目前已被放弃,只有苏联制造过数架米-12双旋翼横列直升机,目前尚无发展。 原苏联米12直升机

这个问题涉及到直升机的转动惯量自平衡问题了。

咱们现从最简单的单旋翼直升机来说起吧。以R44这种结构最简单的民用直升机为例,主旋翼(也就是头顶上最大的旋翼)在旋转过程中,如同固定翼机翼那样,相对于空气在旋翼的上下表面产生了气流速度差,从而导致气压差产生,这样最为重要的升力就出现了。

不过,由此带来的新的问题——这就是转动惯量平衡问题。简而言之,如果主旋翼从上往下看是顺时针旋转的,就会对机体产生了一个顺时针旋转的力矩(反之,就是逆时针力矩),从而导致机身处于不平衡状态,为了平衡这一力矩,就需要在尾翼上单独设置一个尾桨,其旋转平面正好是垂直于水平面的。当这个尾桨工作时候,就可以产生一个侧向推力,推动尾翼向右移动,那么围绕重心就是一个逆时针力矩。

通过调整尾桨转速使得尾桨产生的力矩和主旋翼的力矩一致,那么就可以刚好达到平衡状态了。

同样的道理,如果加大或者缩小尾桨转速,那么就可以实现直升机的航向调节了,这就是直升机相对于固定翼飞机复杂的体现之处。

回到问题,CH-47是同时装备两个主旋翼的纵列式运输直升机,没有设置常规的尾桨来平衡力矩,也没有通过尾桨来控制航向。

在这种机型上,对于力矩的平衡主要就是依靠两个主旋翼的旋转方向航转速进行差动式调节的。具体而论:

对于力矩平衡,***用将两个主旋翼旋转方向相反,转速一致的方法来进行平衡;

对于航向调节,***用加大或者缩小两个主旋翼的转速差来进行调节。

能否介绍下美国海军的CH-53直升机?

西科斯基的超级种马ch53。军民两用双发重型直升机。用于美国海军的两栖攻击舰,承担大量两栖运输任务。是美海军从海上向陆上的重要突击力量。ch53有A,d,e,k和mh53e,j改进型。ch53在海湾战争中搭载特种部队摧毁伊拉克雷达站。服役多个国家是经过实战检验的战争机器。

CH-53是美国西科斯基飞机公司研制的双发重型运输直升机,公司编号为S-65。它是根据美国海军提出的空中运输直升机要求研制的,主要用于突击运输、舰上垂直补给和运输。CH-53主要装备美国海军和海军陆战队。1962年8月开始研制,1964年10月首次试飞,1966年6月开始交付。其机身是S-61的放大型,但旋翼、传动系统及某些动部件是继承S-64直升机的。1***1年公司又开始在双发型CH-53D基础上研制三发重型多用途直升机CH-53E。其最新型号是CH-53K“海上超级种马”,有效载荷达到13.5吨,可装载两辆装甲防护高机动车或一辆轮式装甲车。

以目前常见的CH-53E为例,其***用3发、单旋翼、带尾桨布局,尾桨装在尾斜}梁左侧。机身***用水密半硬壳式结构。机身两侧装有短翼,翼梢装有浮筒。机身能承受垂直方向的20克和横向10克的坠毁力。尾斜梁用液压动力向左折叠。

该机***用3台通用电气公司T64-GE-416涡轮轴发动机,10分钟最大功率3×3266千瓦,最大连续功率3×2756千瓦。在两个翼梢浮筒前部各有一个自封软油箱,容量为192公升,还有一个附加双室油箱,容量1465公升,还可选装吊挂在短翼梢浮筒外侧的可抛副油箱。总载油量4922公升,机上还装备可伸缩的空中加油探管。

其驾驶舱可容纳3名机组人员。座舱内沿舱壁和座舱中间布置的折叠帆布椅可坐55名士兵。座舱右前侧有主舱门。后部跳板式舱门用液压操纵。典型的货运载荷包括7个标准的102×122厘米货盘,中央吊钩可吊运16330千克货物。

CH - 53K是对CH - 53E的总体重设计。主要改进是新的发动机和驾驶舱布局。CH - 53K的提升能力和作用半径将是CH - 53E的两倍以上,并有一个更宽的货舱,使其能够在内部运载悍马。CH - 53K将***用新的短粗复合支架来减小总宽度,使直升机在舰载作战时占用的空间更小,并且,它还将配备一个新的复合材料旋翼桨叶系统,其技术类似于目前在UH - 60黑鹰直升机上发现的技术。

CH - 53K直升机是处理人道主义援助、部队运输、伤员后送( CASEVAC )、特种作战部队支援和战斗搜索救援( CSAR )等任务的最佳选择。而且,无论执行何种任务,CH-53K在任何情况下都为机组人员和乘员提供最高程度的安全。CH - 53K直升机的设计和制造符合美国海军陆战队( USMC )严格的标准,并将作为其关键的陆海后勤连接器。新的重型升降机将使美国海军陆战队和国际军队能够以前所未有的速度和效率将部队和装备从一艘船运送到另一艘船上,并运送到更高的海拔地区。

CH - 53K具有外部提升能力和更宽的客舱,是运送更多货物或部队、减少行程的理想选择。更大的舱室能够承载463公斤的货盘和高机动性多用途轮式车辆( HMMWVs ),这种车辆提供了灵活的配置,以实现最大的任务效率,并且在不重新配置和移除部队座位的情况下便于货物的装载/卸载。CH - 53K种马凭借其CH - 53A、CH - 53D / G和CH - 53E的前身,CH - 53K直升机专为在现代战场(包括舰载作战)上蓬勃发展而设计,因为它具有智能、可靠、低维护和可在最艰苦和偏远的前沿作战基地生存的特点。