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旋翼机初飞损浆事故与扭矩及误操纵的分析图解

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本人虽还没有飞过,但通过观看视频和学习用个人的理解来分析初飞者侧面打浆(损浆)的原因,如有不对希望别误导,还请飞行前辈提示一二。

相关讨论

讨论一:ncl

由于尾翼的作用, 螺旋桨产生的对机身扭转效果并不大, 主要还是驾驶者无法保证在起飞时旋翼总处在正中位置, 稍有偏差就会造成旋翼机倾斜, 这种倾斜要想在空中恢复, 需要有一定的空间做保证. 我第一次做起降练习时, 很巧旋翼很正, 收油门平稳落地. 第二次起降时, 旋翼偏向右侧一点, 使机身右倾, 收油门后右边轮子先着地. 造成机身偏右侧滑行撞向路牙. 结果你也知道了. 非法后来说当时应该加油冲上去, 在空中修正后再降. 哈哈, 我当时敢上去吗?

讨论二:hhe

前行浆与后行浆的受力不同似乎也会引起机身一定的扭转,只是不知道到底有多大影响。

有关作者所提到的旋翼很难保证在正中位置,不知道在操作机构中有没有什么类似于转向回中的机构帮助控制旋翼位置的稳定?

作者回复:

这个问题我也曾经思考过,但没有更清晰的理论能够解答,如果这个理论存在,那么操纵杆和旋翼头即便正好在中心位置上,一定也会出现侧倾现象的。问题的关键就是要搞清楚是NCL通过实践的结论对起飞侧倾影响大还是前行浆与后行浆的受力不同引起的侧倾,那个才是起主导作用的?但从目前NCL的实践我更倾向于实践一边。 但这两个问题很关键。只有从根本意义上搞清楚,才是对今后兄弟们安全操纵飞机飞行和DIY制作注意事项的贡献。

ncl回复:

切尔瓦发明旋翼机时就遇到上述问题, 头三架都失败了, 切尔瓦认真思考分析后, 找到了原因: 两边旋翼的升力不平衡, 致使旋翼机产生倾斜. 切尔瓦通过一个以前用藤条做旋翼材料的模型, 闪现一个新思想, 想出一个绝妙的解决方法: 在桨叶与桨毂之间采用铰接式连接, 终于在1923年1月9日旋翼机C-4试飞成功! 至此旋翼机就算真正被发明出来了. 铰接技术的发明对以后的直升机问世起到了重要的推动作用! 旋翼头翘翘板是一种最简单有效的铰接形式。

我以前采用的是前连接操纵杆方式, 由于是硬连接操纵性很敏感, 虽然结构简单但没有后连接方式操纵性好, 后连接方式由于多处连杆铰接, 有一定的自由度, 使手中的操纵杆不会很敏感传导到旋翼头. 汽车方向盘为何有左右转向自由度, 就是这个道理. 不然汽车是很难驾驶直行的。

旋翼头由于受力点在纵铰接轴上部, 旋翼的拉力会使旋翼轴自动回中的. 旋翼的倾斜是人为造成的。

纯属个人看法, 仅供参考。

hhe回复:

这样看来,对于第一个问题,跷跷板解决了前行后行浆受力不平衡的问题。

对于第二个旋翼拉力使旋翼回中,暂时表示怀疑,需要再仔细想想。(旋翼拉力似乎应该与旋翼头轴线重合,对于俯仰角,在没有操作拉杆力作用的条件下,这个拉力会使旋翼头转到最大俯角。对于侧倾角,拉力指向侧倾旋转轴,并没有回正力矩使侧倾的角度回中)。

汽车转向回正确实是由相关设计控制的,具体好像和轮胎内倾有关。

不过操控机构的多个铰接约束,降低了操控的敏感,可能是主要因素。

讨论三:xueheyao001

我觉得按照作者的图、NCL的理论、实际经验这几个方面看,我个人的理解是:

1、起飞速度、旋翼旋转不够,就拉起,应该是侧倾的一个原因。

2、发动机马力不够,安装调试平衡没找好,是一个原因。电视上看到徐斌帮一个朋友试飞,好像就是起飞的一霎间,发生了侧倾,徐斌操作进行了调整,加大油门,向上冲,就像楼上说的要摆脱这个区域,可是瞬间提速发动机动力不够,就一屁股做下去了。

3、由于操作杆过于敏感再加上新手操作经验不足,发生侧倾。

我想到几个方法解决,不知对不对,望指正!

1、不管机器动力是多少,必须要保证瞬间提速的动力。开汽车遇到情况新手一般是停,老手一般是冲。旋翼机是在天上,所以必须冲,可不能停。

2、必须要有几个仪表辅助,比如发动机转速表,旋翼转速表等(呵呵,我菜鸟不知道还有什么表)只要他们的数值都达到起起飞、降落、转弯这些要求后再多动作。还用开车打比方,老手上坡起步,凭感觉边给油边松手刹。新手是给油门看转速表,转速达到多少后,一松手刹,车就平稳起来了。

3、解决不熟练问题,新手不可能老请专业试飞员,所以还要自己熟悉控制。

下面是从新手牵引练习到熟练有动力操作,直至单飞问题几点个人看法:

1、牵引法必须与司机配合默契,平稳加速。应该与司机有步话机这类的通讯方式。后面应该有一个救援人员跟随你。放风筝不能快收快放线,应该像钓鱼,平稳的顺着劲走。

2、飞行地点不好找,距离要长,不能有弯道,试想一下汽车软牵引,高速连续转弯,不出事才怪呢。建议废旧机场进行牵引飞行。

3、牵引绳感觉在旋翼机一端应该有一段是弹力带收缩的,比如蹦极用的那种绳子,这样会牵引的更平稳吧?

4、应该设计一个牵引绳快速分离装置,装置装在旋翼机上,不能在汽车上先使用,否则有危险。

5、牵引汽车必须在分离后,继续快速前进,不能刹车停留,就算旋翼机翻跟头,所以牵引车也要有一个分离装置,但这个装置必须是旋翼机出现事故时才能用。

6、这样就方便多了,我只要有一副旋翼,(好像3000一副吧)旋翼头、机体框架,应该就能飞了,逐步调整,逐步熟练操作。以后再加上仪表、发动机、外壳这些设备,呵呵,就是摔也先摔不值钱的,能有了操作经验,再摔值钱的,哈哈。

就想到这么多,其它还没想到。

不过我觉得牵引旋翼机不光是少打几个浆的问题,还有就是训练驾驶旋翼机也可以减少成本,提高飞行技术。同时解决了预旋不够问题,简化了旋翼头的制作难度,还有就是牵引法是不是能解决发动机动力不足的问题?比如用汽车先牵引旋翼机飞起来,达到一定速度和高度后,开启分离装置,使牵引绳脱离。这时候再由螺旋桨推动飞行?这样一来原来需要100匹马力的发动机才能自己起飞的旋翼机,现在是不是用80马力或更低马力的机器就能飞行了?虽然丧失了旋翼机短距起飞的优势,但解决了发动机成本高、旋翼头加工难问题,降低了个人制作旋翼机门槛。以后有条件了再换个大马力发动机不就行了吗。

呵呵,不好意思我只会用大白话表达我的意思,希望前辈们给点建议!

讨论四:老冯

还有,发动机的安装角,你们忽略了吧,非常重要的,重的不得了啊,安装的太正了,起飞离地后根据螺旋桨的转向不同,就会出现不是向左偏航,就是向右偏航,只要是你得飞机一离开地面,飞机不向前飞,而是偏向某一测,那就是这个的原因。

xueheyao001回复:

老冯,有个疑问好像你说的安装角,对螺旋桨在前重要些,像旋翼机这种螺旋桨在后的机型好像是越正越好吧?时间太久了,忘了是怎么说的了,就是以前做固定翼飞机模型时,记得图纸上写过调整安装角度。对蜜蜂型这种发动机后方的机型好像没提到安装不要太正了。我是整么考虑的,动力滑翔伞的大风扇就是在后面根本谈不上什么角度,最佳角度是用身体来调整的,是水平调整还是中心线调整,反正现在脑子有点乱,还是专家给解释下吧。

hhe回复:

老冯所提的是发动机安装角导致旋翼机左偏航或者右偏航,而非旋翼机左倾或者右倾。

以前玩过水平翼螺旋桨飞机的模拟飞行,由于螺旋桨扭矩的作用,飞机发生侧倾,再由于这个侧倾导致飞机偏航,解决这个问题的办法之一是水平尾翼配平。也有很多飞机干脆不做配平,而是通过驾驶员调整副翼使飞机保持水平及正确航向。(我觉得对于旋翼机应该就是调整旋翼角度来控制)

通过发动机安装角来配平这个侧倾及偏航似乎不是一个合适的方法,发动机扭矩随转速发生变化,难道说发动机安转角也要随之变化。

也许给水平尾翼加上做配平的升降舵能解决这个问题,不过直接调整旋翼倾角来维持机身及航向的稳定不是更直接吗?(NCL之前也提到过发动机的扭矩对侧倾影响不大)

以上个人观点,有什么不对的地方请指明。谢谢!

就迷旋翼回复:

回这句话:"发动机扭矩随转速发生变化,难道说发动机安转角也要随之变化?"。

发动机扭矩随转速发生变化,这没错。但扭矩增大时推力也随之增大,安装角稍偏带来的的纠正力矩也随之提高,这正是很多飞机采用“下拉角”“侧拉角”的原因。

回这句话:“老冯所提的是发动机安装角导致旋翼机左偏航或者右偏航,而非旋翼机左倾或者右倾。”

有的时候“偏航”、“左右倾斜”这两个问题可以合二为一的看。这个帖子中老冯提到的问题,事实上是螺旋桨的反向力矩首先引起倾斜,倾斜使得飞机偏航。

螺旋桨产生的反向力矩可以用多个方法来纠正。发动机安装角纠正一部分,尾舵纠正一部分、适当调整重心纠正一部分、驾驶员的操纵纠正一部分。单人旋翼机螺旋浆在平飞时产生的反向力矩大约在30牛米~70牛米,如果在设计上不做任何纠正但凭操纵纠正的话,驾驶员只要使旋翼盘侧倾1~3度角左右即可,远远没有2级侧风的影响大。但是对于没有飞行经验的人来说,如果飞机一离地就发生侧倾而又没有养成正确处理的条件反射,可能会措手不及。

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