网友:直升机升限是多少?能否像固定翼飞机那样,飞到20000米高空?
不能,直升机旋翼效率在超过5000米后就直线下降。
不要说直升机,即使是螺旋桨飞机,也飞不到2万米高度,飞到1.2~1.3万米高度已经是顶天了。目前固定翼螺旋桨飞机升限是俄罗斯的图-95战略轰炸机,最高1.5万米,但他是切换成特殊的涡喷模式,螺旋桨本身不产生动力完全顺桨,涡桨发动机实际上是当作涡喷来用。而没有涡喷模式的图-95的海上巡逻机型号图-142,升限也只有10200米。
直-18高原型飞越喜马拉雅山
这是因为其物理特性决定的,螺旋桨和旋翼是通过驱使空气流动从而产生的动力,因而其跟所处空气密度有很大关系。简单的类比就是,船上的螺旋桨放在水中,可以驱使数十万吨巨轮前进,而如果离开水面放在空气中,还能推进丝毫吗?其根本原因就是水与空气的密度差,产生的流体驱动力差异。而空气密度是随海拔高度增加而急剧降低,海平面高度空气密度可以达到1.2公斤/立方米,而1万米高空空气密度只有0.4公斤/立方米,到了2万米高度更是只有0.1公斤/立方米水平。
造型奇特的CH-53K“种马王”直升机的弯刀型桨尖,这种奇特的造型可以推迟翼尖气流的马赫值,直升机翼尖相对速度达到1.2马赫时气流才会超过音速产生音障和激波,从而可以提高升力。
直升机旋翼所产生的升力水平计算公式是,升力系数×空气密度×旋翼直径的四次方×旋翼转速的二次方。既然空气密度大幅度下降情况下,必然要在旋翼直径、旋翼转速上下功夫,但遗憾的是目前这两个领域有个上限限制,那就是旋翼翼尖空气流速不能超过音速。否则就会产生音障和激波,轻则阻力大增效率下降,重则打碎桨尖导致机毁人亡,增加旋翼直径和转速,必然会增加翼尖速度。这就是为什么目前直升机和螺旋桨飞机,升限无法再提高的原因所在,已经碰到物理领域的天花板。
创造直升机飞行高度纪录的SA315B美洲驼
目前直升机领域升限记录是1972年法国SA315B"美洲驼"在平原地区创造的12442米记录,而我国直-18高原型直升机在2015年在青藏高原试飞时,实现过9000米的最高飞行高度纪录。在这个高度下直升机的升力水平已经非常勉强,操控性能和安全性也难以有效保障,更不要说装载货物人员了。
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