直升机是靠螺旋桨带动的,为何把桨叶架起来却经不住机身的重量
螺旋桨转起来,有一定的离心力支撑!螺旋桨静止架起来和旋转形成升力是不一样的,看过把纸切成圆形放在角磨机上旋转可以切个坚硬的物品否则纸的硬度很小。飞行在空气中是绝对均匀受力,压强较小,如果把直升飞机跟吊锅一样吊在螺旋桨上,那就不是一回事了。又如鲸在水里可以活,搁浅到沙滩会压迫内脏而死。翼尖架起来肯定断了。因为整个螺旋桨都在均衡受力,从靠近螺旋桨叶根部最小力到翼尖受力最大。按照比例讲应该拖住螺旋桨叶中间部位就是飞行时候的平均受力点。【直升机是靠螺旋桨带动的,为何把桨叶架起来却经不住机身的重量】
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螺旋桨转动向下推动空气产生的反作用力要大于直升机总体重量,直升机才能上升。这种力是分布在浆叶底部每个位置,因而将力分解,浆叶不断裂,但浆叶根部承受力最大。如果用螺旋桨撑住飞机重量,要看撑在什么部位,如果撑在根部,或多点支撑也不会断。直升机旋翼都是轻质材料,10吨级的阿帕奇,一片桨叶两个人就抬走。个人估计离心力的垂直分量不会是升力的数量级,因为角度太小了。我们知道绷紧的晾衣绳,其应力是远高于衣物重量的。如果用拉力提供一份升力,可能需要材料经受一百份拉应力,这太不划算了。其实直升机的旋翼强度只需要保持自身形状和一定的韧性就行了,静止状态下连直升机十分之一的重量都承担不了,真正的窍门在于高速旋转的叶片受离心力作用产生刚性,就像一条绳子在静止或者低速状态下是软的,但在高速甩动是会变硬一样,很多旋翼机的叶片都是铰链连接,平时都是松散状态,只要主轴达到一定转速,离心力赋予叶片的刚性就足以拖拽机身升空。
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当桨叶旋转时产生升力是均韵分.部在整个桨叶下面的最后把升力转侩桨鼓轴上的,当桨叶静止时你想拖起飞机你是把做用力顶在一个点上面的,所以这个受力点随桨轴距远近能承受重力是不一样的。旋翼推动空气后,是整个叶片均匀受力,当然没问题,所谓的架起来,那是两端,只是几个点,几个点和整个叶片分散承担当然是差别巨大。但不管怎样轴承连接都是高强度的。物理学上没有离心力一说,有的只是向心力不足导致旋转的时候做圆周运动的部分,它的运动轨迹发生变化,比如此例中的旋翼发生自抬。把一纸条悬空平方,纸条不仅不会承担起一瓶墨水,还会被墨水瓶压弯掉落。但把这张纸条对折后,折痕处再挂一瓶墨水,拉起纸条的两端,在纸条两端夹角大于90度时也会轻易的把墨水瓶提起。此时纸条两端的拉力,正如同旋翼旋转产生的离心力提供的拉起直升机的力。钢缆为什么要用很细的钢丝编织而成?它的抗拉力和横截面积相同的一整根实心的材料是不是相同的?(前提是多股钢丝绳横截面积和实心的要一样,材料也要一样,单位长度内重量一样。)如果若干股细丝承受的拉力之和,和一整条的横截面积相同的实心体相同,那么编织起来抗拉力是不是会更强?
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如果悬吊旋浆近端或根部可轻松吊起直升机,如果吊远端浆叶会损坏,因为旋转时升力虽然外圈比内卷大,但是是向轴中央逐浙减小的,因为外圈升力也要通过根部承载,所以近轴处受力仍最大。以轴为中心,越向外圈浆叶受力会逐渐减小,最外侧是受力最小的,所以最薄弱。而吊装时已没浆叶升力,靠浆叶外端不能吊起也正常。把直升机直接用螺旋桨架起来属于单点受力,而螺旋桨旋转起来产生的升力属于分布力,最终的受力点通过螺旋桨连接点传递到机身,所以连接点的受力强度大于机身重力,但是并不表示螺旋桨上每个部位的强度都能大于机身重力强度。另外大部分直升机通常都是多桨叶的,每个桨叶的承重也有极限。
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直升机旋翼桨叶的离心力和拉力一起作用实现可让直升机起飞的升力。当然这指的是传统柔性桨叶。现在很多正在研发验证的高速复合构型直升机采用了刚性桨叶。它们静止时用外力把直升机抬起来应该是没问题的。例如卡莫夫的卡92,西科斯基的X2欧洲的X3等等多以双旋翼共轴外加螺旋桨符合构形方式。抬风叶端部肯定会断,如果是抬根部呢?一定不会断,这说明飞机起升时作用力不是在绝部地方,而是风叶每个地方都受力,打个比方,用承重99斤的扁担抬100斤的水泥,扁担一定会断,这个时候扁担就好比静止的风叶,水泥就好比机体,那怎么抬不会断呢?好,这需要再来两人,分别抬扁担两端的四分之一处,这样扁担就不会断,旅转的螺旋桨就好比四个人抬的扁担,一定不会断。
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