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( 二 )

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有的人说桨面均匀受力能吊起直升机说法是错误的,螺旋桨的强度根本不够。螺旋桨如果不转起来,那受到全是侧向应力会被直接折断。螺旋桨旋转产生强大的离心力,和直升机重力形成的合成力,变成了一个轴向的拉力。而拉是不容易被拉断的。类似你把拉住一个人的手原地转圈可以把他拉离地面,手却没有折断。力的作用是相互的,旋翼转动时对空气形成了下压的力,空气反过来对旋翼形成向上的力,才使直升机向上,旋翼承受的是整个机体的重量,你要说吊,从旋翼根部,也就是倾斜盘处吊,完全可以把直升机吊起来,你要从翼尖吊,肯定会断,因为杠杆作用,翼尖受力,除了垂直向上的拉力,在旋翼本身还有横向的应力,受力不均,当然会断!
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抬起静止的螺旋桨两端,因为中间部分没有支撑力,所以两端上翘,螺旋桨会折断。 而旋转的螺旋桨,会因为告诉运动,整个页面产生三个力,一个是离心力,一个是每段翼面都产生了升力。离心力让螺旋桨拉直,不会上翘,均匀升力把重量受力点从某段机翼,转移到了杠杆最中心的轴上,最关键的是向下产生了风力,风吹到地面反射回来的力量,就可以把直升机的机身重量抵消很多,于是直升机的重量就不会把机翼折断。所以关键是记忆要旋转才可以,原理很简单,就是本来只是一条线,转快了直升机就会认为这是一个面,一条线承受不起这么大的重量,但面是无数条线组成的,转成面时,就会有无数条线来支撑,根据一根筷子被折断,一把筷子不怕弯的基本原理,直升机就被抬起来了。
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角速度带起来的是离心力,加上叶面角度产生的垂直拉力,整个叶面范围都可以产生浮力,对机身来说,着力点作用在翼轴本身并且力的方向垂直向上,要知道翼轴最能承受的就是垂直拉力。作者问的是把螺旋桨架起来托不住机身的重量,因为没有了角速度带来的水平离心力,力度不能平均作用在叶片的全长范围内,只是机械作用在叶根,而且不是作用在轴上,真的就只有横向连接的叶根,而静止的叶根 根本没有抵抗纵向力的强度,当然会断。如果在桨叶下放一张中间开孔的圆桌子,圆桌子固定在地上,桨叶的受力均匀,是可以承受得了整个飞机的重量的;受力原理和旋转时空气托举一样。 如果只支撑几个桨叶尖,是支撑不了整个飞机的重量的,受力不均匀,桨叶靠近圆心的中部受力最大,此部分会折断。
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直升机的机身不可能产生升力,当螺旋桨驱动的气流接触直身机机身顶部的时候,机身顶部与气流几乎垂直,气流速度一下子几乎降到零,在机身顶部形成正压力;当气流通过机身侧面流到机身底部的时候,气流加速了,在底部形成负压。因此机身在螺旋桨的气流下受到的是向下的力,而不是升力。或者日常生活中也可以发现,汽车行驶中,空气相对汽车来说从车头向车尾流动,就像气流从直升机顶向机底流动一样,受到的力都是与气流方向大概是一致的,因此才需要对汽车车、直升机机身作流线型修整,减少阻力。
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复杂解释需要理解叶素理论,简单来说,旋翼高速旋转会产生离心力,而旋翼特殊的翼型又会有升力产生,从而旋转的旋翼会有一个预锥角,旋翼外端会有一个很大的合力,正是这个合力保证旋翼不折断。就像一张纸中间放个东西肯定会只撑不住,但是你把纸四边都拉住,然后中间就可以放相对更重的东西,道理一样。直生机受力最大旳地方是一桨轴,桨叶根部,在飞行中,桨叶所受问上旳升力平均分部在桨叶的下迎风面,其而,当桨叶受力时,要问上弯曲,但自身产生的离心力要抵消 I一部分,而你把飞机架起来,奖叶受力在一个点上,这个点离桨轴越远,能承受重力越小。
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