序言

直升機旋翼槳葉的數(shù)量是否會影響直升機的性能？

體型越大的直升機，葉片的數(shù)量越多嗎？

為什么有的直升機螺旋槳上是四片葉子，而有的卻是兩片葉子呢？

如果你仔細觀察過直升機的外形，就會發(fā)現(xiàn)一個很奇怪的現(xiàn)象，就是它們的螺旋槳槳葉數(shù)量都不同。

就拿NBA傳奇巨星科比-布萊恩特失事的直升機來說吧，這款是美國西科斯基公司生產的S-76B型直升機，它是以推動主回旋翼及尾回旋翼的四片旋翼運轉，也就是說它有四片槳葉。

再比如國產運輸直升機直20，它是中國自主設計制造的10噸級戰(zhàn)術通用直升機，最典型的特征就是采用了5片槳葉的設計。

那么為什么直升機們要這么設計呢？

直升機旋翼作用

我來用最簡單易懂的語言講一下。

首先先搞清楚一件事，就是直升機為什么能夠飛起來？

原理很簡單，就是旋翼產生的升力大于起飛重量。而升力的大小，取決于旋翼的轉速和旋翼轉動所掃過的面積。

其中轉速是按雙葉旋翼算的，四葉的話相當于轉速翻倍，也就是說轉速和槳葉數(shù)量是有關系的。而面積呢，它又跟槳葉的長度有關系。

所以呢，總結一句話就是，旋翼長度和葉數(shù)對升力的影響顯而易見。

我來舉兩個例子吧。

比如在國內非常常見的羅賓遜R-22民用直升機，它采用的是兩旋翼。該機的最大起飛重量僅有621千克，旋翼旋翼的直徑也只有7.67米。

而當今服役中最重、最大的直升機-俄羅斯米-26重型直升機，它的旋翼數(shù)量為8片，旋翼直徑達到了32米，最大起飛重量則達到了56噸。

所以你看越是重型的直升機，槳葉越長越多。

一般來說，旋翼越多，在旋轉時旋翼表面受到的阻力越大，因此就越需要更強大的發(fā)動機來保持一定的轉速，提供足夠的升力。

同時，槳葉越多，每一片槳葉上所承受的載重就越小，就越便于通過不同的槳葉角度，來調整直升機的細節(jié)姿態(tài)，從而讓直升機擁有更強的機動性和控制力。

但是槳葉也不能無限增多，因為槳葉是需要控制的，直升機的升降進退轉向，都是需要精確操縱槳盤槳葉實現(xiàn)的，多了控制不住也不行。

而且不同槳葉數(shù)量的旋翼，其鉸接方式也是有不同選擇的。

比如美國在50年代，卡曼公司就研制過雙旋翼交叉式直升機K-600，也就是通過各自旋翼向不同方向旋轉，來平衡旋翼旋轉產生的力矩。

再比如美國的CH-47 支奴干運輸直升機，該機最大的特點就在于其采用了前后縱列式雙旋翼設計。

在飛機的機頭和機尾各裝備1個螺旋槳，這樣節(jié)省了常規(guī)直升機所必需的長長的尾梁，也省去了尾槳所浪費的飛機發(fā)動機功率，從而可以做到占地面積更小、載荷卻更大。

此外，還需要考慮的一個問題就是，旋翼數(shù)量越多，產生的噪音會不會越高？

我們知道直升機旋翼的旋轉速度越快，旋翼與空氣摩擦的就越劇烈，噪音音頻就越高。而旋翼數(shù)量越多，與空氣的接觸面就越多。

在同等轉速下，旋翼越多，帶來的噪聲響度就越高，但可以降低高頻噪音的頻率。

所以，如果放在同樣的功率條件下，旋翼多的直升機制造的噪音雖然響度高，但轉速稍慢頻率低。相對來說傳播距離較短，而旋翼少但轉速稍快的直升機的旋翼噪音頻率高，傳播的就比較遠。

感悟

縱觀世界直升機發(fā)展史：

從1903年美國萊特兄弟發(fā)明的世界上第一架飛機開始算起，1907年法國人保羅·科爾尼研制出了人類第一架載人直升機。

這架直升機僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，還連續(xù)飛行了20秒鐘，實現(xiàn)了自由飛行。

航空業(yè)僅過去了100多年，而現(xiàn)在出現(xiàn)了各種各樣的直升機，比如運輸直升機、反潛直升機、武裝直升機、民用直升機等等。

能讓直升飛機產生升力的核心部件肯定是旋翼，但同時，直升機還有一個尾部的螺旋槳。

由于旋翼相對機身在不停的高速旋轉，因此其對機身就會有一個反扭力，此時若沒有相應措施抵消這個反扭力，那機身就會隨著旋翼原地打轉。

當然了，直升機抵消反扭力的方案有很多，最常規(guī)的是采用尾槳。也就是主旋翼順時針轉，對機身就產生逆時針方向的反扭力，尾槳就必須或推或拉，產生順時針方向的推力，以抵消主旋翼的反扭力。

而在設計直升機的時候，到底要弄幾個旋翼，不是拍腦袋決定的，而是建立在大量理論、軟件和硬件試驗的基礎上，經過一系列的數(shù)據(jù)計算得出來的。