Будет ли тяга несущего винта (основного) увеличиваться с высотой?

Я предполагаю, что OP означает крутящий момент на роторе, поскольку тяга всегда должна компенсировать вес для поддержания высоты. Уравнения тяги T, крутящего момента Q и мощности P для теории количества движения при зависании:

с$C_Q$быть идентичным$C_P$.

На любой высоте тяга должна равняться весу. Плотность воздуха$\rho$уменьшается с увеличением высоты, поэтому$C_T$должно увеличиваться с увеличением высоты, что происходит линейно.

Приведенный выше график от Лейшмана показывает взаимосвязь между$C_P$и$C_T$, что можно аппроксимировать следующим образом:

с$\kappa$= коэффициент потерь и$\sigma$= прочность лезвия.

Таким образом, требуемая мощность увеличивается с$T^{3/2}$, и, следовательно, увеличивается с увеличением высоты. С$C_P$"="$C_Q$, крутящий момент тоже. Обратите внимание, что вес на высоте уменьшился из-за сжигания топлива, необходимого для достижения большей высоты, что компенсирует часть необходимого дополнительного крутящего момента.

Тяга, необходимая от несущего винта для удержания вертолета в воздухе, остается практически неизменной независимо от высоты. Тяга должна равняться весу, чтобы удерживать его в воздухе. Поскольку вы упомянули тягу, мы говорим о зависании, а не о полете вперед (где поток воздуха над вращающимся диском ротора создает подъемную силу).

Тяга , создаваемая несущим винтом при постоянном крутящем моменте и угле атаки лопастей, уменьшается с высотой. Воздух становится тоньше, но лопасти не двигаются быстрее и не становятся больше.

В случае с вертолетом лопасти не могут вращаться быстрее. Они уже на оптимальной скорости, чуть быстрее, и либо наконечники становятся сверхзвуковыми и теряют большую эффективность, либо лопасти отлетают от самолета... определенно нехорошо.

Лопасти несущего винта также не могут стать больше, чтобы выдерживать большие высоты, не оказывая отрицательного влияния на полет на малых высотах с увеличением сопротивления и массы.

Таким образом, угол атаки лопастей увеличивается, чтобы поддерживать достаточную тягу... до определенного предела. На определенной высоте может быть FL150-200 в зависимости от конкретной модели, даже это не восстановит тягу до нужного... УА увеличится до того места, где лопасти заглохнут.

Обратите внимание, что самолеты с наклонным винтом совершают полет на гораздо большей высоте, чем вертолеты, потому что они используют более высокую скорость и воздушный поток над крыльями для создания подъемной силы, а не тяги винтов вниз.