Почему вертолеты менее эффективны, чем самолеты с неподвижным крылом?

Этот вопрос показал, что вертолет менее эффективен, чем неподвижное крыло, но ответы на самом деле не объясняют, почему .

Почему вертолеты менее эффективны, чем их аналоги с неподвижным крылом?

Мне кажется, что самое главное для эффективности - это аэродинамическое качество, так чем же оно сильно хуже у винтокрыла? Предположительно, он может использовать ту же форму аэродинамического профиля, что и самолеты с неподвижным крылом, поэтому я мог представить себе аналогичное отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению.

Предположительно, он может использовать ту же форму аэродинамического профиля, что и самолет с неподвижным крылом . Нет, ваше «предположительно» неверно. Ответы ниже определяют несколько причин, почему.

Ответы (2)

Быстрый ответ:

  1. Несущий винт движется с разными скоростями по радиусу, а также по левому и правому борту в поступательном полете, а так как оптимальная скорость может быть только одна, то большая часть несущего винта работает на оборотах ниже оптимальных, снижая подъемную силу до - коэффициент аэродинамического сопротивления в целом.
  2. Тонкая лопасть несущего винта требует рефлекторного аэродинамического профиля, аэродинамического профиля с низким моментом тангажа, который менее эффективен для создания высоких коэффициентов подъемной силы. Если бы он использовал обычный аэродинамический профиль крыла, он бы ужасно крутился.
Хороший лаконичный ответ. Единственное, что я хотел бы добавить, это то, что скорость отличается не только по радиусу, но также отличается между лопастью, движущейся вперед, и лопастью, движущейся назад, когда вертолет имеет поступательную скорость. Кончик лопасти, движущейся вперед, может достигать скорости 1 Маха, а кончик лопасти, движущейся назад, - 0,6 Маха. Внутренняя часть лопатки, идущей назад, может подвергаться обратному потоку воздуха.
@Delta Lima: правильный и очень правильный комментарий. Я изменил ответ, чтобы включить этот аспект.
Оставляя в стороне трудности, связанные с фактическим достижением такой цели, можно ли повысить эффективность, установив отдельные шайбы автомата перекоса для внутреннего и внешнего краев несущего винта?
@supercat: Да, любой способ повышения эффективности на местном уровне поможет. Вы даже можете сегментировать лопасть и заставить сегменты независимо изменять шаг, например, с помощью активно управляемого закрылка на задней кромке.

Очень хороший вопрос. Более низкий КПД — это то же самое, что и более низкое аэродинамическое качество.

У вертолетов много дополнительного сопротивления, которого нет у самолетов с неподвижным крылом:

  • Комплексное интерференционное сопротивление от взаимодействия несущего винта с фюзеляжем и т. д.

  • В прямом полете: более высокое индуктивное сопротивление из-за того, что несущая поверхность в форме диска имеет гораздо меньшее удлинение, чем фиксированные крылья.

  • Часть этого диска довольно неэффективна: внутренняя часть, вокруг шайбы автомата перекоса, имеет очень низкую линейную скорость и эффективно не способствует подъемной силе, но способствует сопротивлению.

  • Два фактора, названные @Peter Kämpf, играют свою роль.

  • Топливо, сжигаемое хвостовым винтом, упомянутое @Simon в другом вопросе, также не способствует топливной экономичности.

Ротор, который должен создавать прямую тягу, а также вертикальную тягу, сам по себе не так уж важен. Наклоните ротор на 10 градусов вперед, и подъемная сила уменьшится только на cos 10 = 1,5%, в то время как тяга вперед будет равна sin 10 = 17%.

Почему вертолеты менее эффективны, чем самолеты с неподвижным крылом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v