印度高官被直升機尾槳“斬首”當場斃命,這個裝置有什麼用?_風聞
军武次位面-军武次位面官方账号-专注于高品质的趣味军事科普,打造男人最爱看的频道05-02 20:43

相信很多人小時候都看過《黑貓警長》,對其中的《食猴鷹》一集印象深刻,片中的黑貓警長為了抓住食猴鷹,在前幾套作戰方案都失敗的情況下,啓動第四套作戰方案,十多架直升機團團圍上,倒轉直升機機頭,用尾槳當“割草機”,剃剪食猴鷹的羽毛,最終讓食猴鷹失去了飛行能力,束手就擒。

當然,這也就是個動畫片而已,沒人當真,直升機的尾槳非常脆弱也不能當“割草機”,不過誰能想到,還真有人要試試直升機尾槳鋒利不鋒利。
4月23日,印度北阿坎德邦一名政府官員去山區出差,據説可能是第一次坐直升機比較興奮,下飛機後一直在直升機外自拍,結果走到了尾槳的位置,被葉片擊中頭部當場身亡。不得不説,這種匪夷所思的死法真的很印度。

那麼問題來了,為啥直升機要裝個尾槳呢?高速旋轉真的很危險啊!
説起這個,就要從直升機的原理説起了。
其實直升機和螺旋槳固定翼飛機的原理相似,都是靠內燃機驅動至少兩片槳葉轉動,因為槳葉有角度,所以在旋轉中不斷把大量空氣向後推去,這樣就在槳葉上產生了向前的力,即推進力,一般被稱為拉力。

區別就是,固定翼飛機的拉力是向前,而直升機的拉力是向上。
可是問題來了,螺旋槳在旋轉的時候,會產生沿螺旋槳旋轉的反方向,形成一個力矩,我們叫反扭矩,這個反扭矩和驅動螺旋槳旋轉的扭矩,就像是牛頓三定律中的作用力和反作用力一樣,大小相等,方向相反。

所以固定翼單發螺旋槳飛行的時候,如果飛機完全沿動力軸對稱,那麼飛行過程中飛機就會沿着螺旋槳轉的反方向滾轉,無法保持穩定飛行,那麼必須把這個反扭矩抵消掉。在意識到這個問題之後,初期的飛機設計師在安裝發動機的時候會有意讓發動機軸線向右偏斜一點,這就是所謂的右拉線,這樣飛機右邊重,左邊輕,發動機的反力矩就抵消了。

▲也有讓兩邊機翼不一樣長來抵消力矩的
可是直升機就不能這麼設計了,因為它的拉力是朝上的,如果不抵消這個力矩,那麼直升機上了天,機身就會繞着轉軸反向旋轉,人都晃暈了,所以第一代直升機都有兩個螺旋槳,通過反向旋轉抵消反扭矩。

但是這種設計實在太笨重了,於是西科斯基發明了“單旋翼-尾槳”結構。
這個結構很簡單,主旋翼旋轉不是會形成一個反向的力矩嗎?那我加長機身尾部,然後裝一小螺旋槳,發動機在帶動主旋翼轉動的時候,同時通過傳動軸驅動尾部小螺旋槳,向旋轉的方向吹風,不就能把這個反力矩抵消了嗎?
不得不説,尾槳是一個重要的發明,它簡單有效地實現了力矩抵消作用,所以現在幾乎所有的直升機(共軸和雙旋翼除外)都是這種設計。

▲雙旋翼直升機通過兩個螺旋槳反向旋轉來抵消扭矩
那麼問題又來了,尾槳太脆弱了,一旦故障或者被擊中,甚至地面捲入一塊布,直升機就會失控墜毀。看過電影《黑鷹墜落》的都知道,當直升機的尾槳被突然擊中或炸斷,直升機一定會發生自旋,自旋使得主槳相對轉速下降升力降低,同時姿態控制也更加困難,結局就只能是墜毀。

所以工程師也一直在想辦法解決尾槳脆弱和異物捲入的問題,然後就誕生了涵道尾槳,涵道尾槳原理與普通尾槳相同,也是通過螺旋槳旋轉產生的推力抵消主旋翼反力矩,但它外面有一圈保護結構(有點像大疆無人機的防撞環),形成了一個圓形涵道,因為空氣由涵道進入,受主旋翼下洗流乾擾影響較輕,有利於低空飛行,堪稱完美。

這樣設計,尾槳不僅不容易捲入異物,而且就算那位印度官員站到機尾,除非把腦袋伸到涵道里面去,基本上也是不可能被削到腦袋的。
但涵道尾槳也有個問題,因為體積有限,尾槳的直徑受到限制,所以在反推效率上,不如無涵道的大螺旋槳,所以涵道尾槳多見於6噸以下的輕型和中型直升機。

中型武直和重型直升機因為需要更大的主旋翼提供升力,相應的尾槳也得做大來抵消更大的反扭矩,如果仍然採用涵道尾槳,那麼整個涵道、尾梁都要放大,會嚴重影響飛行性能。

▲重型武直都是傳統尾槳
既然涵道尾槳有缺點,有人就另闢蹊徑,把涵道裝在直升機裏面行不行?然後尾梁側方開口向外吹氣,不就能抵消力矩了麼?
你還別説,還真有這種直升機,比如麥道NOTAR,就是在尾部內部前端裝了一個風扇,由主引擎傳動直接驅動,把風吹響尾部的開口,實現力矩抵消,而且這個開口方向還是可以旋轉的,飛行員可以通過操縱噴口方向來提高升力。

這種設計的好處就是可以一定程度增升,降低噪音,消除外露尾槳提高飛行安全,就算這位印度官員站到尾部,頂多被氣流吹個跟頭,而不會被斬首了。

當然,這種設計也有缺點,製造比常規尾槳複雜,可維護性打折扣,所以並不流行。

看來看去,創新設計都各有缺點,想要一款可靠又好用的反扭矩裝置,似乎又要回到傳統尾槳上來了,可是那如何解決安全問題呢?要知道,被直升機尾槳打死的,可不止這位印度官員,2022年,就有1名22歲的英國遊客傑克·芬頓在下了直升機之後,沒有聽從地勤人員指揮迅速離場,而是跑到直升機後面玩自拍,直接被直升機尾槳擊中肢解。

這種隱患在軍隊同樣存在,特別是一些需要從機身尾門下飛機的,很難免跑錯方向跑到尾槳的位置去造成慘案。
所以在軍用直升機中,為了解決這個問題,一般都有兩個方案,一是加高尾梁,讓尾槳下端高於正常人的身高,不就不會打到人了嗎?所以我們看米24的尾梁就特別高,人就是站在尾槳下面,都打不到人。

另一種方案,就是把尾梁旋翼設計在艙門的反方向,這樣下飛機後,除非你繞一個圈到另一側,否則基本上是不會碰到尾槳的,比如中國最新的直8寬就是這樣的設計,有門的那一側沒尾槳,有尾槳的那一側沒門,這樣就可以最大限度避免人捲入尾槳。

當然,碰上那種兩邊都有門,以及開了後門的直升機,就沒辦法了,只能通過安全教育,來警告大家不要靠近飛機尾部了。
所以,雖然印度官員被直升機尾槳斬首看起來像個笑話,但其實反映出的問題一點也不好笑,要不印度也向中國學習一下,改一下直升機的設計,並加強一下安全教育?
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