
自旋轉
Autogyration(中文常譯為“自轉旋翼”或“自動旋轉”)是一種航空飛行原理,指飛行器(通常是旋翼機)的旋翼在飛行中主要依靠氣流的作用自由旋轉,從而産生升力的現象。其核心特征在于旋翼的旋轉并非由發動機直接驅動,而是由相對氣流在槳葉上産生的空氣動力效應被動驅動。
工作原理:當旋翼機向前運動時,氣流從下方流經傾斜安裝的旋翼槳盤。這個相對氣流的方向與旋翼的旋轉平面形成一個夾角(類似于固定翼飛機的迎角)。氣流作用于槳葉剖面,根據伯努利原理和牛頓第三定律,在槳葉上産生升力和阻力。升力的垂直分量提供飛行所需的升力,而阻力的分量則分解為阻礙旋轉的阻力和驅動旋轉的力。通過精巧的槳葉設計(通常帶有揮舞鉸和變距鉸)和槳盤前傾角調整,可以确保驅動旋轉的力矩大于阻礙旋轉的力矩,從而使旋翼在無需發動機驅動的情況下持續自動旋轉(Autorotation)。這種旋轉産生的升力足以支撐飛行器重量。
與直升機的區别:這是理解 Autogyration 的關鍵。在直升機中,旋翼由發動機通過複雜的傳動系統(主減速器、傳動軸等)主動驅動旋轉以産生升力。而在旋翼機中,發動機僅用于驅動推進螺旋槳提供前進動力,旋翼本身是自由旋轉的,其旋轉完全依賴于前進速度帶來的相對氣流。因此,旋翼機不能像直升機那樣垂直起降或懸停(除非在強風條件下實現“跳躍起飛”),但可以在非常短的距離内起飛和着陸。
曆史背景與重要性:Autogyration 原理由西班牙工程師胡安·德拉謝爾瓦(Juan de la Cierva)在20世紀20年代發明并完善。他發明的旋翼機(Autogiro)是第一種成功實現穩定飛行的旋翼航空器,為現代直升機的發展奠定了至關重要的理論基礎和實踐經驗。謝爾瓦解決了旋翼在前進飛行中産生的升力不對稱問題(通過引入揮舞鉸),證明了旋翼在非驅動狀态下穩定旋轉産生可控升力的可行性。
現代應用:雖然純粹的旋翼機在現代航空中已不常見(被直升機取代),但 Autogyration 原理在直升機飛行安全中扮演着極其重要的角色。當直升機發動機失效時,飛行員可以立即執行“自轉着陸”(Autorotation Landing)。通過迅速降低總距減少阻力并控制下降率,飛行員利用下降時産生的向上相對氣流驅動主旋翼自由旋轉(即進入 Autogyration 狀态),從而在失去動力的情況下儲存旋翼動能,并在接地前瞬間上提總距,利用儲存的動能産生緩沖升力,實現安全迫降。這是直升機飛行員必須掌握的關鍵應急程式。
參考資料來源:
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詞根解析
該詞由前綴“auto-”(自動)和詞根“gyration”(旋轉)構成。 網頁顯示,gyration 的核心含義是旋轉、回旋,音标為 [dʒaɪˈreɪʃən],常用于描述物體繞軸或軌道的旋轉運動(如例句中的酒液旋動或機械回轉)。
可能的專業含義
在工程或航空領域,類似術語“autorotation”指自轉現象,例如直升機失去動力時通過氣流驅動旋翼的自轉下降。推測“autogyration”可能與此概念相關,表示無需外部動力驅動的自動旋轉機制。
注意事項
應用場景示例
建議通過專業文獻或工程手冊進一步驗證該術語的具體定義。如需查詢标準動詞變位,可參考歐路詞典的“autogiration”詞條。
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