飛機在人類生活中已經是尋常之物, 抬頭仰望天空就經常能看見飛行在高空的飛機。 如果人們想要遠行出門, 乘坐飛機是一個很不錯的選擇。 不過一般情況下, 這些飛機都是噴氣式。 而今天所要講的並不是這類飛行器, 而是以螺旋槳和動力翼作為飛行動力的直升機。
對于直升機來說, 它的任務更多被用于軍事、救援、勘察等, 如果不是從事相關行業, 普通人很難接觸到直升機。 但直升機是飛機裡非常重要的一種飛行器, 最高能夠攀升至12450米。 直升機的特性使其能夠完成一般飛機所不能完成的任務, 但即便如此, 直升機也很難飛上8848米高的珠穆朗瑪峰, 這是為什麼?
直升機相較于噴氣式飛機來說, 飛行速度雖然略遜一籌, 但是直升機能夠從任意方向進行回轉、掉頭、後撤等各種高難度飛行動作。 直升機能夠做到這樣的飛行姿態得歸功于它的整體設計, 以及空氣動力學的充分應用。
從飛機的升力原理來講, 直升機和固定翼飛機的機翼相似, 機翼與空氣產生相對運動, 從而產生升力, 但這個升力是來自于環繞固定軸旋轉的「旋翼」。
直升機進入工作狀態時, 機頂上方的旋翼不斷旋轉, 氣流經過槳葉上表面時, 流管變細, 氣體流速加快, 壓力減小。 當空氣流過槳葉下表面時, 空氣狀態與之相反, 如此一來形成的壓力差便在槳葉上產生一個向上的拉力。 拉力的大小很大程度上與空氣氣流狀態有關, 空氣的不同角度、不同密度、氣流相對速度,
直升機便是利用這種拉力變化來進行升降調整, 此外, 旋翼的槳葉還會形成一個帶有一定錐度且底面朝上的大椎體, 這個椎體被稱作旋翼錐體。 飛行員通過控制旋翼錐體的各個方向傾斜, 就能夠實現直升機不同方向的飛行。
直升機想要保持穩定的飛行狀態, 還必須要有阻止自身旋轉的尾翼螺旋槳。 不過直升機的旋翼長度通常都在2~5米, 為了旋翼不會與尾部螺旋槳發生撞擊, 于是直升機的整體樣貌看起來很像一個蜻蜓。
尾部除了螺旋槳設計外還有「垂直鉸」的安裝, 這個結構件主要是為了防止直升機隨槳葉揮舞產生的週期性變化, 導致直升機尾部槳葉結構受到損傷。 垂直鉸的存在能夠允許這種變化在小幅度的活動空間裡擺動, 從而避免尾部槳葉結構變形或斷裂。
對于飛行員來說,操縱直升機飛行就是在對抗直升機因氣流擾動產生的拉力變化,以及對直升機旋翼椎體運動的控制。飛行員對操縱桿的控制通過「操縱線系統」或「液壓助力裝置」使自動傾斜器的旋轉環和非旋轉環進行同向傾斜。
在空氣動力的作用和直升機的結構設計下,操縱桿的變化控制決定著直升機總體飛行狀態。由于空氣氣流在不斷地即時變化,所以對于直升機飛行員來說必須要時刻穩定控制飛行狀態,這對飛行員的駕駛技術要求非常高。
飛不上的珠峰說完這麼多關于直升機的知識要點後,讓我們回到標題上來,為什麼直升機上不去珠穆朗瑪峰?首先,我們來看看珠穆朗瑪峰的地理位置。珠峰位于喜馬拉雅山中段,全年平均溫度為零下29攝氏度,山脈高達8848米,是世界第一高峰。
其次在氣候上,珠峰呈現季風氣候特徵,冬季乾燥風大。南北兩坡的氣候因位處方向不同而產生了較為顯著的差別,南坡降水充沛,具有海洋季風氣候特點;北坡降水少,大陸性高原氣候特徵明顯。
如今飛行高度最高的直升機大約能飛到12450米,而珠峰只有8848米,為何上不去?看到這裡,相信不少人心裡應該有了一個較為清晰的認知了,最主要的原因便是氣流。我們通過前文的介紹已經知道了直升機的飛行原理,而珠峰的高海拔環境很明顯不適合直升機飛行。
從地球的海拔高度與氣壓差異關係來看,海拔每升高1000米,相對大氣壓便會下降12%,另外空氣密度也會下降10%左右。雖然大氣層的空氣分佈不均,但總體表現為海拔越高,空氣密度越低。
如此的低密度的空氣自然很難在旋翼之間產生強勁的拉力將直升機抬升,所以當直升機飛行高度越高時,發動機所需要的馬力、燃油的利用率就必須越大。但這在高空飛行時是難以實現的,經過特殊改造後的「美洲鴕」直升機才得以實現12450米的飛行極限。
此外,珠峰上的氣候時常會有降雨、降雪等現象,這對直升機飛行狀態而言非常危險。直升機飛行員在飛行時往往都是通過目視來進行路線規劃,同時直升機的操縱難度非常高,需要飛行員時刻修正飛行方向和飛行姿態。一旦視線被阻礙,對于飛行來說是致命的危險。
另外在低溫的影響下,金屬的應力變化和物理性質也會發生改變,如果沒有進行特殊改造,直升機的整體結構將會是人類工程學與自然界的一次有力對抗,結局不言而喻。
通常來講,直升機最低飛行高度在600米左右,一般飛行高度被限制在1000米-2000米,這不僅是為了出于安全考慮,同時這個高度也是直升機飛行的最佳高度。所以一般的直升機不可能飛行出這個高度,也更不會去嘗試進行高空飛行。
對于飛行員來說,操縱直升機飛行就是在對抗直升機因氣流擾動產生的拉力變化,以及對直升機旋翼椎體運動的控制。飛行員對操縱桿的控制通過「操縱線系統」或「液壓助力裝置」使自動傾斜器的旋轉環和非旋轉環進行同向傾斜。
在空氣動力的作用和直升機的結構設計下,操縱桿的變化控制決定著直升機總體飛行狀態。由于空氣氣流在不斷地即時變化,所以對于直升機飛行員來說必須要時刻穩定控制飛行狀態,這對飛行員的駕駛技術要求非常高。
飛不上的珠峰說完這麼多關于直升機的知識要點後,讓我們回到標題上來,為什麼直升機上不去珠穆朗瑪峰?首先,我們來看看珠穆朗瑪峰的地理位置。珠峰位于喜馬拉雅山中段,全年平均溫度為零下29攝氏度,山脈高達8848米,是世界第一高峰。
其次在氣候上,珠峰呈現季風氣候特徵,冬季乾燥風大。南北兩坡的氣候因位處方向不同而產生了較為顯著的差別,南坡降水充沛,具有海洋季風氣候特點;北坡降水少,大陸性高原氣候特徵明顯。
如今飛行高度最高的直升機大約能飛到12450米,而珠峰只有8848米,為何上不去?看到這裡,相信不少人心裡應該有了一個較為清晰的認知了,最主要的原因便是氣流。我們通過前文的介紹已經知道了直升機的飛行原理,而珠峰的高海拔環境很明顯不適合直升機飛行。
從地球的海拔高度與氣壓差異關係來看,海拔每升高1000米,相對大氣壓便會下降12%,另外空氣密度也會下降10%左右。雖然大氣層的空氣分佈不均,但總體表現為海拔越高,空氣密度越低。
如此的低密度的空氣自然很難在旋翼之間產生強勁的拉力將直升機抬升,所以當直升機飛行高度越高時,發動機所需要的馬力、燃油的利用率就必須越大。但這在高空飛行時是難以實現的,經過特殊改造後的「美洲鴕」直升機才得以實現12450米的飛行極限。
此外,珠峰上的氣候時常會有降雨、降雪等現象,這對直升機飛行狀態而言非常危險。直升機飛行員在飛行時往往都是通過目視來進行路線規劃,同時直升機的操縱難度非常高,需要飛行員時刻修正飛行方向和飛行姿態。一旦視線被阻礙,對于飛行來說是致命的危險。
另外在低溫的影響下,金屬的應力變化和物理性質也會發生改變,如果沒有進行特殊改造,直升機的整體結構將會是人類工程學與自然界的一次有力對抗,結局不言而喻。
通常來講,直升機最低飛行高度在600米左右,一般飛行高度被限制在1000米-2000米,這不僅是為了出于安全考慮,同時這個高度也是直升機飛行的最佳高度。所以一般的直升機不可能飛行出這個高度,也更不會去嘗試進行高空飛行。