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“太阳神”欲夺人力直生机竞赛奖.docx

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“太阳神”欲夺人力直生机竞赛奖.docx

上传人:读书百遍 2022/6/12 文件大小:17 KB

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文档介绍:“太阳神”欲夺人力直生机竞赛奖

  1997年6月,在美国马里兰州贝塞斯达举办的第五届国际潜艇竞赛上,加拿大魁北克省蒙特利尔高等技术学校一种研制小组制造的“奥默3”人力潜艇,发明了一项世界速度纪录,并夺得冠军。这艘人力潜艇由弗朗科斯使用上也有所不同样。
  波利技术大学的“达芬奇Ⅲ”人力直升机,旋翼直径30米,有2片桨叶,由桨尖螺旋桨驱动旋转。旋翼桨叶采用梁和肋构造,由碳纤维和泡沫塑料芯外包聚酯薄膜蒙皮制成。机体重量公斤。“达芬奇Ⅲ”在初次飞行时,由于复杂驱动机构中的摩擦作用,致使它在飞行离地后浮现了残存转动,导致一片桨叶损坏,飞行只持续了7秒钟。
  由东内藤专家的“由利Ⅰ”采用了4副直径为10米的双桨叶旋翼,飞行中2副顺时针方向旋转,另2副反时针方向旋转。支持旋翼和飞行员的机体构造则由碳纤维和铝合金管材制做。全机重量仅公斤。“由利Ⅰ”很容易飞起来,稳定性极好,但操纵困难。该机离地后,由于4副旋翼旋转综合形成的气流的影响,直升机会以不可变化的措施作横向漂移。这次飞行不是因飞行员的疲倦而结束,而是因直升机横向漂移和场地围墙相撞而结束。
  “达芬奇Ⅲ”和“由利Ⅰ”由于驱动机构太复杂,摩擦消耗功率较多,因此无法上升到脱离地面效应的高度。对于这些已飞行了的和其他不成功的人力直升机设计,特别是由东内藤在研制初期的双旋翼设计,“太阳神”研制小组所有进行了仔细研究,并得出了两个重要结论。第一,简朴的高效率的驱动机构是制造可飞行人力直升机的核心准则;第二,应最大限度地减少人力直升机的非气动力构造。据此,她们觉得,类似由东内藤在研制初期的双旋翼人力直升机设计最有盼望成功。
  最初设计的人力直升机,失败因素几乎所有是由两副旋翼的空气动力互相干扰导致的,由于它们之间的间距太小。“太阳神”研制小组觉得,如果把一副旋翼置于乘坐飞行员的机体之上,另一副置于机体之下,这样两副旋翼之间的垂直距离就足够大,也就可以解决旋翼气动力互相干扰的问题了。不仅如此,这种布局还能使一副旋翼处在地面效应之中。由于在飞行中旋翼处在地面效应之中效率最高,因此这对人力直升机来说是很可贵的。
  人力直升机飞行需要解决的核心问题,是应尽量减小飞行所需的动力。从人力飞行的初期开始,生理学家就指出,一种训练有素身强力壮的人,最大输出功率不到2马力。“太阳神”研制小组的试飞员再次证明了这个事实。并且,人们只能在很短的时间内保持这个体能水平。在1分钟之内,一种身强力壮的人平均只能发出约1马力的功率。1分钟是西科斯基人力直升机竞赛奖规定的飞行留空时间,这是一种很难达到的目的。
  固然,也可以设计一种由多人组提供动力的人力直升机。“太阳神”研制小组也进行过这方面的实验,但出人意料的是,实验表白,由多人组输出的功率,比由每个人输出的功率之和还要少15%左右。这是由于在多人组提供动力的状况下,每个人不能使她们的动作完全同步一致导致的。
  虽然理论分析表白较大的旋翼可以产生较大的升力,但由于较大旋翼必然会带来较多的构造重量,加上多人组飞行员的身体重量,就会使直升机全机的重量增长,再加上15%功率输出损失,这些因素就会使多人组人力直升机的长处显现不出来。
  至于“太阳神”人力直升机的几何尺寸大小,该研制小组经研究分析觉得:从空气动力学见解来看,抱负的人力直升机虽然旋翼直径越大越好,