桨叶方位角是表示桨叶旋转时,在任何瞬时桨叶在桨盘上所处的位置。一般以飞行方向的反方向作为方位角的参考方位(ψ=0°,见图1),并以旋翼旋转方向为正方位角。桨叶旋转一周,转过方位角360°。图中,对于右旋旋翼,右侧:ψ一90°,左侧:ψ=270°;对于左旋旋翼,与此相反。
那么当
直升机前飞且
旋翼桨叶旋转时,桨叶旋转速度在飞行方向上的分量与飞行速度方向相逆的桨叶,即处于方位角ψ=180°~360°半圈内的桨叶,称为后行桨叶;反之,桨叶旋转速度在飞行方向上的分量与飞行速度方向相同的桨叶,即处于方位角ψ=0°~180°半圈的桨叶,称为
前行桨叶。在构造旋转平面上,对于前行桨叶,相对气流速度大于旋转所致的线速度;而对于后行桨叶,相对气流速度小于旋转线速度。由此形成了直升机旋翼上相对气流不对称的局面。
直升机在前行飞行过程中,流过主旋翼
桨盘的相对气流在前行侧和后行侧是不同的 前行桨叶侧的相对气流速度较大。而后行桨叶侧的相对气流速度较小。这种升力的不对称随着前行速度的增加而增加。
为使整个桨盘产生相同量的升力,前行桨叶向上挥舞而后行桨叶向下挥舞。这导致前行桨叶迎角减小,升力减小。而后行桨叶迎角增大,升力增加。随着前行速度增加,在一些点,后行桨叶上的低桨叶速度以及大迎角导致失去升力(失速)。
在进入后行桨叶失速之前,头一个效应一般是有明显的振动,继而有一个向旋翼桨盘的后行桨叶一侧横滚的趋势和机头上仰的趋势。如果允许桨叶继续失速的话,可能会丧失对直升机的控制,并且可能超过结构限制。
后行桨叶失速是限制直升机最大前行速度( )的主要因素,通过低频振动、机头上仰和后行桨叶方向滚转等现象感知。大重量、低旋翼转速、高密度高度、颠簸和大坡度突然转弯都是导致大前行空速下后行桨叶失速的因素。随着高度增加,要求更大的桨叶角来保持给定空速下的
升力,从而在更小前行空速下出现后行桨叶失速,大多数制造商都公布了图表以显示随高度减小的。
当从后行桨叶失速条件中改出时,后移驾驶杆会使失速情况更糟,因为后移驾驶杆产生拉平效应,从而增加迎角;前推驾驶杆也会加剧失速,因为后行桨叶迎角增加。从后行桨叶失速中正确改出要求首先放低桨距杆,减小桨叶角以及迎角,然后后移驾驶杆使直升机减速。