您现在的位置: 首页 > 网站导航收录 > 百科知识百科知识

为什么不研制《阿凡达》电影里面的那种直升机？

旋翼,直升机,飞行器为什么不研制《阿凡达》电影里面的那种直升机？

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

问题补充： 看了《阿凡达》的小伙伴们，一定对剧中的蝎式攻击直升机的不凡战力印象深刻吧？那为什么现实的科学家不研发一款类似的武装攻击直升机呢？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50




现在的技术就可以实现。

但这样做的意义不大。

这个飞行器可以被理解为一个可以倾转涵道风扇的横列双旋翼直升机。

先说横列双旋翼的构型。这个构型的目的基本上就是使用相对较小的两组发动机驱动两组旋翼，以在发动机单发动力有限的情况下实现较大的载重。与之类似的设计还有纵列双旋翼方案，比如支奴干直升机。

但纵列双旋翼在现实中被制造和装备了，横列双旋翼却几乎没有量产（仅有德国的Fa-223）。

一个很糟糕的问题是涡环。简单的说，这是一种发自旋翼桨尖的涡流。在某种情况下，他会逐渐向桨的内部发展。这种涡流对旋翼产生升力是不利的。但直升机上升和平飞的时候这种涡流并不会干扰到旋翼。但，如果直升机下降速度足够快的时候，涡环就会影响到旋翼的效率了。在最恶劣的情况下，即使提升功率或者增加总距也没法提高升力。直升机因此会迅速坠落，有点类似固定翼机的失速。

对于双旋翼机来说，一般两个旋翼不太会同时陷入涡环中。因此一旦一个陷进去而另一个没陷进去的话，飞机就会因为两个旋翼的动力不平衡而向失去动力的一侧偏转姿态。

使直升机脱离涡环的方法之一是努力向某一个方向飞（一般说向前比较保险）来摆脱涡环的范围。于是很容易看出来，对于纵列双旋翼的飞行器来说，如果某一个旋翼陷入涡环，即使没有操作干预，飞机也会自动进入向前飞行（或加速）或者向后飞行（或减速）的飞行状态中。这样本身不仅摆脱了涡流环，而且飞行器的姿态不会因此被影响得太严重。总之就是，发生这状况后飞行员还有救的机会。

而对于横列双旋翼呢，因为此时的力矩在滚转轴上，飞机会立刻陷入滚转之中。这种时候不但因为滚转的方向一般来说和飞行方向不同，导致旋翼未必会摆脱涡环，而且对于直升机来说做横滚可不是一个很轻松的动作。于是飞行状态可能一下子就变得糟糕--比如一下子翻个跟头掉下去。实际上，V-22因为这样的问题导致过很多事故。而且似乎没有遇到这状况时还能改出的记录。

另一个原因是，纵列双旋翼直升机可以把两组旋翼装在机身的前后而无需增加额外的结构（毕竟机身一定是前后延伸的长条）。但横列双旋翼必须在机身两侧增加额外的结构和发动机架来安装发动机。因此结构效率不如纵列双旋翼和常规的单旋翼结构。

苏联的V-12直升机就是这样的例子。为了能实现巨大的起飞重量而采用了横列双旋翼的设计，却无法避免前面的那些问题。因此当同样巨大却采用常规结构的Mi-26设计取得突破时，V-12就毫无悬念的下马了事了。

因此，横列双旋翼显然不是一个很好的设计选择。

然后就是涵道上的倾转机构。倾转机构一般来说是用来调整动力输出的方向。可以用来将旋翼机切换成固定翼机的动力形式，如V-22，或者单纯的只是依靠调整动力输出方向来调整飞行姿态。阿凡达的飞行器里没有固定翼机的机翼，所以倾转机构的功能显然是后者。

但是涵道式飞行器一般采用什么方法来调整动力的输出方向呢？

其实大多数时候是采用涵道下方的气动舵面。

比如霍尼韦尔的RQ-16无人机，既是如此。

可以看到黑色的涵道本体下面对称的四个灰色方块，那就是用来控制姿态的气动舵面。对于涵道式飞行器来说，这样的结构轻巧简单，动力损失也小。所以是很划算的控制方式。

但如果用倾转机构的话，就坏了。因为你需要驱动整个涵道结构--尤其是内部旋翼正在高速旋转的涵道结构旋转。因此驱动机构需要很大的扭矩来完成操作，同时，这套机构的自锁能力需要足够强才不至于在不需要旋转的时候莫名奇妙转起来。不必说，这样的机构一定是体积大重量高的（比如巨大的蜗轮蜗杆结构）。而在有更简单的控制方式的情况下，这种麻烦的设计一般也就没人会考虑了。

实际上，在阿凡达那种飞行器的尺寸里，使用常规的单旋翼布局就可以实现较高的机动性和高速了。如果要实现更高的机动性，一般也是优先考虑共轴反桨的设计，而不是横列双涵道。

回答于 2019-09-11 08:43:50

看了前面那么多回答，没有一个说到点子上。阿凡达星球的设计是严格经过物理学家天文学家验证的，这个星球的大小，重力，大气压都是符合物理学天文学逻辑的，结果就是这个星球的重力要比地球要小，所以上面的树能长得非常高，原住民的身高也非常高。阿凡达直升机两个小旋翼产生的升力足够在那个星球上使得飞机飞起来，但是同样的设计在地球上就不够了，所以看MV-22的旋翼要大很多才能飞起来。

回答于 2019-09-11 08:43:50

因为阿凡达要忙着拍续集～没空

回答于 2019-09-11 08:43:50

应该不会太遥远，就像现在的高科技，俺们小时候只是在科幻电影里见过。

 1/2    1 2 下一页 尾页