直升机是靠螺旋桨带动的，为何把桨叶架起来却经不住机身的重量？

Question

如题所述

Answer 1

螺旋桨转起来，有一定的离心力支撑！螺旋桨静止架起来和旋转形成升力是不一样的，看过把纸切成圆形放在角磨机上旋转可以切个坚硬的物品否则纸的硬度很小。飞行在空气中是绝对均匀受力，压强较小，如果把直升飞机跟吊锅一样吊在螺旋桨上，那就不是一回事了。又如鲸在水里可以活，搁浅到沙滩会压迫内脏而死。

翼尖架起来肯定断了。因为整个螺旋桨都在均衡受力，从靠近螺旋桨叶根部最小力到翼尖受力最大。按照比例讲应该拖住螺旋桨叶中间部位就是飞行时候的平均受力点。

螺旋桨转动向下推动空气产生的反作用力要大于直升机总体重量，直升机才能上升。这种力是分布在浆叶底部每个位置，因而将力分解，浆叶不断裂，但浆叶根部承受力最大。如果用螺旋桨撑住飞机重量，要看撑在什么部位，如果撑在根部，或多点支撑也不会断。

直升机旋翼都是轻质材料，10吨级的阿帕奇，一片桨叶两个人就抬走。个人估计离心力的垂直分量不会是升力的数量级，因为角度太小了。我们知道绷紧的晾衣绳，其应力是远高于衣物重量的。如果用拉力提供一份升力，可能需要材料经受一百份拉应力，这太不划算了。其实直升机的旋翼强度只需要保持自身形状和一定的韧性就行了，静止状态下连直升机十分之一的重量都承担不了，真正的窍门在于高速旋转的叶片受离心力作用产生刚性，就像一条绳子在静止或者低速状态下是软的，但在高速甩动是会变硬一样，很多旋翼机的叶片都是铰链连接，平时都是松散状态，只要主轴达到一定转速，离心力赋予叶片的刚性就足以拖拽机身升空。

当桨叶旋转时产生升力是均韵分.部在整个桨叶下面的最后把升力转侩桨鼓轴上的，当桨叶静止时你想拖起飞机你是把做用力顶在一个点上面的，所以这个受力点随桨轴距远近能承受重力是不一样的。

旋翼推动空气后，是整个叶片均匀受力，当然没问题，所谓的架起来，那是两端，只是几个点，几个点和整个叶片分散承担当然是差别巨大。但不管怎样轴承连接都是高强度的。物理学上没有离心力一说，有的只是向心力不足导致旋转的时候做圆周运动的部分，它的运动轨迹发生变化，比如此例中的旋翼发生自抬。把一纸条悬空平方，纸条不仅不会承担起一瓶墨水，还会被墨水瓶压弯掉落。

但把这张纸条对折后，折痕处再挂一瓶墨水，拉起纸条的两端，在纸条两端夹角大于90度时也会轻易的把墨水瓶提起。此时纸条两端的拉力，正如同旋翼旋转产生的离心力提供的拉起直升机的力。钢缆为什么要用很细的钢丝编织而成？它的抗拉力和横截面积相同的一整根实心的材料是不是相同的？（前提是多股钢丝绳横截面积和实心的要一样，材料也要一样，单位长度内重量一样。）如果若干股细丝承受的拉力之和，和一整条的横截面积相同的实心体相同，那么编织起来抗拉力是不是会更强？

如果悬吊旋浆近端或根部可轻松吊起直升机，如果吊远端浆叶会损坏，因为旋转时升力虽然外圈比内卷大，但是是向轴中央逐浙减小的，因为外圈升力也要通过根部承载，所以近轴处受力仍最大。以轴为中心，越向外圈浆叶受力会逐渐减小，最外侧是受力最小的，所以最薄弱。

而吊装时已没浆叶升力，靠浆叶外端不能吊起也正常。把直升机直接用螺旋桨架起来属于单点受力，而螺旋桨旋转起来产生的升力属于分布力，最终的受力点通过螺旋桨连接点传递到机身，所以连接点的受力强度大于机身重力，但是并不表示螺旋桨上每个部位的强度都能大于机身重力强度。另外大部分直升机通常都是多桨叶的，每个桨叶的承重也有极限。

直升机旋翼桨叶的离心力和拉力一起作用实现可让直升机起飞的升力。当然这指的是传统柔性桨叶。现在很多正在研发验证的高速复合构型直升机采用了刚性桨叶。它们静止时用外力把直升机抬起来应该是没问题的。例如卡莫夫的卡92，西科斯基的X2欧洲的X3等等多以双旋翼共轴外加螺旋桨符合构形方式。

抬风叶端部肯定会断，如果是抬根部呢？一定不会断，这说明飞机起升时作用力不是在绝部地方，而是风叶每个地方都受力，打个比方，用承重99斤的扁担抬100斤的水泥，扁担一定会断，这个时候扁担就好比静止的风叶，水泥就好比机体，那怎么抬不会断呢？好，这需要再来两人，分别抬扁担两端的四分之一处，这样扁担就不会断，旅转的螺旋桨就好比四个人抬的扁担，一定不会断。

有的人说桨面均匀受力能吊起直升机说法是错误的，螺旋桨的强度根本不够。螺旋桨如果不转起来，那受到全是侧向应力会被直接折断。螺旋桨旋转产生强大的离心力，和直升机重力形成的合成力，变成了一个轴向的拉力。而拉是不容易被拉断的。类似你把拉住一个人的手原地转圈可以把他拉离地面，手却没有折断。

力的作用是相互的，旋翼转动时对空气形成了下压的力，空气反过来对旋翼形成向上的力，才使直升机向上，旋翼承受的是整个机体的重量，你要说吊，从旋翼根部，也就是倾斜盘处吊，完全可以把直升机吊起来，你要从翼尖吊，肯定会断，因为杠杆作用，翼尖受力，除了垂直向上的拉力，在旋翼本身还有横向的应力，受力不均，当然会断！

抬起静止的螺旋桨两端，因为中间部分没有支撑力，所以两端上翘，螺旋桨会折断。 而旋转的螺旋桨，会因为告诉运动，整个页面产生三个力，一个是离心力，一个是每段翼面都产生了升力。离心力让螺旋桨拉直，不会上翘，均匀升力把重量受力点从某段机翼，转移到了杠杆最中心的轴上，最关键的是向下产生了风力，风吹到地面反射回来的力量，就可以把直升机的机身重量抵消很多，于是直升机的重量就不会把机翼折断。

所以关键是记忆要旋转才可以，原理很简单，就是本来只是一条线，转快了直升机就会认为这是一个面，一条线承受不起这么大的重量，但面是无数条线组成的，转成面时，就会有无数条线来支撑，根据一根筷子被折断，一把筷子不怕弯的基本原理，直升机就被抬起来了。

角速度带起来的是离心力，加上叶面角度产生的垂直拉力，整个叶面范围都可以产生浮力，对机身来说，着力点作用在翼轴本身并且力的方向垂直向上，要知道翼轴最能承受的就是垂直拉力。作者问的是把螺旋桨架起来托不住机身的重量，因为没有了角速度带来的水平离心力，力度不能平均作用在叶片的全长范围内，只是机械作用在叶根，而且不是作用在轴上，真的就只有横向连接的叶根，而静止的叶根 根本没有抵抗纵向力的强度，当然会断。

如果在桨叶下放一张中间开孔的圆桌子，圆桌子固定在地上，桨叶的受力均匀，是可以承受得了整个飞机的重量的；受力原理和旋转时空气托举一样。 如果只支撑几个桨叶尖，是支撑不了整个飞机的重量的，受力不均匀，桨叶靠近圆心的中部受力最大，此部分会折断。

直升机的机身不可能产生升力，当螺旋桨驱动的气流接触直身机机身顶部的时候，机身顶部与气流几乎垂直，气流速度一下子几乎降到零，在机身顶部形成正压力；当气流通过机身侧面流到机身底部的时候，气流加速了，在底部形成负压。因此机身在螺旋桨的气流下受到的是向下的力，而不是升力。

或者日常生活中也可以发现，汽车行驶中，空气相对汽车来说从车头向车尾流动，就像气流从直升机顶向机底流动一样，受到的力都是与气流方向大概是一致的，因此才需要对汽车车、直升机机身作流线型修整，减少阻力。

复杂解释需要理解叶素理论，简单来说，旋翼高速旋转会产生离心力，而旋翼特殊的翼型又会有升力产生，从而旋转的旋翼会有一个预锥角，旋翼外端会有一个很大的合力，正是这个合力保证旋翼不折断。就像一张纸中间放个东西肯定会只撑不住，但是你把纸四边都拉住，然后中间就可以放相对更重的东西，道理一样。

直生机受力最大旳地方是一桨轴，桨叶根部，在飞行中，桨叶所受问上旳升力平均分部在桨叶的下迎风面，其而，当桨叶受力时，要问上弯曲，但自身产生的离心力要抵消 一部分，而你把飞机架起来，奖叶受力在一个点上，这个点离桨轴越远，能承受重力越小。

Answer 2

螺旋桨旋转之所以能够把直升机带飞起来，是因为气压的原因。并不是因为螺旋桨本身有多结实。螺旋桨旋转，由于构造原因，螺旋桨下方气压大于上方挤压，利用压强才会把计算机拖起来。如果单个的把螺旋桨架起来是承受不住机身的重量的。

Answer 3

因为这之中是有着一定的机械原理，所以说并不能用片面的知识去讲解。

Answer 4

只要桨叶的受力角度搞正确，即使直升机是静止的，直接用桨叶把它给架起来也是可以。