旋翼地面效应的机理是地面阻挡了旋翼的诱导速度(图1),改变了其大小、方向及其分布。诱导速度向下垂直于地面的分量在地面处变为零,那么在旋翼处的诱导速度也必定小于无地面阻挡时的情况。
影响旋翼地面效应强弱的主要因素有:①直升机距离地面高度。离地越近,地面效应越强;②直升机飞行速度。悬停时旋翼诱导气流垂直于地面,受地面阻挡作用最大,地面效应最大;前飞速度很小时,在旋翼前下方形成地面涡(图2),会引起旋翼空气动力异常及直升机振动;前飞速度增大,则诱导气流向后倾斜,地效作用减弱,直至消失。③地面粗糙程度。地面平整光滑,则地面效应强,反之地面粗糙或草地沙地上,地面效应弱。
旋翼地面效应对直升机的起飞和着陆有重要意义。在低于悬停升限的地区,利用旋翼地面效应直升机可以超载起飞;在高于直升机悬停升限的高海拔地面,利用旋翼地面效应直升机可以近地面悬停并垂直起飞,因而直升机具有“有地效悬停升限”性能;在直升机自转降落时旋翼地面效应能起到减速作用,可稍减小接地垂直速度。