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直升機全方位講述

時間:2011-04-04 21:08來源:藍天飛行翻譯 作者:航空 點擊:


如圖所示,在該設計中有一 “槳葉夾板 ”,通過一個稱作耳軸的機構連接到主軸上。該耳軸起蹺蹺板關節,即揮舞關節的作用,槳轂和旋翼象一個整體圍繞著它,象個蹺蹺板。耳軸解決了槳葉揮舞的問題,但仍然解決不了旋翼由于科里奧利效應引起的擺振問題,該問題通過另外的方法解決。

轉動軸槳轂
槳葉
變距軸
翹翹板式揮舞
槳葉夾板
主軸
圖 2-36半剛性蹺蹺板式主槳轂
半剛性主槳轂只有兩片主槳葉,槳轂的水平揮舞關節支點通常位于槳轂上方,這意味著槳葉的變距軸低于揮舞軸。它的另一個特點是槳轂具有預置的錐體角,即連接槳葉的軸向關節在安裝時略向上傾斜使槳葉在靜態時就有一個錐體角,這樣可以減小在槳葉轉動中產生的彎曲應力。預置錐體角的另一個優點是可以消除科利奧里斯效應,這是因為槳葉的變距軸低于揮舞軸且槳葉略向上傾斜,通過兩片槳葉重心的連線也通過了揮舞軸心,當槳葉揮舞時,槳葉的重心與轉動軸的距離保持不變,。


圖 2-37槳葉重心位置
31
某些半剛性槳轂使用萬向節式的安裝,槳轂可向任何方向傾斜,因此也叫全向翹翹板式。
半剛性槳轂還裝有一裝置叫 “平衡棒 ”,它的作用是為槳轂提供一種內在的穩定性,在平衡棒的外端裝有配重,以其中心為支點自由擺動,與槳葉成 90°角。

圖 2-38平衡棒結構
雖然主槳轂的懸掛設計減少了科里奧利效應和擺振影響,但是主旋翼仍然受部分水平方向力的影響。前面提過,槳葉可以通過彎曲來吸收這種運動,但仍然需要額外的支撐裝置,即在主槳轂和槳葉的跟部后端安裝一根承阻拉桿。
這種主槳轂相對簡單,橫切面較小,因此產生的形阻也就少。但和全鉸接式主旋翼槳轂相比,半剛性蹺蹺板式主旋翼槳轂的動態平穩性較差,更易受陣風影響。這種主槳轂很少應用在現代直升機上。

2.3.4剛性主旋翼槳轂
剛性主旋翼槳轂只有變距軸。這并非是說該直升機的操縱不需要槳葉的揮舞和擺振,而是它們可以通過槳葉的彎曲來獲得。
MBB-BO-105直升機采用的就是無鉸接式旋翼。
蹺蹺板式系統的操縱是通過傾斜旋翼旋轉面到所需要的飛行方向。機身象個鐘擺懸掛在旋翼的下面,通過擺動來自動與新的推力方向對齊。
全鉸接式系統和蹺蹺板式系統相似,但槳轂的擺動是另外一種操縱來源,即揮舞關節在主軸上的力。由旋翼轉動產生的剪切力保證了旋翼在同一平面旋轉。當有操縱輸入時,旋翼揮舞,但剪切力立即使槳葉回復到另同一平面旋轉,從而致使槳轂和機身發生轉動。
無鉸接式或剛性主槳轂系統則通過槳轂的運動作為直升機的主要操縱源。由于更大部分的旋翼翼展發揮揮舞作用,因此無鉸接式系統上的槳轂的強度是全鉸接式系統的三到四倍。它的旋翼是由復合材料制成的。在設計復合材料槳葉的時候,在槳葉內安裝一個理論的揮舞關節來發揮直升機最佳的氣動性能。擺振則通過槳葉根部材料的彎曲來實現。
無鉸接式旋翼可以直接固定在機身上,使操縱與推力相互獨立。這樣實現了飛行員的操縱輸入和旋翼運動間的直接反應,而不會發生在其它兩種槳轂上產生的操縱輸入和旋翼反應遲緩的現象。
無鉸接式旋翼系統機械制造簡單,維修量少。但相對于其它兩種槳轂,它的操縱不那么柔和。 BO105直升機的槳轂是剛性的,周期變距由一個軸承來實現,但揮舞和擺振則通過槳葉根部材料的彎曲來實現。

夾板
蘭色
軸向關節潤滑油壺槳葉軸向關節
黃色
紅色
黑色槳轂變距拉桿
星形件
圖 2-39剛性主旋翼槳轂


第 2.4節尾槳轂
尾槳只有總距操縱,因此只需要一種操縱輸入來同時同量地改變所有尾槳的槳距角,即總距。
尾槳轂通常包含槳轂、尾槳主軸和軸套組件以及其它機械操縱裝置等。機械操縱裝置一般和尾減速器合成一體,它的作動器安裝在尾減的另一側,作動桿則穿過尾減速器輸出軸,將操縱輸入通過星形件或變距傳遞到尾槳上。

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