旋翼
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旋翼是直升机上产生升力的主要旋转组件,同时也可为直升机提供推进力和操纵力。旋翼并非螺旋桨,虽然二者原理近乎相同,但名称上有别。直升机有分主旋翼以及尾旋翼,主旋翼提供升力作为飞行的动力,基本构成由主齿轮箱传递动力的大轴、主旋翼头、抑震系统。在桨叶数目由基本的二叶、三叶、四叶、五叶至最高八叶。
发展历史
在二十世纪中叶有动力直升机发展以前,旋翼机先驱Juan de la Cierva研究和发展了一些旋翼基础理论。多桨叶(三片和三片以上)全铰接式旋翼系统的发展归功于他。这种系统在今天的多桨叶直升机上仍被广泛使用。
1930年代,英语:亞瑟·M·楊,罗马化:Arthur M. Young(Arthur M. Young)通过引入平衡杆装置改善了两片桨叶旋翼系统的稳定性。这种系统在贝尔公司的几个直升机型号中得到了应用。在无线遥控的直升机模型中也得到了广泛应用。
部件和功能
随着材料学的发展,旋翼系了很大的变化。从最初单一的全铰接式旋翼已经发展到目前全铰式、半铰式、无铰式和无轴承式旋翼等多种形式并存的局面。 一般直升机旋翼系统包括下列部件:
- 桨叶:是产生升力的关键部件,具有一定的翼型结构。通常由金属材料或复合材料制成。
- 桨毂:是连接桨叶和旋翼轴的部件,由旋翼轴带动进而驱动桨叶旋转。为了保证直升机能够正常飞行,桨毂上还包含下列特殊部件:
- 铰链:用于满足桨叶在不同方向上的运动需求。不同结构的桨毂可能具有以下全部或部分铰链,甚至没有以下铰链,但通常在这些桨毂上应都能实现以下铰链所具有的功能。
- 挥舞铰:也称水平铰,允许桨叶绕该铰链在垂直于旋转面的方向上挥动,从而消除直升机前飞时因前行桨叶和后行桨叶的相对气流速度不一致所产生的侧向倾翻力矩。
- 摆振铰:也称垂直铰,允许桨叶绕该铰链在旋转面内摆动,从而减轻或消除旋转的桨叶因挥舞而产生的哥氏力所带来的影响,即桨叶根部疲劳。
- 变距铰:也称轴向铰,允许桨叶沿展向转动,改变桨距,从而控制桨叶的运动和产生的升力大小。
- 减摆器:通过吸收能量的方式,降低桨叶的摆动幅度。
- 铰链:用于满足桨叶在不同方向上的运动需求。不同结构的桨毂可能具有以下全部或部分铰链,甚至没有以下铰链,但通常在这些桨毂上应都能实现以下铰链所具有的功能。
- 拉杆:两端分别连接桨叶和自动倾斜器,传递周期变距和总距操纵。
- 扭力臂:固定在桨毂上,带动自动倾斜器的旋转部分转动,保证与旋转部分相连的拉杆只传递桨距操纵,而不受侧向力干扰。
- 自动倾斜器:传递来自操纵线系的周期变距和总距操纵,由旋转和不旋转两部分构成。
- 旋翼轴:传递主减速器输出的扭矩至桨毂。
主旋翼
传统如UH-1型直升机,旋翼头连接可以平面左右扭动的旋翼毂衔接旋翼叶片,由二个V型臂作上下扬程来改变旋翼转轴角度。扬程是由巡回操纵杆经过旋转盘连接V型臂尖所提供,抗偏器则提供扬程的稳定度。照片中最上方是二端有配重的平衡杆,平衡杆跟V型臂是一个组成件。V型臂尖的连杆称为变距连杆。最下端为旋转盘,旋转盘是连接着枴臂做变距的传递。中间部分为大轴,大轴约在1/3处是抗偏器所在。
新式设计的主旋翼头没有旋翼毂设计,连接叶片的是一个锁在可360度2D活动胶质挠性座的旋翼连接轴座,并有Damper作为抗偏稳定。照片中最上方整流罩下方有一个称为摆辐勒谐振器,取代平衡杆。
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单主旋翼:UH-1系列直升机主旋翼
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左右反向旋转式:V-12直升机
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交叉反向旋转式:Kaman HH-43
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前后反向旋转式:CH-47直升机
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同轴双层反向旋转式:俄罗斯空军的Ka-50攻击直升机采用同轴双旋翼的设计。
尾旋翼
尾旋翼作用为抵销旋翼的扭力。尾旋翼轴是双轴设计,外轴为动力轴连接着尾旋翼叶片承座驱动旋转,内轴变距轴.由齿轮或液压改变行程.连接着尾旋翼头做变距功能。部分尾旋翼组有倾斜设计可以提供辅助升力。