直升機(jī)旋翼原理

1、自動側(cè)斜器主要部分為:（1） 旋轉(zhuǎn)環(huán)（又稱動環(huán)）3它通過變距拉桿（又稱小拉桿）8分別于各片槳葉變距皎的搖臂連接，并通過扭力臂（又稱撥桿）與旋翼槳相連，旋翼旋轉(zhuǎn)時(shí)則與槳同步旋轉(zhuǎn)。另一面，它通過軸承4與不旋轉(zhuǎn)環(huán)2相連接，從而產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。它與不旋轉(zhuǎn)環(huán)可一起升降或傾斜，從而將操縱位移通過變距拉桿 8傳遞給槳葉變距餃，以改變各片槳葉的安裝角（即槳距角）。（2） 不旋轉(zhuǎn)環(huán)（又稱不動環(huán)）2 它通過十字接頭或球餃與內(nèi)層的滑筒相連，兩者能一起升降或產(chǎn)生相對傾斜滑筒上還裝有縱向5及橫向6的操縱搖臂支座，縱、橫向操縱拉桿分別經(jīng)此與不旋轉(zhuǎn)環(huán)相連?？v、橫向操縱動作經(jīng)此使不旋轉(zhuǎn)環(huán)連同旋轉(zhuǎn)環(huán)一起相對于滑筒向所需方向傾斜，

2、從而周期性改變各片槳葉的安裝角.（3） 滑筒一套裝在導(dǎo)筒座1上,兩者能產(chǎn)生軸向相對滑動，同時(shí)滑筒還與總距操縱拉桿 7相連.總距操縱動作經(jīng)此使滑筒連同十字接頭，不旋轉(zhuǎn)環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)一起 升降，然后將操縱位移傳遞給每片槳葉的變距校。當(dāng)駕駛員進(jìn)行總距操縱時(shí)（如圖4.4勻，例如上提（下壓）總距操縱軒2,操縱動作經(jīng)滑筒、十字接頭、不旋轉(zhuǎn)環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)及槳葉變距拉軒傳至槳葉變距餃，使各片槳葉改變同樣大小的安裝角，從而達(dá)到增加（減?。┬砝Φ哪康摹．?dāng)駕駛員移動駕駛軒1進(jìn)行縱、橫向操縱時(shí)，操縱動作分別由裝在滑筒上的縱、橫向操縱臂傳至不旋轉(zhuǎn)環(huán)上，便不旋轉(zhuǎn)環(huán)連同旋轉(zhuǎn)環(huán)一起向所需方向傾斜，從而使槳葉安裝角發(fā)生周期性變化，

3、造成旋翼空氣動力的不對稱，再使旋翼錐體（即旋翼拉力）向所需方向傾斜，以達(dá)到操縱直升機(jī)飛行的目的。此外，當(dāng)駕駛員進(jìn)行航向操縱時(shí),對于單旋翼帶尾槳的直升機(jī)來說，腳蹬操縱動作通過尾槳操縱系統(tǒng)改變尾槳拉力大小，由此破壞了原來的航向平衡狀態(tài)，達(dá)到改變 航向的目的。6.直升機(jī)的飛行性能與普通固定翼飛機(jī)一樣，隨著時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展，人們對直升機(jī)飛行性能的要求也日益提高。通常直升機(jī)有一些與普通固定翼飛機(jī)相似的飛行性能要求，例如：最大平飛速度（Vmax）最大巡航速度（Vcmax）及經(jīng)濟(jì)巡航速度（Vce）使用升限（或動升限）（Hs）最大爬升速度（Vymax）航程（L）、活動半徑，轉(zhuǎn)場航程續(xù)航時(shí)間或續(xù)航力（T）除此之

4、外，直升機(jī)有以下幾項(xiàng)特有的飛行性能指標(biāo)：垂直爬升速度（Vyv）懸停升限（或靜升限）（Ht 其中又可分為無地效懸停升限和有效地，懸停升限。例如英國的韋斯特蘭30直升機(jī)，其最大巡航速度為222公里/小時(shí)，最大爬升速度為11米渺，最大航程為956公里，垂直爬升速度為3米/秒，無地效懸停升限為 274米，有地效懸停升限為610米。旋翼拉力是保持直升機(jī)飛行的基本因素，飛行員操縱直升機(jī)改變飛行狀態(tài)也是靠改變旋翼拉力的大小和方向來實(shí)現(xiàn)的。因此，研究直升機(jī)飛行必須首先研究旋翼拉力的產(chǎn)生及其變化規(guī)律。1.直升機(jī)懸?；虼怪憋w行狀態(tài)時(shí)的旋翼工作圖象-對稱流旋翼槳葉類似于普通飛機(jī)的機(jī)翼，旋翼產(chǎn)生拉力和機(jī)翼產(chǎn)生升力的道

5、理大致相同，只是后者為固定的升力翼面，而前者為旋轉(zhuǎn)的升力翼面（故稱為旋翼）。因 此，兩者可統(tǒng)稱為升力面。在直升機(jī)懸?；虼怪憋w行狀態(tài)時(shí)，旋翼僅由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動才產(chǎn)生空氣相對于槳葉的流動，槳葉各剖面處的相對流速治槳葉展向呈三角形分布，而同一剖面在不同方位角w處的氣流相對速度是相同的。因此.該狀態(tài)下槳葉在任何方位處的氣流相對速度分布，對于旋翼中心轉(zhuǎn)軸都是對稱的，槳葉剖面的迎角分布和各片槳葉上產(chǎn)生的拉力也是軸對稱的。在一定旋轉(zhuǎn)速度下，通過設(shè)置在旋翼槳毅上的變距餃（又稱軸向校）來改變槳葉的安裝角（又稱槳距角溝的大小，就可改變槳葉拉力的大小，從而改變直升機(jī)的飛行狀態(tài)，懸停、垂直上升或下降。2.直升機(jī)旋翼的揮舞

6、皎及槳葉的揮舞運(yùn)動為了消除直升機(jī)前飛時(shí)不對稱氣流所引起的側(cè)向傾翻力矩，通常在直升機(jī)的旋翼槳上設(shè)置揮舞餃（又稱水平餃），與此同時(shí),引起槳葉繞揮舞餃的揮舞運(yùn)動,并使揮舞餃處的力矩為零。（1）當(dāng)直升機(jī)懸停或垂直飛行時(shí)，在裝有揮舞餃的旋翼槳毅上，槳葉在氣動力作用下繞揮舞餃向上揮舞。當(dāng)槳葉質(zhì)量力、離心力和氣動力繞揮舞餃的力矩達(dá)到平衡時(shí)，槳葉將在與槳 W糧式尊人而陽襟七式!?#3 24-2由引尚苗松云It掌翼旋轉(zhuǎn)平面呈a角位置上穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，槳葉旋轉(zhuǎn)軌跡呈倒置圓錐。此時(shí)揮舞角B四 %稱為旋翼錐度角，錐形軌跡稱為旋翼錐體，槳尖軌跡圓是旋翼錐體的底圓，在未加周期操縱的懸?；虼怪憋w行狀態(tài)時(shí)，底圓平行于槳毅旋轉(zhuǎn)平面。

7、（2）當(dāng)直升機(jī)前飛時(shí)，在/ =CH>9A 180度一側(cè)的前行槳葉上，周向相對流速 W> r由于相對流速和拉力較垂直飛行狀態(tài)時(shí)增大，使原先在B= U位置上穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的槳葉不再保持平衡，槳葉在拉力作用下繞揮舞絞向上揮舞，由此產(chǎn)生自上向下的附加相對氣流，使槳葉剖面迎角減小，使槳葉拉力也減小.槳葉向上揮舞速度愈大，槳順剖面迎角的減小也愈多。在揮舞過程中，槳葉可自動調(diào)整本身的拉力，使其大致保持不變。同理,在"）=18CH>27CH>360度一側(cè)的后行槳葉上周向相對流速 W< r由于相對流速和拉力較垂直飛行狀態(tài)時(shí)減小，槳葉向下?lián)]舞，由此產(chǎn)生自下向上的相對氣流使槳葉剖面

8、迎角增大，槳葉拉力也增大，這樣槳葉拉力在揮舞過程中仍能大致保持不變。因此具有揮舞餃的旋翼，在前飛不對稱氣流的影響下，因揮舞速度不同所引起的槳葉剖面迎角的變化，可使槳葉在各方位處的拉力大致保持不變，從而消除了使直升機(jī)側(cè)向傾翻的力矩。通常把以上這種不是因操縱引起的槳葉揮舞運(yùn)動稱 為槳葉的自然揮舞。4.直升機(jī)旋翼的擺振餃及槳葉的擺振運(yùn)動當(dāng)旋翼上采用揮舞餃解決了因前飛時(shí)氣流不對稱所引起的側(cè)向傾翻力矩之后，又出現(xiàn)了新的技術(shù)問題需要加以解決。當(dāng)直升機(jī)前飛時(shí)，槳葉繞揮舞餃上下?lián)]舞，這樣會使旋翼的旋轉(zhuǎn)角速度發(fā)生變化，槳葉向上揮舞時(shí),旋轉(zhuǎn)角速度要增大；槳葉向下?lián)]舞時(shí),旋轉(zhuǎn)角速度要減小。這表明在槳葉揮舞時(shí)旋轉(zhuǎn)面內(nèi)

9、有一個(gè)促使轉(zhuǎn)速變化的力作用在槳葉上，這個(gè)力稱為哥氏力，哥氏力對旋翼轉(zhuǎn)軸形成的力矩稱為哥氏力矩。槳葉上揮舞時(shí)，產(chǎn)生的哥氏力矩使槳葉加速旋轉(zhuǎn)，槳葉下?lián)]時(shí) 產(chǎn)生的哥氏力矩使槳葉減速旋轉(zhuǎn)。由于槳葉揮舞速度是周期變化的，因此哥氏力的大小和方向也是周期變化的。當(dāng)槳葉向上揮舞時(shí)，開始時(shí)上揮速度較小，因此引起的使槳葉加速旋轉(zhuǎn)的哥氏力也較小。隨著上揮速度增大，哥氏力也增大。槳葉揮舞到最高位置的瞬間，揮舞速度為零，哥氏力又力求使槳葉減速旋轉(zhuǎn)，并隨著下?lián)]速度的變化而改變其值。槳葉揮舞過程中大小和方向周期變化的哥氏力對槳葉強(qiáng)度極為不利，特別是槳根部分，如。不采取措施，將會因材料疲勞而損壞。為了解決這個(gè)問題，通常采用擺振餃（又稱垂直餃）。裝有擺振餃的旋翼。槳葉在哥氏力作用下，可繞擺振皎前后擺動的角度很小。隨著旋翼上采用擺振皎后，直升機(jī)有將會發(fā)生地面共振"問題，為此在擺振皎處必需裝有減擺器以阻尼槳葉的擺振運(yùn)動，使之不致發(fā)散擴(kuò)大成不穩(wěn)定的震動。以上就是經(jīng)典的全餃接式旋翼槳毅采用揮舞餃、擺振餃和變距餃的原因。但由于全絞接式旋翼槳毅構(gòu)造復(fù)雜零件數(shù)量多制造加