最全圖解直升機的結(jié)構(gòu)(最全)

1、直升機結(jié)構(gòu)圖解之一機身結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 圖解直升機的結(jié)構(gòu)之二機身機體用來支持和固定直升機部件、系統(tǒng)，把它們連接成一個整體，并用來裝載人員、物資和設備，使直升機滿足既定技術要求。機體是直升機的重要部件。以下圖為 UH60A直升機的機身分段圖。機體外形對直升機飛行性能、操縱性和穩(wěn)定性有重要影響。 在使用過程中，機體除承受各種裝載傳來的負荷外，還承受動部件、武器發(fā)射和貨物吊 裝傳來的動負荷。這些載荷是通過接頭傳來的。為了裝卸貨物及安裝設備，機身上要設計很 多艙門和開口，這樣就使機體結(jié)構(gòu)復雜化。旋翼、尾槳傳給機體的交變載荷，引起機身結(jié)構(gòu)振動，影響乘員的舒適性及結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。因此，在設計機身

2、結(jié)構(gòu)時，必須采取措施來降低直升機機體的振動水平。 軍用直升機機體結(jié)構(gòu)應該有耐彈擊損傷和抗墜撞的能力。 近年來，復合材料日益廣泛地應用于機身結(jié)構(gòu)，與鋁合金相比較，它的比強度、比剛度高，可以大大減輕結(jié)構(gòu)重量，而且破損平安性能好，成型工藝簡單，所以受到人們的普遍重 視。例如波音360直升機由于采用了復合材料結(jié)構(gòu)新技術以及先進氣動、振動和飛行控制技 術，可使巡航速度增加35，有效載荷增加1296，生產(chǎn)效率提高50。 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 之三發(fā)動機直升機的動力裝置大體上分為兩類，即航空活塞式發(fā)動機和航空渦輪軸發(fā)動機。 在直升機開展初期，均采用技術上比較成熟的航空活塞式發(fā)動機作為直升機的動力裝置。但由于其

3、振動大，功率質(zhì)量比和功率體積比小、控制復雜等許多問題，人們就利用已經(jīng) 開展起來的渦輪噴氣技術尋求性能優(yōu)良的直升機動力裝置，從而研制成功直升機用渦輪鈾發(fā)動機。 實踐證明，渦輪軸發(fā)動機較活塞式發(fā)動機更能適合直升機的飛行特點。當今世界上，除局部小型直升機還在使用活塞式發(fā)動機外，渦輪軸發(fā)動機已成為直升機動力裝置的主要形式。 航空渦輪軸發(fā)動機 航空渦輪軸發(fā)動機，或簡稱為渦鈾發(fā)動機，是一種輸出軸功率的渦輪噴氣發(fā)動機。法國 是最先研制渦軸發(fā)動機的國家。50年代初，透博梅卡公司研制成一種只有一級離心式葉輪壓氣機、兩級渦輪的單轉(zhuǎn)于、輸出軸功率的直升機用發(fā)動機，功率到達了206kW(280hp)，成為世界上第一臺

4、直升機用航空渦輪軸發(fā)動機，定名為“阿都斯特l(Artouste1)。首先裝用這種發(fā)動機的直升機是美國貝爾直升機公司生產(chǎn)的Bell 47(編號為XH13F)，于1954年進行了首飛。 渦軸發(fā)動機自從問世近40年來，產(chǎn)品不斷改進開展，結(jié)構(gòu)、性能一代比一代好，型號不斷推陳出新。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上直升機用航空渦軸發(fā)動機，經(jīng)歷了四代開展時期，輸出軸功率從幾十千瓦到數(shù)千千瓦，大大小小約有二十幾個開展系列。 西方典型的四代航空渦軸發(fā)動機 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 渦軸發(fā)動機分類 渦軸發(fā)動機據(jù)其動力渦輪的形式不同，可分為固定渦輪軸發(fā)動機和自由渦輪軸發(fā)動機兩種。前者的動力渦輪和燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)于，共同固定在同一根軸上；

5、后者的動力渦輪和燃氣發(fā) 生器轉(zhuǎn)子，分別固定在兩根軸上，動力渦軸與燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)于彼此無機械聯(lián)系，動力渦軸呈“自由狀態(tài)。自由渦輪軸發(fā)動機，又可分為后出軸和前出軸兩種。 渦軸發(fā)動機的主要機件及其工作原理 與一般航空噴氣發(fā)動機一樣，渦軸發(fā)動機也有進氣裝置、壓氣機、燃燒室、渦輪及排氣 裝置等五大機件，渦軸發(fā)動機典型結(jié)構(gòu)如以下圖所示。 結(jié)構(gòu)之四減速器直升機一般為齒輪傳動式主減速器(如以下圖所示)， 它有發(fā)動機的功率輸入端以及與旋翼、尾槳附件傳動軸相聯(lián)的功率輸出端，是直升機上主要動部件之一，也是傳動裝置中最復雜、最大、最重的一個部件。 主減速器工作特點及要求 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 主減速器的工作特點是減速、轉(zhuǎn)

6、向及并車。它將高轉(zhuǎn)速小扭短的發(fā)動機功率變成低轉(zhuǎn) 速、大扭短傳遞給旋翼軸，并按轉(zhuǎn)速、扭矩需要將功率傳遞給尾槳、附件等，在直升機中它 還起作中樞受力構(gòu)件的作用，它將直接承受旋翼產(chǎn)生的全部作用力和力矩并傳遞給機體。 根據(jù)主減速器的工作特點，對其性能有如下要求： 傳遞功率大、重量輕。隨著直升機技術不斷開展，要求主減速器傳遞的功率越來越 大，齒輪嚙合處的載荷也大得驚人。一臺限制傳遞功率為3000kW直升機主減速器，其中有 的一對嚙合齒輪要承受高達10000kg的力，為了保證齒輪、軸的強度，減速器不得不付出相 當大的重量代價。比方直升機的主減速器重量一般要占整個直升機結(jié)構(gòu)重量的 l/7l9。 減速比大，傳

7、遞效率高。主減速器的減速比即傳動比，也就是發(fā)動機功率輸出軸轉(zhuǎn) 速與旋翼轉(zhuǎn)速之比；傳遞效率即傳遞過程中功率的損失。由于旋翼與發(fā)動機輸出軸轉(zhuǎn)速相差 十分懸殊，有的直升機總減速比高達120。轉(zhuǎn)速差越大，旋翼軸的扭矩也越大，齒輪載荷就越高。為了減輕載荷，就必須采取多級傳動和復雜的齒輪傳動系等卸載措施，這勢必給傳遞效率帶來不利影響。 一般現(xiàn)代直升機減速器的傳遞效率大致保持在0.985左右。 壽命長、可靠性好。盡管設計時，現(xiàn)代直升機的主減速器多數(shù)零件包括齒輪、軸和 機匣都是按無限壽命設計的，但實際上卻是按有限壽命使用。因此要求在實際使用中每工作 一段時間后，要從直升機上卸下主減速器送往工廠翻修；更換被耗損

8、的零件，檢查合格后再 裝上直升機重新投入使用。這樣的翻修可以進行數(shù)次，每兩次送廠翻修的間隔時間稱作翻修 間隔期，或稱主減速器翻修壽命。 對于主減速器的可靠性，常用平均故障間隔時間(MTBF)表示，即主減速器在實際使 用中，所發(fā)生故障的次數(shù)對工作時間的平均值(或每兩次故障之間的平均時間)。 干運轉(zhuǎn)能力強。由于主減速器內(nèi)部齒輪多、載荷重，工作時需要滑油循環(huán)流動行潤 滑，以保證主減速器正常工作，一旦失去滑油，齒輪之間、軸與軸之間便會因過熱而“燒蝕，后果十分嚴重。為了保證飛行平安，特別是軍用直升機應要求主減速器一旦斷油后，有一定干運轉(zhuǎn)能力。現(xiàn)代直升機上主減速器一般有3040min的于運轉(zhuǎn)能力，使飛行員

9、能夠繼續(xù)完成作戰(zhàn)任務，能平安返場或緊急著陸。 主減速器的結(jié)構(gòu)和工作原理 在直升機上主減速器是一個獨立的部件，安裝在機身上部 的減速器艙內(nèi)，用支架支撐在機體承力結(jié)構(gòu)上。主減速器由機 匣、減速齒輪及軸系和潤滑系統(tǒng)組成。見某直升機的主減速器 外形和部面圖右圖。 該主減速器機匣為鋁合金(或鎂合金)鑄件，構(gòu)成主減速 器的主要承力構(gòu)件，內(nèi)部裝有帶游星齒輪及軸系的減速裝置和 滑油潤滑系統(tǒng)附件。旋翼軸從頂部伸出，四周有兩個與發(fā)動機 動力輸出軸相連的安裝座以及尾傳動軸、其他附件傳動軸相聯(lián) 的安裝座，最下方為滑油池。 主減速器的潤滑 主減速器必須設置獨立、自主式潤滑系統(tǒng)，用于減少齒輪 和軸承面的摩擦和磨損，防過熱

10、、防腐蝕、防劃傷并通過滑油 循環(huán)流動以排出磨損產(chǎn)物。 主減速器潤滑系統(tǒng)應保證在各種工作條件下潤滑可靠，散 熱充分，系統(tǒng)密封好，滑油消耗小，帶有金屬磨損物探測報警 裝置維護檢查方便。 主減速器工作情況的檢查 由于使用中不可能采用目視查看和直接檢測的方法檢查主 減速器內(nèi)部零件的技術狀態(tài)，除使用時空勤人員可通過滑油溫 度和壓力指示，以及滑油系統(tǒng)中金屬屑報警裝置等判斷滑油系 統(tǒng)是否工作正常，還應通過定期檢查減速器中滑油的狀態(tài)來判 斷這減速器零件的技術狀態(tài)，因為使用時間到翻修間隔期后， 要及時返廠翻修，這樣方能保證直升機關鍵部件主減速器 的平安可靠工作。 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 結(jié)構(gòu)之五旋翼旋翼系統(tǒng)中，槳葉

11、是提供升力的重要部件，對槳葉設計除去氣動力方面的要求之外，還 有動力學和疲勞方面的要求。例如所設計的槳葉的固有頻率不與氣動激振力發(fā)生共振，槳葉 揮舞、擺振基頻滿足操縱穩(wěn)定性和“地面共振等要求；槳葉承力結(jié)構(gòu)能有高的疲勞性能或 采用破損平安設計等等。旋翼槳葉的開展是建立在材料、工藝和旋翼理論根底上的。依據(jù)槳 葉開展的先后順序，它有混合式槳葉、金屬槳葉和復合材料槳葉三種形式。由于混合式槳葉 在50年代后期逐漸被新式槳葉所代替，目前只在重型直升機米6、米26上使用。 金屬槳葉 金屬槳葉是由擠壓的D型鋁合金大梁和膠接在后緣上的后段件組成。后段件外面包有 金屬蒙皮，中間墊有泡沫塑料或蜂窩結(jié)構(gòu)，如以下圖所示

12、。這種槳葉比混合式槳葉氣動 效率高，剛度好，同時加工比較簡單，疲勞壽命較高。因此在50年代后期，金屬槳葉逐漸 替代了混合式槳葉。 復到了70年代初，隨著復合材料的普遍使用，旋翼槳葉又進入一個新的 開展階段，即使用復合材料槳葉。合材料槳葉 如以下圖所示為“海脈直升機的復合材料槳葉結(jié)構(gòu)，主要承力件“C形大梁主要 承受離心力并提供了大局部揮舞彎曲剛度，它是由抗拉及彎曲方面比剛度和比強度較高的零 度單向玻璃纖維預浸帶構(gòu)成。在翼型前部和后部各布置了一個“Z形梁。前后“Z形梁 與蒙皮膠接在一起，使槳葉剖面形成多閉室結(jié)構(gòu)；另外，槳葉蒙皮全部采用了與展向呈 +-45度的碳纖維布鋪成，顯然這些都是為了提高槳葉的

13、扭轉(zhuǎn)剛度。槳葉采用泡沫塑料作為內(nèi)部支承件，前緣包有不銹鋼片防止磨蝕。 復合材料槳葉根部連接方式是一個突出的問題。為了不切斷玻璃纖維，一般方式是使纖維纏繞在金屬件上。如以下圖所示的“海脈直升機槳葉，把纖維直接纏繞在金屬襯套上，使槳根結(jié)構(gòu)干凈光滑，沒有明顯的應力集中。它不僅提高了疲勞強度，也大大減少了維護工作量。 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 圖解直升機的結(jié)構(gòu)之七自動傾斜器自動傾斜器是直升機操縱系統(tǒng)的一個主要組成局部，旋翼的總距及周期變距操縱都要通 過它來實現(xiàn)。 以下圖所示為“云雀 III直升機的自動傾斜器。 結(jié)構(gòu)之九尾槳尾槳是用來平衡反扭矩和對直升機進行航向操縱的部件。旋轉(zhuǎn)著的尾槳相當于一個垂直安定面，能

14、對直升機航向起穩(wěn)定作用。雖然后槳的功用與旋翼不同，但是它們都是由旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生空氣動力、在前飛時處于不對稱氣流中工作的狀態(tài)，因此尾槳結(jié)構(gòu)與旋翼結(jié)構(gòu)有 很多相似之處。尾槳的結(jié)構(gòu)形式有蹺蹺板式、萬向接頭式、鉸接式、無軸承式、“涵道尾槳 式等等。前面幾種形式與旋翼形式中的討論相似，只是鉸接式尾槳一般不設置擺振鉸。70年代以來，又開展了無軸承尾槳(包括采用交*式布置無軸承尾槳)及“涵道尾槳?！昂牢矘前盐矘糜跈C身尾斜梁的“涵道之中。以下圖為直9直升機的“涵道風扇尾槳。 涵道風扇直徑小，葉片數(shù)目多。 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 前飛時尾面可以提供拉力，因此，可以減小尾槳的需用功率。但在懸停時“涵道風 功率消耗偏

15、大，對直升機懸停和垂直飛行性能不利。 可以防止地面人員或機外物體與尾槳相碰撞，平安性好 之十傳動機構(gòu)傳動軸 發(fā)動機與主減速器之間，主減速器和中、尾減速器之間以及和附件之間均需有傳動軸和聯(lián)軸節(jié)將其相聯(lián)，以傳遞功率。傳動軸根據(jù)其用途可分為主軸、中間軸和尾軸等(見以下圖)。 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 一般軸的負荷大，使用條件復雜，對其平衡振動特性及軸的可靠性要求高。直升機在飛 行中傳動軸的任何破壞，輕那么迫使飛行任務中斷，重那么造成嚴重事故。所以現(xiàn)代直升機的傳 動軸，在研制時要求進行長期的臺架試驗、疲勞試驗以及飛行驗證試驗，以獲得有關壽命、 可靠性等綜合使用數(shù)據(jù)。 之八起落架直升機起落裝置的主要作用是吸收

16、在著陸時由于有垂直速度而帶來的能量，減少著陸時撞擊引起的過載，以及保證在整個使用過程中不發(fā)生“地面共振。此外，起落裝置往往還用 來使直升機具有在地面運動的能力，減少滑行時由于地面不平而產(chǎn)生的撞擊與顛簸。 在陸地上使用的直升機起落裝置有輪式起落架和滑橇式起落架。如果要求直升機具備在 水面起降或應急著水迫降能力，一般要求有水密封機身和保證橫側(cè)穩(wěn)定性的浮筒，或應急迫 降浮筒。對于艦載直升機，還需裝備特殊著艦裝置，如拉降設備等。以下分別介紹各種形式 起落裝置的結(jié)構(gòu)特點。 輪式起落架 和固定翼飛機相似，直升機輪式起落架由油氣式減震器和橡膠充氣機輪組成。直升機起 落架減展器除了具有吸收著陸能量、減小撞擊等

17、功能以外，還需要通過減震器彈性和阻尼的 配置消除“地面共振。為了在所有使用狀態(tài)減震器都能提供阻尼，消除“地面共振的發(fā)生，直升機上普遍采用雙腔式減震器。 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 右圖所示為某直升機起落架雙腔式減震器。這個減震器的特點是油液及氣體是分開的，活塞2的上部是油室，下部是氣室，活塞l又把氣室分為低壓腔及高壓腔。油液及氣體不分開的減震器，油液會吸收氣體而改變工作特性，同時由于泡沫的形成也會導致油液填 充量不準確，油氣分開后就防止了這個缺點。 減震器分高壓腔和低壓腔之后，直升機起飛和降落時，起落架只要剛剛接觸地面，低壓腔就開始工作，當有一定壓縮量之后，高壓腔參與工作，這樣，可保證起落架在各狀態(tài)下

18、具有避 免“地面共振所需的剛度，并在觸地的全過程都提供足夠的阻尼，消除“地面共振。此外，為 提供所需的側(cè)向剛度，對直升機機輪也有些特殊要求。 直升機的結(jié)構(gòu)之十一燃油系統(tǒng)渦輪軸發(fā)動機的燃油系統(tǒng)(如以下圖所示)，由燃油泵、燃油濾、噴油嘴等組成，以保證發(fā)動機在各種工作狀態(tài)和各種飛行條件下所需要的燃油流量。根據(jù)直升機飛行需要，對渦軸發(fā)動機燃油系統(tǒng)有以下要求： 能在較寬的溫度范圍內(nèi)正常供 油。一般要求的外界氣溫范圍為-60一 60。氣溫過低，可能導致處于懸浮狀 的水分結(jié)冰，而沉積在燃油濾上將其堵 塞，使進入發(fā)動機的燃油減少，致使發(fā) 動機停車；氣溫過高，燃油在劇熱之下也會分解形成焦炭，同樣會影響燃油系 統(tǒng)

19、正常供油。 應具有抗墜毀、抗彈擊能力。 要求在設計上減少燃油管道外露，防止 彈傷；采取余度設計，以保證在某些附 件損壞后仍能保持燃油系統(tǒng)正常輸油； 采取吸油式燃油輸油泵以及墜毀自封措 施，防止墜毀時燃油外泄起火。 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 保證燃油良好的霧化質(zhì)量。要 求燃油系統(tǒng)在發(fā)動機處于各種狀態(tài)都能 通過噴嘴或甩油盤在燃燒室中使燃油均 勻霧化 十二機載設備機載設備對直升機技術開展的影響 直升機機載設備是指在直升機上為保障飛行、完成各種任務的設備和系統(tǒng)的總稱。直升機機載設備品種繁多，包括電氣、顯示和控制、導航、通信及電子對抗故障診斷等。隨著現(xiàn) 代直升機技術開展，機載設備的地位越來越重要。機載設備性能

20、的優(yōu)劣已成為現(xiàn)代直升機先 進與否的重要標志之一，先進的機載設備在提高直升機的使用效能和保證經(jīng)濟性、平安性方面具有不可替代的突出作用。據(jù)有關統(tǒng)計資料，80年代中期的民用直升機上，機載設備只占總價的5；軍用直升機上，機載設備占總價的30一40。 隨著對民用直升機和軍用直升機的性能要求的不斷提高和軍、民用直升機應用領域的不斷拓展，機載設備占全機總價的比例有了顯著的增加。目前民用直升機中設備所占的價格比 已達10左右，而軍用直升機，尤其是專用武裝直升機、特種部隊所裝備的直升機機載設備所占價格比已上升至50左右。美國正在研制的RAH66輕型偵察攻擊直升機，其機載設備所占的價格比已超過60。 直升機的飛行

21、自動控制系統(tǒng) 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 由于直升機有懸停、垂直升降及后飛的功能，其自動飛行控制系統(tǒng)和全向空速系統(tǒng)在技術上較特殊。 與固定翼飛機相比，作為被控制對象的空中飛行的直升機，運動狀態(tài)更為復雜。固定翼飛機飛行時可視為六自由度的運動物體。而對直升機而言，還必須考慮旋翼、尾槳的旋轉(zhuǎn)， 直升機一系列特有的飛行狀態(tài)，如懸停、垂直上升和下降、自轉(zhuǎn)下降等。旋冀旋轉(zhuǎn)時除產(chǎn)生 升力外還產(chǎn)生操縱直升機運動的縱向、側(cè)向力，俯仰、滾轉(zhuǎn)力矩。因此，與固定翼飛機相比，直升機的飛行控制有顯著區(qū)別。 旋翼系統(tǒng)產(chǎn)生的操縱載荷不僅數(shù)值大，而且變化復雜，因而不能讓其通過操縱線系等反 傳到駕駛操縱機構(gòu)上，為此現(xiàn)代直升機特別是大、中

22、型直升機上，均采用不可逆的(無回力)液壓助力操縱系統(tǒng)，使載荷在傳到駕駛桿上之前分散至機體結(jié)構(gòu)上去。使助力器產(chǎn)生足夠大的力來操縱旋翼系統(tǒng)，同時還使旋翼操縱載荷直接傳到機體結(jié)構(gòu)，而不致傳到駕駛操縱機構(gòu)上。 液壓助力器 液壓助力器是系統(tǒng)中執(zhí)行助力的附件。利用液壓助力器，飛行員只需施加很小的力就可 操縱較大載荷的旋翼系統(tǒng)。由于液壓助力器具有體積小、重量輕、快速致動性好，并能產(chǎn)生 出很大的操縱力等優(yōu)點，因而被廣泛采用。一般液壓助力器是由以下幾個主要機件所組成 (見以下圖)：液壓滑閥(伺服閥)、活塞桿、作動筒及輸入搖臂機構(gòu)等。液壓滑閥起著 功率放大作用，活塞桿是將液體壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，輸入搖臂機構(gòu)那么起

23、著操縱和反響作用。 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 目前在直升機上采用的液壓助力器，構(gòu)造形式很多，但常見的有裝有主、副液壓分油滑 閥的單腔液壓助力器；裝有制動器的雙系統(tǒng)供油的液壓助力器；裝有主、副液壓分油滑閥的雙壓助力器(有的在主液壓分油滑閥上帶有阻尼活塞)。 在較小型直升機上只有一套液壓系統(tǒng)就能進行滿意的操縱，甚至將液壓系統(tǒng)關閉或發(fā)生 故障時也能飛行。但大的直升機上有雙套或更多獨立的液壓系統(tǒng)來保證時時有一個系統(tǒng)在工作，以確保飛行平安。 配平機構(gòu) 駕駛員改變飛行狀態(tài)，通過駕駛桿借自動傾斜器使槳葉周期變距位置發(fā)生變化。如果駕 駛員移動駕駛桿沒有力的感覺顯然是無法操縱直升機的，桿力大小不同反響就會不同。大多

24、數(shù)直升機上駕駛桿的桿力縱向梯度為0207kgcm，橫向桿力梯度相對小一些，均由載荷 感覺彈簧產(chǎn)生。但飛行中如果要長時間保持這一狀態(tài)，駕駛員就感到疲勞。為了能在不同的飛行狀態(tài)下持續(xù)飛行而又不使駕駛員感到體力疲勞，就需卸除駕駛桿(包括腳蹬)上的“載荷。所以一般直升機上為此設置了桿(舵)力配平機構(gòu)。 目前直升機上的配平機構(gòu)有兩種類型，即用磁性制動器或用雙向傳動電動機構(gòu)，從而達 到卸載作用。配平機構(gòu)的按鈕都裝在駕駛桿頂端，飛行中使用非常方便。 直升機自動飛行控制 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) :/ 一般直升機的操縱力矩較小，操縱響應緩慢，而且直升機操縱時的協(xié)調(diào)動作多，加上直升機自身穩(wěn)定性較差，因而使直升機駕駛員工作負

25、擔重、易于疲勞，而且也難以掌握直升機 的駕駛技術。為此，越來越多的直升機上設計了自動飛行控制系統(tǒng)，如自動駕駛儀和增穩(wěn)裝置，以減輕飛行員的負荷、改善直升機的穩(wěn)定性。 在四五十年代間出現(xiàn)了初期的系統(tǒng)，即利用傳感器(姿態(tài)角、航向角、高度和加速度等 傳感器)的電信號控制液壓舵機，舵機按并聯(lián)或串聯(lián)方式接入操縱系統(tǒng)，通過自動傾斜器使 槳葉進行周期變距自動穩(wěn)定來控制俯仰角和傾斜角，通過尾槳變距來穩(wěn)定和控制航向角，通 過控制總距來穩(wěn)定和改變飛行高度，還可以用速度信號控制俯仰角來穩(wěn)定飛行高度。在70 年代功能開展到包括自動懸停、自動過渡飛行、自動載荷穩(wěn)定、全天候自動飛行及拉降著艦 (直升機在顛簸的艦面上降落時，

26、用艦上鋼索掛上并拖拉直升機，使它平安降落)、自動穩(wěn)定 等。另外，也可以與其他設備交聯(lián)以提高直升機的戰(zhàn)斗性能，如：地形回避、反潛吊放聲吶 電纜角自動穩(wěn)定、反潛搜索時飛行航跡的自動控制等。很多新技術，如射流式系統(tǒng)、增穩(wěn)系 統(tǒng)、數(shù)字式控制系統(tǒng)、電傳系統(tǒng)、變穩(wěn)系統(tǒng)等也先后進行了試驗和應用。 聯(lián)軸節(jié) 聯(lián)軸節(jié)是傳動軸與鈾之間的聯(lián)接裝置，要求聯(lián)軸節(jié)以最小的功率損失可靠地傳遞扭矩并實現(xiàn)傳動軸間的角位移和線位移補償?，F(xiàn)代直升機上傳動軸的聯(lián)軸節(jié)，為了減小振動、易于 實現(xiàn)補償，大多數(shù)采用柔性結(jié)構(gòu)。 聯(lián)軸節(jié)的種類比較多，主要有以下4種(如以下圖所示)： 轉(zhuǎn)帖圖解直升機的結(jié)構(gòu)之五旋翼0 旋翼系統(tǒng)中，槳葉是提供升力的重要

27、部件，對槳葉設計除去氣動力方面的要求之外，還 有動力學和疲勞方面的要求。例如所設計的槳葉的固有頻率不與氣動激振力發(fā)生共振，槳葉 揮舞、擺振基頻滿足操縱穩(wěn)定性和“地面共振等要求；槳葉承力結(jié)構(gòu)能有高的疲勞性能或 采用破損平安設計等等。旋翼槳葉的開展是建立在材料、工藝和旋翼理論根底上的。依據(jù)槳 葉開展的先后順序，它有混合式槳葉、金屬槳葉和復合材料槳葉三種形式。由于混合式槳葉 在50年代后期逐漸被新式槳葉所代替，目前只在重型直升機米6、米26上使用。 金屬槳葉 金屬槳葉是由擠壓的D型鋁合金大梁和膠接在后緣上的后段件組成。后段件外面包有 金屬蒙皮，中間墊有泡沫塑料或蜂窩結(jié)構(gòu)，如以下圖所示。這種槳葉比混合

28、式槳葉氣動 效率高，剛度好，同時加工比較簡單，疲勞壽命較高。因此在50年代后期，金屬槳葉逐漸 替代了混合式槳葉。復到了70年代初，隨著復合材料的普遍使用，旋翼槳葉又進入一個新的 開展階段，即使用復合材料槳葉。合材料槳葉 如以下圖所示為“海脈直升機的復合材料槳葉結(jié)構(gòu)，主要承力件“C形大梁主要 承受離心力并提供了大局部揮舞彎曲剛度，它是由抗拉及彎曲方面比剛度和比強度較高的零 度單向玻璃纖維預浸帶構(gòu)成。在翼型前部和后部各布置了一個“Z形梁。前后“Z形梁 與蒙皮膠接在一起，使槳葉剖面形成多閉室結(jié)構(gòu)；另外，槳葉蒙皮全部采用了與展向呈 +-45度的碳纖維布鋪成，顯然這些都是為了提高槳葉的扭轉(zhuǎn)剛度。槳葉采用

29、泡沫塑料作為內(nèi)部支承件，前緣包有不銹鋼片防止磨蝕。 復合材料槳葉根部連接方式是一個突出的問題。為了不切斷玻璃纖維，一般方式是使纖維纏繞在金屬件上。如以下圖所示的“海脈直升機槳葉，把纖維直接纏繞在金屬襯套上，使槳根結(jié)構(gòu)干凈光滑，沒有明顯的應力集中。它不僅提高了疲勞強度，也大大減少了維護工作量。 第一種金屬漿葉的大梁有一個好玩的設計，那就是他的大梁是空心的像一根橢圓形的空心金屬管子。正常時這根管子里充了一定壓力的氣體。當大梁出現(xiàn)裂縫時氣壓會下降導致在翼根處的一個透明半球由白色變成紅色。所以維護人員一眼就可以看出大梁是否有裂縫。這是當年俺師傅教的。還請更多朋友來討論。其實很巧，俺參與過這兩種旋翼的修

30、理。轉(zhuǎn)帖圖解直升機的結(jié)構(gòu)之六槳轂0 旋翼系統(tǒng)由槳葉和槳轂組成。旋翼形式是由槳毅形式?jīng)Q定的。它隨著材料、工藝和旋翼理論的開展而開展。到目前為止，已在實踐中應用的旋翼形式有鉸接式、蹺蹺板式、無鉸式和無軸承式，它們各自的原理如下表所示。 一、槳轂結(jié)構(gòu)特點(一)鉸接式鉸接式(又稱全鉸接式)旋翼槳轂是通過槳轂上設置揮舞鉸、擺振鉸和變距鉸來實現(xiàn)槳葉的揮舞、擺振和變距運動。典型的鉸接式槳轂鉸的布置順序(從里向外)是由揮舞鉸、擺振鉸到變距鉸，如圖221所示。也有揮舞鉸與擺振鉸重合的。在軸向鉸中除了用推力軸承來負擔離心力并實現(xiàn)變距運動外，另一種流行的方式是利用彈性元件拉扭桿來執(zhí)行這個功能，如圖222所示。這樣在

31、旋翼進行變距操縱時必須克服拉扭桿的彈性及扭短，為了減小操縱力，就必須使拉扭桿有足夠低的扭轉(zhuǎn)剛度。 鉸接式槳轂構(gòu)造復雜，維護檢修的工作量大，疲勞壽命低。因此在直升機的開展中一直在努力改善這種情況。在20世紀60年代后期開始開展的層壓彈性體軸承(橡膠軸承)也是解決這個問題的一個較好的方案，現(xiàn)已實際應用。層壓彈性體軸承也可稱為核膠軸承，以圖223b中徑向軸承為例，這是由每兩層薄橡膠層中間由金屬片隔開并硫化在一起。內(nèi)外因的相對轉(zhuǎn)動是通過橡膠層的剪切變形來實現(xiàn)的，而徑向負荷那么要由橡膠的受壓來傳遞。圖中還表示了層壓彈性軸承的一些根本形式，并標示了它允許的相對運動方向和受力方向。圖224為槳轂一個支管的構(gòu)

32、造。軸承組件的主要局部是一個球面彈性體軸承，槳葉的揮舞及擺振運動全部通過這個軸承來實現(xiàn)。此外靠近內(nèi)端有一個層壓推力鈾承，槳葉變距運動的85通過這個軸承的扭轉(zhuǎn)變形來實現(xiàn)，其余15那么由球面軸承來實現(xiàn)。這種形式的槳轂是用一組層壓彈性體軸承組件來實現(xiàn)揮舞鉸、擺振鉸、變距鉸三鉸的功能，這樣使構(gòu)造大大簡化，零件數(shù)量也大大減少。同時由于不需要潤滑及密封，維護檢修的工作量亦少很多。(二)槳轂減擺器鉸接式旋翼在擺振鉸上都帶有槳轂減擺器，簡稱為減擺器，為槳葉繞擺振鉸的擺振運動提供阻尼。減擺器對于防止出現(xiàn)“地面共振，保證其有足夠的穩(wěn)定性裕度是必要的。此外，對于裝備渦輪軸發(fā)動機的直升機，發(fā)動機、傳動系統(tǒng)及旋翼整個系

33、統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動，由于存在著燃油控制系統(tǒng)而形成一個閉合回路，也存在著操縱響應的穩(wěn)定性問題。對于這樣一種自激振動，減擺器對集合型的擺振運動提供的阻尼也是有利的，即可以保證所要求的穩(wěn)定性裕度。1液壓減擺器主要是用油液流動速度的損失來產(chǎn)生壓力差從而起到阻尼作用。圖225為這種減擺器的原理，圖226表示了這種減樓器在槳轂上可能的安裝情況。當槳葉繞垂直鉸來回擺動時，減擺器殼體與活塞桿之間產(chǎn)生往復運動。這時，充滿殼體內(nèi)的油液也就要以高速度流進殼體與活塞之間的縫隙(或者是活塞上的節(jié)流孔)，活塞的左右就產(chǎn)生了壓力差，從而形成減擺力矩。液壓減擺器的減擺力矩比較穩(wěn)定，它不像摩擦減擺器那樣需經(jīng)常檢查及調(diào)整。但如果油液泄

34、漏使空氣進入，那么會顯著地改變減擺器的特性。因此，除了在減擺器上帶密封裝置外，往往還需要有油液補償裝置。2粘彈減擺器70年代開始出現(xiàn)了用粘彈性材料硅橡膠制成的粘彈減擺器。這種減擺器是利用粘彈性材料變形時很大的內(nèi)阻尼來提供所要求的減振阻尼，其構(gòu)造原理見圖227。減擺器由當中的金屑扳及其兩邊的兩塊外部金屬板構(gòu)成。內(nèi)部金屬板及兩塊外部金屑板之間各有一層硅橡膠，金屬板與橡膠硫化粘結(jié)在一起，內(nèi)部金屬板一端與鈾向鉸軸頸相連，而外部金屬板那么與中間連接件相連接。槳葉繞垂直鉸擺動時，由硅橡膠層的往復剪切變形使減擺器產(chǎn)生往復軸向變形。粘彈材料變形時將產(chǎn)生內(nèi)摩擦，內(nèi)摩擦力在相位上滯后變形90，這些變形要消耗能量，

35、從而起到了阻尼的作用。粘彈減擺器突出的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，除了目視檢查外，不需要維護。這種減擺器不僅提供了阻尼也對槳葉擺振運動附加了剛度，提高了槳葉擺振固有頻率。在低溫下硅橡膠會硬化，這是設計時應注意的問題。(三)萬向接頭式及蹺蹺板式40年代中期，在全鉸式旋翼得到廣泛應用的同時，貝爾公司開展了萬向接頭式旋翼，并將其成功地應用在總重量一噸級的輕型直升機Bell47上。50年代中期又把萬向接頭式進一步開展成統(tǒng)統(tǒng)板式，研制了總重量達4噸多的中型直升機UHl和9噸級的BeH214直升機。雖然這兩種族翼形式除了貝爾公司外很少采用，但僅僅Bell47型及UHl系列直升機產(chǎn)量就很大，應用也很廣泛。圖228所示為

36、Bell47型直升機萬向接頭式旋翼槳轂的構(gòu)造，圖2。29為其原理圖。兩片槳葉通過各自的軸向鉸和槳轂殼體互相連接，而槳轂殼體又通過萬向接頭與旋翼軸相連。揮舞運動通過萬向接頭BB鉸實現(xiàn)。改變總距是通過軸向鉸實現(xiàn)的，而周期變距是通過萬向接頭繞。a-a鉸的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)。蹺蹺板式旋翼和萬向接頭式旋翼的主要區(qū)別是槳轂殼體只通過一個水平鉸與旋翼軸相連，這種槳轂構(gòu)造比萬向接頭式簡單一些，但是周期變距也是通過變距鉸來實現(xiàn)。一般變距鉸采用拉扭桿來負擔離心力。這兩種槳轂形式與鉸接式相比，其優(yōu)點是槳轂構(gòu)造簡單，去綽了擺振鉸、減擺器，兩片槳葉共同的揮舞鉸不負擔離心力而只傳遞拉力及旋翼力矩，軸承負荷比較小，沒有“地面共振問題

37、。但是，這種旋翼操縱成效和角速度阻尼比較小，為了加大角速度阻尼，這種形式的旋翼都要帶機械增穩(wěn)裝置穩(wěn)定桿，沒有方法改善操縱成效，對于機動性要求較高的直升機，上述缺點就很突出。 (四)無鉸式從40年代到60年代，鉸接式旋翼是主要的旋翼形式。在長期的應用中這種形式開展得比較成熟，經(jīng)驗也比較多。但是，由于結(jié)構(gòu)復雜、維護工作量大、操縱成效及角速度阻尼小等固有的缺點，這種形式不夠理想。因此，從50年代起，除了簡化鉸接式旋冀結(jié)構(gòu)外，還開始了無鉸式旋翼的研究工作。經(jīng)過長期的理論與試驗研究，印年代末及70年代初無鉸式旋翼進入了實用階段。帶有無鉸式旋翼的宜升機如德國的BO105，英國的“山貓(WG13)等，它們?nèi)?/p>

38、得了成功并投入了批生產(chǎn)。與鉸接式旋冀相比，無鉸式旋翼的結(jié)構(gòu)的力學特性與飛行的力學特性聯(lián)系更為密切。這種形式的旋翼會產(chǎn)生一些新的動力穩(wěn)定性問題，本節(jié)著重介紹無鉸旋冀的結(jié)構(gòu)特點。(1)BO105型直升機的無鉸式旋翼如圖2210所示為BO105型直升機無較式旋翼，它的槳轂尺寸比較緊湊，剛度也很大，變距鉸在槳葉根部與槳轂相連，槳葉揮舞和擺振運動是通過玻璃鋼槳葉根部的彎曲變形來實現(xiàn)的。這種槳葉是屑于擺振柔軟型旋翼槳葉，擺振頻率n，1，065，旋翼結(jié)構(gòu)錐度角為25。(2)“山貓直升機的無鉸式旋翼圖22ll所示為山貓直升機槳轂結(jié)構(gòu)，它與BO105直，升機槳轂相比剛度要小，槳葉的揮舞運動由和槳軸相聯(lián)的揮舞柔性

39、件彎曲變形實現(xiàn)，而擺振運動那么是由變距鉸殼體的延伸段的彎曲變形實現(xiàn)。這種族翼是采用了消除耦合的設計，它的擺振頻率。wvl=043，也是擺振柔軟的旋翼。(3)星形柔性槳轂圖2212所示為法國航宇公司的SA365N“海豚 II型直升機的星形柔性旋翼槳轂構(gòu)造，它主要是由中央星形件、球面層壓彈性體軸承、粘彈減擺器(也稱頻率匹配器)、夾板和自潤滑關節(jié)軸承等組成。中央星形件通過螺栓直接固定在旋翼軸接合盤上，球關節(jié)軸承套裝在星形件四個支臂的外端，而軸承座通過粘彈減擺器與夾板相連接。上、下夾板在外端連接槳葉，而內(nèi)端通過固定在星形件孔內(nèi)的球面層壓彈性體軸承與星形件相連接。星形件上伸出的四個支臂在揮舞方面是柔性的。1整流罩