直升機飛行主要靠旅翼產(chǎn)生的拉力。當旋翼由發(fā)動機通過旋 轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)時,旋翼給空氣以作用力矩(或稱扭矩),空氣 必然在同一時間以大小相等、方向相反的反作用 力矩作用于旋翼(或稱反扭矩),從而再通過旋 翼將這一反作用力矩傳遞到直升機 機體上。如果不采取措施予以平衡,那么這個反作用力矩就會 使直升機逆旋翼轉(zhuǎn)動方向旋轉(zhuǎn)。如右圖所示。 ![]() 旋翼的布局形式 旋翼之所以會出不同的布局型式,主要是因平衡旋翼軸帶動旋翼轉(zhuǎn)動工作時,空氣作用其上的反作用力矩所采取的方式不同而形成的。 為了平衡這個來自空氣的反作用力矩,有兩種常見的辦法,組合 形成了現(xiàn)代多種旋翼布局型式,見下圖。 1.單旋翼帶尾槳布局??諝鈱π硇纬傻姆醋饔昧?,由尾槳產(chǎn)生的拉力(或推力) 相對于直升機機體重心形成的偏轉(zhuǎn)力矩予以平衡如上圖的a。這種方式目前應用較廣 泛,雖然層槳工作需要消耗一部分功率,但構(gòu)造上比較簡單。 2.雙旋翼式布局。由于在直升機上裝有兩副旋翼,可以是共軸式雙旋翼,也可以是縱 列式雙旋翼或者橫列式雙旋冀(含交叉雙旋翼),通過傳動裝置使兩副旋翼彼此向相反方向 轉(zhuǎn)動,那么,空氣對其中一副旋冀的反作用力矩,正好為另一副旋翼的反作用力矩所平衡, 見圖2.1—20中的b、 c、 d、 e。 直升機尾槳 (作用)尾槳像一個旋轉(zhuǎn)平面垂直于旋翼轉(zhuǎn)速平面的小螺旋槳,工作時產(chǎn)生拉力(或推力)。 尾槳的作用可以概括為以下三點: 1.尾槳產(chǎn)生的拉力(或推力)通過力臂形成偏轉(zhuǎn)力矩,用以平衡旋翼的反作用力矩 (即反扭轉(zhuǎn)); 2.相當于一個直升機的垂直安定面,改善直升機的方向穩(wěn)定性。而且,可以通過加大 或減小尾槳的拉力(推力)來實現(xiàn)直升機的航向操縱; 3.某些直升機的尾軸向上斜置一個角度,可以提供部分升力,也可以調(diào)整直升機重心 范圍。 尾槳和旋翼的動力均來源于發(fā)動機;發(fā)動機產(chǎn)生的功率通過傳動系統(tǒng),按需要再傳給旋翼和尾槳。 尾槳的旋轉(zhuǎn)速度較高。直升機航向操縱和平衡反作用力矩,只需增加或減小尾槳拉力 (推力),對尾槳總距操縱是通過腳蹬操縱系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 (類型)尾槳通常包括常規(guī)尾槳、涵道尾槳和無尾槳系統(tǒng)等三種類型。 1.常規(guī)尾槳 這種尾槳的構(gòu)造與旋冀類似,由槳葉和槳轂組成。常見的有蹺蹺板式、萬向接頭式和鉸 接式。 2.涵道層槳 這種尾槳由兩部分組成:一部分是置于尾斜梁中的涵道;另一部分是位于涵道中央的轉(zhuǎn) 子。其特點是涵道尾槳直徑小、葉片數(shù)目多。涵道尾槳的推力有兩個來源:一是涵道內(nèi)空氣對 葉片的反作用推力;二是涵道唇部氣流負壓產(chǎn)生的推力。涵道尾槳的構(gòu)造如下圖所示。 3.無尾槳系統(tǒng) 無層槳系統(tǒng)主要是用一個空氣系統(tǒng)代替常規(guī)尾槳,該系統(tǒng)由進氣口、噴氣口、壓力風 扇、帶縫尾梁等幾部分組成,如下圖所示。 壓力風扇位于主減速器后面,由尾傳動軸帶動,風扇葉片的角度可調(diào),與油門總距桿聯(lián) 動。尾梁后部有一可轉(zhuǎn)動的排氣罩與腳蹬聯(lián)動。工作時風扇使空氣增壓并沿空心的尾梁向后流動。飛行中,一部分壓縮空氣從尾梁側(cè)面的兩道細長縫中排出,加入到旋翼下洗流中,造 成不對稱流動,使尾梁一例產(chǎn)生吸力,相當于尾部產(chǎn)生了一個側(cè)向推力以平衡旋翼的反作用力矩(見上圖);另一部分壓縮空氣由尾部的噴口噴出,產(chǎn)生側(cè)向報力,以實現(xiàn)航向 操縱,噴氣口面積由排氣罩的轉(zhuǎn)動控制,受駕駛員腳蹬操縱。 (總結(jié))以上各型尾槳都各有其特點: 常規(guī)尾槳技術(shù)發(fā)展比較成熟,應用廣泛,缺點是受旋男下 洗流影響,流場不穩(wěn)定,裸露在外的槳葉尖端易發(fā)生傷人或撞擊地面障礙物的事故;涵道層槳優(yōu)點是安全性好,轉(zhuǎn)于槳葉位于涵道內(nèi),旋翼下洗流干擾、 影響較輕,且不易發(fā)生傷人接物的事故,缺點是消耗功率比較大;無尾槳系統(tǒng)的優(yōu)點是安全可靠、振動和噪聲水平低,前飛時可以充分利用垂直尾另的作用、減小功率消耗,缺點是懸停時需要很大功率,目前已進 入實用階段。 |
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