直升机主要组成、结构、飞行控制,航空迷值得一看

阅读: 评论:0

直升机主要组成、结构、飞⾏控制,航空迷值得⼀看
虽然直升机的⼤⼩和形状差别很⼤,但是⼤多数直升机的主要组成部分都是⼀样的。这些组成部分包括容纳载荷和机组⼈员的座舱,⽤以将不同部分安装在⼀起或者容纳各种部件的机⾝,动⼒装置或者引擎,负责在引擎和主旋翼之间传递功率的传动装置,提供⽓动⼒以⽀持直升机飞⾏的主旋翼。此外,为了防⽌直升机由于主旋翼扭矩⽽旋转,必须要有某种形式的反扭矩系统.。最后是起落架,可是以是滑撬,机轮,滑雪板或者浮筒。如图1-1。稀土永磁同步电机
图1-1:直升机的主要组成部分是机舱,机⾝,起落架,动⼒装置。传动装置,主旋翼系统和尾桨系统。
主旋翼系统
直升机上可以有⼀个或两个旋翼。对于通常的双旋翼系统,旋翼的旋转⽅向是相反的以抵消彼此的转矩,从⽽保持整体稳定,消除旋转的趋势。如图1-2所⽰。
图1-2:直升机可以有⼀到两个主旋翼系统
图1-2:直升机可以有⼀到两个主旋翼系统
⼀般⽽⾔,旋翼系统可以分为全铰接式,半刚体式和刚体式。也存在这些典型系统的变种和组合形式的旋翼。
全铰接旋翼系统
通常全铰接旋翼系统包含三个或者更多个旋翼桨叶。旋翼桨叶可以独⽴的做挥舞(flap),周期变距(feather),摆振(lead or lag)三种运动。
每⽚旋翼桨叶通过⼀个⽔平的挥舞铰链接到桨毂上,顾名思义,挥舞铰允许桨叶上下挥舞。每⽚桨叶可以独⽴的上下运动。挥舞铰离开桨毂的距离不尽相同,也可以有不⽌⼀个的挥舞铰。安装位置由制造者根据稳定性和控制⽅⾯的考量来决定。
理论热点面对面2011每⽚桨叶同样通过⼀个垂直放置的摆振铰连接到桨毂。摆振铰允许桨叶在桨盘平⾯内独⽴的前后运动。通常这类旋翼系统的设计中会加⼊减震器(Dampers)防⽌围绕摆振铰的过渡运动。设计摆振铰和减震器的⽬的在于吸收旋翼桨叶的部分加减速。
全铰接旋翼系统的桨叶可以进⾏变距,即围绕它的转轴旋转。所谓变距就是改变旋翼桨叶的桨距。
半刚体旋翼系统
⼀个半刚体旋翼系统允许做两种不同的运动,挥舞和变距。这类系统通常包含两个刚性连接在桨毂上的桨叶。桨毂通过⼀个⽿轴轴承(trunnion bearing)或者⼀个跷跷板铰链(teeteringhinge)连接到主桅上,使得桨叶可以上下挥舞。当⼀⽚向下运动时,另⼀⽚向上运动。
变距可以通过⼀个变距铰(feathering hinge)实现,通过它可以改变桨叶的攻⾓。
刚体旋翼系统
刚体旋翼系统的机械结构很简单,但是结构上⾮常复杂,因为⼯作载荷必须被材料的弯曲来吸收⽽不是通过铰链来消除。这类系统中桨叶不可以做挥舞和摆振动作,但是可以变距。
尾桨
⼤多数单主旋翼直升机需要⼀个单独的尾桨系统来克服主旋翼旋转产⽣的扭矩。可以通过⼀个可变桨距反扭矩旋翼或尾桨来实现。如图1-3所⽰。调整反⼒矩系统的推⼒可以在主桨⼒矩改变时控制⽅向,或者在悬停的时候改变机头的朝
桨来实现。如图1-3所⽰。调整反⼒矩系统的推⼒可以在主桨⼒矩改变时控制⽅向,或者在悬停的时候改变机头的朝向。
图1-3:反扭矩旋翼产⽣和主旋翼扭矩⽅向相反的推⼒,避免直升机以主旋翼相反⽅向旋转。
涵道尾桨
汉弗莱爵士涵道尾桨是另外⼀种反扭矩旋翼,或者称之为fan-in-tail设计. 这类系统采⽤⼀系列的包围在垂直尾翼中的旋翼桨叶。因为桨叶处在⼀个圆形的导管中,⽐较不容易和外界物体或者⼈员发⽣碰撞。如图1-4。
Eurocopter EC-135的涵道尾桨
图1-4:和⽆保护的尾桨相⽐,涵道反扭矩系统在地⾯操作时可以提供更⼤的安全保证。
⽆尾桨系统NOTAR
NOTAR系统是反扭矩尾桨的替代品。系统利⽤安装在直升机内部的风扇产⽣的低压空⽓压⼊尾撑(tailboom,也称尾梁),这些⽓体流经尾撑相应侧的⽔平开⼝喷出。通过可控制得旋转喷嘴提供反扭矩和⽅向控制。
从⽔平开槽吹出的低压空⽓和主旋翼的下洗⽓流(downwash形成⼀种特殊的现象,叫做“Coanda效应”(译者注:射流效应,利⽤尾梁两侧⽓流的速度差,产⽣向⼀侧的侧推⼒)。Coanda效应可以产⽣向尾梁⼀侧的侧推⼒,从⽽实现反扭矩。
图1-5:在直升机悬停的时候,保持⽅向控制所必需的扭矩中Coanda效应提供⼤约三分之⼆。
起落架
最常见的起落架是滑橇式的,适合在不同类型的表⾯上起起降。⼀些滑橇式起落架装备了减震器以减少着陆冲击和震动传递到主旋翼。还有些利⽤滑橇⽀撑臂的弯曲来吸收震动。起落架也可装配能够更换的重载滑橇靴以防⽌过度磨损。
直升机也可以装备浮筒进⾏⽔上作业,或者装备滑雪板以降落在雪地或者柔软的地⾯上。
机轮是另外⼀种形式的起落架,可以是三点式或者是四点式配置。通常为了⽅便直升机在地⾯上滑⾏,机⾸或者机尾的起落架设计成可以⾃由旋转的。
动⼒装置
典型的⼩型直升机使⽤安装在机⾝上的往复式发动机。发动机可以采⽤垂直安装或者⽔平安装⽅式,通过传动装置将动⼒传递到垂直的主桨传动轴(main rotor shaft)上,如图1-6。
图1-6:典型情况下发动机通过⼀个主传动机构和⽪带或者⼀个离⼼式离合器来驱动主旋翼。
直升机可以采⽤的另外⼀种发动机是燃⽓涡轮发动机(Gas turbine)。这种发动机的输出功率较⼤,适⽤于⼤多数的中⼤升⼒直升机。
发动机通过主传动机构将动⼒传递到主桨和尾桨系统。
飞⾏控制
当你驾驶⼀假直升机的时候,会⽤到四中基本的飞⾏控制,分别是:周期变距控制,总距控制,油门和反扭矩踏板
当你驾驶⼀假直升机的时候,会⽤到四中基本的飞⾏控制,分别是:周期变距控制,总距控制,油门和反扭矩踏板(antitorque pedals)。
油门通常采⽤安装在总距杆(collective lever)前端的转把式控制,如图1-7。
总距和圆周变距控制主旋翼桨叶的桨距,这些控制的具体功能在第四章飞⾏控制中详细介绍。
图1-7:飞⾏控制的位置
另外,我们通常所说的“直升机”,⼜为什么不叫“直升飞机”呢?
直升机和飞机同为飞⾏器,可是在飞机的“家谱”中却不到直升机的“户⼝”。不信请翻阅关于飞机的专著,在飞机的⾏列⾥有军⽤、民⽤之分,在军⽤飞机队列中有歼击机、轰炸机、强击机、侦察机、运输机、预警机、加油机、⽔上飞机、电⼦对抗飞机……却没有直升机或武装直升机的尊姓⼤名。
⽣活中,有⼈乱点鸳鸯谱,硬是把直升机往飞机的⾏列中死拉硬拽,把直升机叫作“直升飞机”,甚⾄电脑词库中也只弥撒音乐
有“直升飞机”的名词⽽没有直升机的席位。这种把直升机和飞机混为⼀谈的称呼就不准确、不恰当了。
不能把会飞的器具都叫“飞机”。
直升机
常识告诉我们,对某种器具的命名,⼀般都要反映该器具的特性和功能。⽐如,尽管鞋⼦和袜⼦都穿在脚上,由于鞋袜的构造和功能不同,⼈们不能把鞋⼦叫成袜⼦,也不会把袜⼦叫作鞋。同样的道理,尽管直升机和飞机都会飞,但不能把会飞的器具都叫“飞机”。
由于科技的发展,当今⼈类头顶上,会“飞”的器具太多了。⽐如,在外层空间飞⾏的有⼈造地球卫星、空间站等航天器;在⼤⽓层飞⾏的航空器中有轻于空⽓的汽球、飞艇;有重于空⽓的,如直接利⽤反作⽤原理飞⾏的导弹、⽕箭等……我们不能把这些飞⾏器都挂上“飞机”的头衔。
直升机的特性决定它必须另⽴门户
不可否认,直升机和飞机有些共同点。⽐如,都是飞⾏在⼤⽓层中,都重于空⽓,都是利⽤空⽓动⼒的飞⾏器,但直升机有诸多独有特性。
直升机飞⾏原理和结构与飞机不同飞机靠它的固定机翼产⽣升⼒,⽽直升机是靠它头上的桨叶(旋翼)旋转产⽣升⼒。直升机的结构和飞机不同,主要由旋翼、机⾝、发动机、起落装置和操纵机构等部分组成。根据旋翼副数,分为单旋翼式、双旋翼式和多旋翼式。单旋翼式直升机尾部还装有抗扭螺旋桨,⽤以平衡单旋翼产⽣的反作⽤⼒矩和控制直升机的转弯。直升机最显眼的地⽅是头上窄长的⼤⼑式的旋翼,⼀般由2~5⽚桨叶组成⼀副,由1~2台发动机带动,看起来很像我国民间的⼀种玩具———⽵蜻蜓。其实正是⽵蜻蜓给直升机的发明提供了启⽰。经历了较长时间的摸索,1907年法国⼯程师路易⼠·伯雷格和黎歇设计出世界上第⼀种能载⼈的直升机,⽐莱特兄弟发明飞机仅仅晚4年。
直升机
直升机成长经历及⼦孙后代与飞机不同直升机发明之初⼀度被冷落,其实际使⽤和成批投产远远落后于飞机。直到第⼆次世界⼤战后直升机才得到发展。尤其是20世纪60年代以来,直升机的⽣产和使⽤规模不断扩⼤,其性能和使⽤寿命也有了很⼤的改进和提⾼。现在已形成了⼀个庞⼤的直升机家族。就拿武装直升机来说吧,已经发展了3代,有反坦克、反舰、反潜、⽕⼒⽀援、空战等不同种类。以美国为⾸的北约和俄罗斯军队的主战直升机都属于第3代,主要有美国的AH- 64A“阿帕奇”、AH-1S
“休伊”、RAH-66“科曼奇”,俄罗斯的⽶-28“浩劫 ”、卡-50“噱头”,英国的“战场⼭猫”,法国的AS565M“⿊豹”以及德、法联合研制的PAH-2“虎”式攻击直升机等。它们的显著特征是:普遍采⽤了⽬标截获识别系统、驾驶员夜视系统、头盔综合显⽰瞄准系统等⾼新技术装备,增强了机动性和防探测、抗毁伤能⼒,具备了在不良天候和复杂地理环境下的攻击能⼒,实现了战场数据的优化管理,⾼技术含量和综合作战效能得到较⼤的提⾼。如果说飞机是搏击长空雄浑矫健的苍鹰,那么直升机就是纵横天地轻盈灵巧的蜻蜓。
直升机具有与飞机不同的特异功能
由于结构的特点,直升机和飞机相⽐,飞⾏速度慢⼀些,有效载重⼩⼀些,稳定性和操纵性差⼀些,但直升机具有飞机所不具备的特殊本领和独特性能。⾸先,直升机可以垂直起飞、垂直降落。其次,直升机能够向前后、左右等⽅向飞⾏,并且能在允许的⾼度上悬停和在空中定点转弯。飞机起飞和降落,⼀般需要宽⼴的机场、坚固的跑道,这样就要占⽤⼤量的⼟地,花费很多的资⾦。⽽且,在战争情况下,机场往往成为敌⽅⾸先攻击的⽬标,容易遭到破坏。⽽直升机起飞着陆需⽤场地很⼩,对场地的要求也不⾼。⽆论在⾼耸的⼭顶上、狭窄的⾕地间,还是在茂密的森林中、嶙峋的河岸边,直升机都可以轻松⾃如地起飞着陆。装有浮筒的船式机⾝的直升机甚⾄可以在江河湖海中起降。
工程管理
正因为具有以上特殊本领,所以直升机经常在关键时刻挺⾝⽽出,承担其他飞⾏器包括飞机难以完成的艰巨任务,特别在军事上有⼴泛的⽤途。
直升机
北京市人口与计划生育条例修正案空中“奇兵”———直升机有⾃⼰独特的战术性能:机动性强,不受地形条件的限制。使⽤直升机,可以在短时间内,将部队从⼀个战场调到另⼀个战场;也可以使部队迅速地分散或集中,以减⼩敌⼈核袭击造成的损失;还可以帮助部队顺利地越过放射性污染区、燃烧地带以及⼯程障碍等,进⾏⼤范围的空中机动。
机降“先锋”———在战场上,直升机可以超低空突然出现在敌⼈的后⽅,完整⽽⼜集中地机降、空降各种部队和武器装备,迅速占领军事要隘,实施突然袭击;还可以从⼭地和海⾯营救伤员,直接将伤员送到战地医院进⾏及时的抢救。
反潜“健将”———在未来战争中,潜艇特别是核潜艇极具威胁性,反潜作战将成为战争的重要内容之⼀。直升机与⽔⾯舰艇相⽐,具有速度快、机动性强、巡视范围⼴等优势。
正是由于这些理由,我们对不把直升机列⼊“飞机”的⾏列⽽让其另⽴门户,就不难理解了。

本文发布于:2023-06-26 03:48:25,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://patent.en369.cn/xueshu/130997.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:直升机   旋翼   飞机
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2022 Comsenz Inc.Powered by © 369专利查询检索平台 豫ICP备2021025688号-20 网站地图