直升机工作原理( 二 )


摆振的问题
叶片挥舞虽然解决了升力不均匀、材料疲劳等问题 , 但也带来了新的问题 。当叶片向上摆动时 , 重心与旋转轴之间的距离减小 , 科里奥利力矩加速了叶片的旋转 。当叶片回到水平位置时 , 重心与旋转轴之间的距离增加 , 科氏力力矩会减缓叶片的旋转 。科里奥利力力矩的大小和方向随着叶片的摆动而周期性变化 , 叶片会在水平方向来回摆动 , 以补偿摆动引起的科里奥利效应 。如果不加以控制 , 对叶根的损伤会非常大 。解决办法是安装一个“摆振铰”.
“拖铰” , 又称“竖铰” , 是在叶片根部设置一个竖轴孔 , 通过螺栓与轮毂的其他结构连接 。这种连接方式允许叶片在小范围内来回摆动 , 从而避免叶片根部弯曲或疲劳断裂 。此外 , 为了给叶片绕阻力铰链的摆振运动提供阻尼 , 并确保足够的稳定裕度以防止“地面共振” , 摆振阻尼器 , 称为摆振阻尼器 , 通常安装在阻力铰链上 。
由于阻力铰链的存在 , 叶片向前运动时自然增大后掠角(所谓“滞后” , 是因为叶片在旋转方向上的角速度低于圆心的旋转速度) , 使叶片截面在气流方向上的长度同相增大 , 加强了减小攻角的效果;当向后转时 , 减摆器将叶片恢复到正常位置(所谓的“” , 因为叶片在旋转方向上的角速度高于圆心的旋转速度) , 这增强了增加攻角的效果 , 所以阻力铰链有时被称为-滞后铰链 。
变距的问题
叶片根部还有一个重要的铰链装置 , 即“变距铰”,也被称为“轴向铰链” 。其作用是使叶片在一定范围内绕其轴线偏转 , 从而改变其安装角度 , 从而调节叶片产生的升力 。简单来说就是实现叶片变桨距运动的旋转关节 。
挥舞铰、摆振铰和变距铰是实现直升机控制和旋翼正常工作的关键 。
其他形式
除了采用全铰接旋翼(配有拍动铰链、拖曳铰链和变桨距铰链)的直升机外 , 有的直升机采用球形弹性体轴承总成实现三个铰接部件的功能 , 即真实拍动铰链、拖曳铰链和变桨距铰链 , 有的采用非铰接结构 , 即取消独立拍动铰链和拖曳铰链 , 通过叶片根部柔性元件的变形实现挥舞和摆振功能 。
另外 , 主旋翼只有两个桨叶的直升机通常采用跷跷板轮毂结构 , 轮毂通过水平螺栓结构与主轴连接 , 轮毂可以绕这个螺栓转动 。
操纵机构
如上所述 , 通过控制旋翼和尾桨 , 直升机可以上升、下降、悬停、向前飞行、侧向飞行和转弯 。所以 , 其实直升机的操纵机构主要是针对旋翼和尾桨的 。直升机的主要控制机构包括转向柱(也称为周期变桨距杆)、总桨距杆、踏板等 。
街道
集体俯仰杆通常位于驾驶员座椅的左侧 , 由驾驶员左手操作 。它通过控制线与自动倾翻器连接 , 所有叶片的攻角由自动倾翻器控制 , 从而可以改变叶片螺距 , 从而改变旋翼的升力 。旋转油门控制机构设置在一些总距离操纵杆的手柄上 , 用于调节发动机油门的大小 , 使发动机的输出功率能够适应转子叶片变桨后转子所需的功率;有的全桨距杆集成了发动机功率控制器 , 可以根据转子叶片的桨距变化自动调节发动机的输出功率;所以总距离杠杆也叫总距离油门杠杆 。