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直升机全方位讲述

时间:2011-04-04 21:08来源:蓝天飞行翻译 作者:航空 点击:


对各种主桨系统来说,最常见的振动原因是桨叶锥体偏差。因此首先应该在地面进行桨叶锥体的检查,符合要求后再进行悬停状态的检查。一般振动可以分为两种形式:垂直振动和横向振动。
两种振动形式都与发动机功率有直接关系,输出功率增大振动增大,尤其是垂直振动更明显。
在海上平台飞行降落过程中,振动产生时会在脚蹬上感觉到大幅度的抖动。驾驶员这时应该减小尾桨叶的桨距来克服这种振动,否则振动越来越严重会造成尾桨叶的故障。尾桨叶不平衡或者尾桨轴承故障会使这种振动迅速加剧。


第 1.10节尾桨
1.10.1尾桨
有些直升机的设计不采用尾桨系统,而采用双桨系统且转动方向相反,但绝大多数直升机采用单主桨系统和尾桨系统。
牛顿第三定律指出,任何物体受到外力的作用,必将产生一个与作用力大小相等、方向相反的反作用力。当直升机主桨在发动机的驱动下按某个方向转动时,一定会有一个与转动方向相反的反作用力试图使飞机反方向转动,我们把这个反作用力称作发动机反扭矩。
很明显,让机体在主桨转动时反方向不停地转动是不可接受的 ,因此在飞机上必须安装尾桨系统以产生一个侧向力偶,其方向应与发动机反扭矩力偶相反,图 1-39是力偶示意图

图 1-39作用在直升机上的力偶示意图
尾桨可以安装在机身尾梁的任何一侧,现代西方直升机主旋翼的转动方向通常是俯视逆时针方向,此时如果尾桨装在尾梁左侧,叫做推力尾桨,装在右侧叫做拉力尾桨。
发动机反扭矩随着发动机功率的变化而变化。因此尾桨产生的平衡力偶也必须随着功率的变化而变化。通过操纵脚蹬的方式改变尾桨桨叶角大小可以实现以上目的,操纵原理与固定翼飞机的方向舵类似。
脚蹬的操纵符合人的习惯,即左脚蹬向前直升机左转,反之亦然。左脚蹬向前时尾桨桨叶角增大,尾桨平衡力增大,尾梁将向右偏转,机头则向左偏转而实现飞机的左转。
右脚蹬向前直升机右转。右脚蹬向前时尾桨桨叶角减小,尾桨平衡力减小,尾梁将向左偏转,机头则向右偏转而实现飞机的右转。
但苏制直升机尾桨的操纵则完全相反,左脚蹬向前飞机将向右转而不是左转。
因此可见,直升机尾桨除了能平衡主桨的反扭矩外,还提供直升机的航向操纵。
前面学过了自转,自转是当直升机发动机失效后无法驱动主旋翼时能够安全着陆的一种方法。如果因发动机失效无法驱动主桨,尾桨产生的平衡力偶不再用于平衡发动机的反扭矩,而可以使得飞机机身实现方向性控制,同时尾桨的桨叶角值可以从正到零甚至到负值。在正常飞行中尾桨桨叶角值一般为正,进入自转飞行后,桨叶角应减小到零左右以使尾桨不产生力偶保持飞机的直线飞行,如果要想实现右转,则需将尾桨桨叶角值变为负值,产生反向的力偶。
驱动尾桨的功率来自于发动机的总输出功率,总功率一部分用于驱动主桨,另一部分用于驱动尾桨。当尾桨距增大时,尾桨消耗的功率增加,使用于主桨的功率减少,主桨产生的升力减小,飞行员必须提总距杆进行补偿否则直升机将下降高度(有的直升机装有自动补偿系统)。
当尾桨距减小时,尾桨消耗的功率减少,则用于主桨的功率增加,主桨产生的升力增大,直升机将上升高度,同样需要飞行员再进行相应的补偿操纵。

1.10.2直升机侧移
直升机侧移发生在装有尾桨的直升机上,由于尾桨产生的侧推力是一个力偶,用于平衡发动机的反扭矩,但如图 1-40所示,此时机身的一侧有两个力的作用而另一侧只有一个力的作用。
在悬停时这样会引起直升机向一侧的移动,如果主桨的转动方向是俯视逆时针方向,侧移方向向右,这与尾桨装在尾梁的哪一侧无关。
在悬停中这种侧移是不允许出现的,因此必须有第四个力与尾桨的侧推力相反以防止侧移的发生。这个力可通过在设计直升机时将主桨轴倾斜,倾斜方向与尾桨产生的侧推力方向相反,如上面例子所述,主桨轴应向左倾斜,即将周期变距杆左移。图 1-41显示了周期变距杆左移后直升机悬停时的力的分布。

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