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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:

● 桨叶的设计必须有足够强度来承受各种状态下所产生的载荷;

● 钢性主旋翼桨毂非常容易受阵风或侧风的影响。

 

2.3.2全铰接式主旋翼桨毂
铰接在这里即为关节。安装在桨毂上的每片旋翼有三个关节 ——轴向关节轴承、挥舞关节、垂直关节。全铰接式主旋翼桨毂大多安装有三片或三片以上的旋翼,通过一个叫做 “旋翼轴套 ”的部件联接,该轴套提供这三个关节。下图为全铰接式主旋翼桨毂的示意图和各个关节的位置。

图 2-24全铰接式桨毂

图 2-25典型的全铰接式主旋翼桨毂
旋翼轴套有上下两个安装接耳通过锥形销来安装旋翼。旋翼轴套和心轴这两个重要部件安装在一起形成一个组件。心轴的一端为叉形接头安装在摆振关节的耳轴上,轴向关节轴承则安装在该心轴上。轴套包含有一个圆柱形壳体、变距摇臂和安装接耳,它套在轴向关节轴承的外面,因此操纵系统通过变距摇臂可以使它自由转动,来使桨距角变化。下图为旋翼轴套和心轴的构造图。

图 2-26旋翼轴套和心轴的构造图
下垂限动器和挥舞限动块允许主旋翼挥舞有许多好处,例如挥舞可以消除直升机在前飞时产生的不平衡升力,减少阵风影响的敏感度,但这也带来了不利,需要克服。
当直升机起动时,旋翼开始转动,由于作用在它们上面的离心力非常小,旋翼会下坠,即不受控制的上下活动,尤其当有阵风时会更严重;另外当直升机停车时,旋翼转速减慢,离心力也会减小,同样会引起旋翼下坠,无论哪种状态都会严重危及安全,在某些情况下可能会拍击尾梁,损坏机身结构。因此就需要一个系统能够满足当旋翼以正常速度旋转时允许完全自由挥舞,而当转速低于一定值时又能限制它的下坠。这可以通过在主桨毂的支臂上安装一个下垂限动器来实现,该限动器的一个卡块位于主旋翼轴套和主桨毂支座之间。当限动器工作时,它就会限制桨叶的下垂量,当退出工作时就会恢复桨叶的完全自由挥舞。
下垂限动器由两根结实的弹簧拉紧固定,在旋翼启动时,作用在限动器上的离心力会克服弹簧的拉力,使限动器向外移,从而使卡块退出工作;当关车减速时,弹簧将限动器拉回,卡块就会卡在主旋翼的轴套和主桨毂支座之间。
另外一个问题是当旋翼停车或慢速转动时,在大风情况下,如何防止旋翼不发生漂移。挥舞限动块的安装就克服了这一问题。它的工作原理和下垂限动器一样,即离心力减小,弹簧拉回挥舞限动块,防止主旋翼轴套快速上下挥舞,避免轴套和桨毂受到损坏。下图为这些部件的示意图。

图 2-27下垂限动器和挥舞限动块
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老式主桨毂使用的液压垂直关节减摆器,通过限制液压从一个腔向另外一个腔流动的速率来控制主旋翼的摆动速率。图 2-28为该组件的剖面图

图 2-28典型的液压减摆器
减摆器通过壳体上部和下部的耳轴,安装在主桨毂的轴承上,在工作时它能够始终保持对齐。当旋翼超前或滞后时,它就会在减摆器的活塞杆上产生一个力,使活塞在圆筒内移动,迫使液压油从一个腔通过一个限流器流向另外一个腔,限流器减小了流动速率,从而也就控制了旋翼活动的速率。如果限流器或传输孔被堵塞,液压油就不能流动,作用在减摆器活塞上的力就会使腔内压力升高,使其中一个释压活门打开,从而使液压油通过活塞直接流到另外一个腔。
有些液压垂直关节减摆器的外壳上安装有一个透明的液压油箱来保持减摆器始终满油,可以同时为所有的减摆器供油。在活塞杆的两端安装有橡胶缓冲装置,来防止当旋翼起动或停止时减摆器完全伸长或压缩而导致活塞杆或壳体受到损坏。
图 2-29为一个完整的全铰接式主旋翼桨毂的示意图。

图 2-29全铰接式主旋翼桨毂
可见全铰接式主旋翼桨毂是一个很复杂的部件,上面的所有轴承和关节都会产生潜在的多种故障。例如缺少滑油或油脂,即使在最小的轴承上,都会增加直升机的振动。另外,这些部件也明显增加了直升机的重量,它暴露在气流中的横截面也产生了大量的形阻。

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