十分鐘就能讀懂的直升機(jī)飛行原理(2)
發(fā)布: 湖南通聯(lián) 發(fā)布時(shí)間:2017/8/25 0:00:00
變距的問題
槳葉根部還有一個(gè)重要的鉸鏈裝置,那就是“變距鉸”,也稱“軸向鉸”。它的作用是使槳葉繞其軸線在一定范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)改變其安裝角,從而調(diào)整槳葉產(chǎn)生的升力,簡單說就是實(shí)現(xiàn)槳葉變距運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。
揮舞鉸、擺振鉸和變距鉸是實(shí)現(xiàn)直升機(jī)控制和旋翼正常工作的關(guān)鍵。
其他形式
除了采取這種全鉸接式(裝有揮舞鉸、擺振鉸和變距鉸)旋翼的直升機(jī)外,有的直升機(jī)采用一個(gè)球面彈性體軸承組件來實(shí)現(xiàn)實(shí)揮舞鉸、擺振鉸、變距鉸三個(gè)鉸接組件的功能,還有的直升機(jī)采用的是無鉸接結(jié)構(gòu),即取消了獨(dú)立的揮舞鉸與擺振鉸,揮舞和擺振的功能由槳葉根部的柔性元件的變形來實(shí)現(xiàn)。
此外主旋翼只有兩片槳葉的直升機(jī)通常采用蹺蹺板式的槳轂結(jié)構(gòu),及槳轂與主軸通過一個(gè)水平插銷結(jié)構(gòu)相連接,槳轂可以繞這個(gè)插銷轉(zhuǎn)動(dòng)。
操縱機(jī)構(gòu)
前面提到通過控制旋翼和尾槳就可以實(shí)現(xiàn)使直升機(jī)上升、下降、懸停、前飛、側(cè)飛以及轉(zhuǎn)彎等,因此實(shí)際上直升機(jī)的操縱機(jī)構(gòu)主要是針對旋翼和尾槳的。直升機(jī)的主要操縱機(jī)構(gòu)包括駕駛桿(又稱周期變距桿)、總距桿、腳蹬等。
駕駛桿位于駕駛員座椅前面,通過操縱線系與自動(dòng)傾斜器連接,通過自動(dòng)傾斜器來實(shí)現(xiàn)對旋翼椎體傾斜方向的控制。
總距桿通常位于駕駛員座椅的左方,由駕駛員左手操縱,通過操縱線系與自動(dòng)傾斜器連接,通過自動(dòng)傾斜器來控制所有槳葉的迎角,實(shí)現(xiàn)槳葉變距,從而改變旋翼升力的大小。有的總距操縱桿的手柄上設(shè)置旋轉(zhuǎn)式油門操縱機(jī)構(gòu),用來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)油門的大小,使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與旋翼槳葉變距后的旋翼需用功率相適應(yīng);有的總距桿上則集成了發(fā)動(dòng)機(jī)功率控制器,可根據(jù)旋翼槳葉變距情況自動(dòng)對發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率進(jìn)行調(diào)整;因此,總距桿又被稱為總距油門桿。
自動(dòng)傾斜器是實(shí)現(xiàn)駕駛桿和總距桿操縱的重要部件,由兩個(gè)主要零件組成:一個(gè)不旋轉(zhuǎn)環(huán)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)環(huán)。不旋轉(zhuǎn)環(huán)安裝在旋翼軸上,并通過操縱線系與駕駛桿和總距桿相連。它能夠向任意方向傾斜,也能沿旋翼軸上下垂直移動(dòng),但是不能轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)環(huán)通過軸承被安裝在不旋轉(zhuǎn)環(huán)上,通過拉桿與變距鉸(軸向鉸)相連,不但能夠同旋翼軸一起旋轉(zhuǎn),而且能夠作為一個(gè)單元體隨不旋轉(zhuǎn)環(huán)同時(shí)傾斜和沿旋轉(zhuǎn)軸上下垂直移動(dòng)。
操縱的實(shí)現(xiàn)
駕駛員對駕駛桿的橫向和縱向操縱通過操縱線系或液壓助力裝置使自動(dòng)傾斜器的旋轉(zhuǎn)環(huán)和不旋轉(zhuǎn)環(huán)一起向相應(yīng)的方向傾斜。由于旋轉(zhuǎn)環(huán)同槳葉的變距鉸之間有固定長度的拉桿相連,所以自動(dòng)傾斜器的傾斜會(huì)導(dǎo)致槳葉的槳距發(fā)生周期變化,使得旋翼空氣動(dòng)力不對稱,旋翼椎體將向相應(yīng)方向傾斜,旋翼的拉力矢量方向也向相應(yīng)方向傾斜,這樣就達(dá)到操縱直升機(jī)橫向和縱向飛行的目的。如果駕駛桿偏離中立位置向前,旋翼椎體向前傾斜,直升機(jī)低頭并向前運(yùn)動(dòng);向后,旋翼椎體向后傾斜,直升機(jī)抬頭并向后退;向左,旋翼椎體向左傾斜,直升機(jī)向左傾斜并向左側(cè)運(yùn)動(dòng);向右,旋翼椎體向右傾斜,直升機(jī)向右傾斜并向右側(cè)運(yùn)動(dòng)。
駕駛員對總距桿上提和下放的操縱通過操縱線系使自動(dòng)傾斜器的旋轉(zhuǎn)環(huán)和不旋轉(zhuǎn)環(huán)一起沿著旋翼軸向上或向下移動(dòng)。同樣由于旋轉(zhuǎn)環(huán)同槳葉的變距鉸之間有固定長度的拉桿相連,所以自動(dòng)傾斜器的上下移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致槳葉的槳距增大或減小,使得旋翼的升力增加或減小。簡單來說,上提總距桿,槳葉的槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率增加,旋翼升力增加,直升機(jī)上升;下放總距桿,槳葉的槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率減小,旋翼升力減小,直升機(jī)下降。
腳蹬位于駕駛員座椅前下方,由駕駛員雙腳操縱,通過操縱線系與尾槳連接,實(shí)現(xiàn)對尾槳的變距,控制尾槳槳葉的槳距,改變尾槳的“拉力”或“推力”。尾槳的構(gòu)造同旋翼相似,不過比旋翼要簡單得多,既沒有自動(dòng)傾斜器,也不存在周期變距問題。一般來說,蹬某一側(cè)腳蹬,直升機(jī)機(jī)頭就會(huì)向該側(cè)偏轉(zhuǎn)。
以上就是單旋翼帶尾槳直升機(jī)飛行的一些基本原理,“走馬觀花”式的敘述難免錯(cuò)漏之處,不作為任何依據(jù),僅供大家了解參考,深入學(xué)習(xí)還請翻閱相關(guān)著作。
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