第 2.2節(jié)尾槳操縱
2.2.1尾槳操縱系統(tǒng)
1簡介
如前所述,尾槳操縱系統(tǒng)有兩種形式,操縱鋼索或推拉管。在早期直升機上采用的是鋼索系統(tǒng)以減輕較長操縱路徑的重量。鋼索系統(tǒng)比推拉管系統(tǒng)可以減少 25-30%的重量。但是鋼索系統(tǒng)也有些缺點,它需要加強機身結(jié)構(gòu)以適用它相對強的鋼索拉力,鋼制鋼索的膨脹會造成它與輕合金機身結(jié)構(gòu)或多或少的磨擦。當然后者可以通過鋼索調(diào)節(jié)器來克服,但鋼索系統(tǒng)仍然需要較多的維護并容易產(chǎn)生故障。因此在許多現(xiàn)代直升機上,特別是大型直升機,多采用推拉管系統(tǒng)操縱尾槳。 2鋼索系統(tǒng)
大多的鋼索系統(tǒng)在腳蹬和鋼索扇形件之間用推拉管聯(lián)接,然后再用鋼索穿過機身和尾梁傳遞到尾部。在很早期的直升機上的鋼索是纏繞在一個鋼索線軸上的,通常 1.到 2.圈,然后直接聯(lián)接到一個螺旋止動器上,它可以將鋼索運動轉(zhuǎn)換 90度,通過星型組件傳遞到尾槳。這是純粹的人工操縱系統(tǒng),通常只用在輕型直升機上。
另一種形式是在有液壓操縱的情況下,在尾槳的前方再安裝一個扇形件,然后通過推拉管與尾槳操縱組件或作動器聯(lián)接。其中一個扇形件可能也作為鋼索調(diào)節(jié)器以保證鋼索的拉力。 3推拉管系統(tǒng)
在該系統(tǒng)內(nèi)推拉管傳遞從腳蹬到尾槳操縱系統(tǒng)部件或作動器的操縱輸入。推拉管的安裝路徑比鋼索較難,包含了更多的部件,其中的許多部件可能會導致潛在的故障,但是它不會象鋼索系統(tǒng)那樣一失去張力就馬上失去操縱能力。
2.2.2噴氣系統(tǒng)
一.簡介
由于尾槳極易碰到地面和受到障礙物撞擊,而且這最容易導致災難性后果,造成機身解體和人員傷亡,自二十世紀七十年代初開始,一些廠家就開始研究如何獲得反扭矩的方法和無尾槳的航向操縱。
早期的設計如開噴氣口的管道風扇設計,應用在歐洲宇航局的許多小型直升機上。但是這種設計仍然需要依靠安裝在機身后槳葉風扇的高速旋轉(zhuǎn),還是容易受到損壞。
麥道公司嘗試用發(fā)動機引氣來抵消扭矩和作為航向操縱裝置,這一設計現(xiàn)在廣泛應用在同它一個類別的直升機上,叫做 “NOTAR”,即“無尾槳 ”裝置。二.NOTAR反扭矩和航向操縱裝置
在這種裝置中有兩種反扭矩方法,一是通過變槳距管道風扇,另一種是利用柯恩達效應的現(xiàn)象。
1.管道風扇
安裝在機身后面的一個大管道風扇,由主旋翼傳動裝置驅(qū)動,可以提供一股低壓氣流穿過大直徑的復合材料制成的空心尾梁。在尾梁的末端是由飛行員腳蹬操縱的可變噴氣推力器,該推力器根據(jù)操縱輸入開啟或關閉,從而提供不同的反扭矩力。
2.柯恩達效應
在大直徑空心尾梁的一側(cè)制造了兩個齒槽,叫做循環(huán)控制齒槽。通過尾梁的一部分氣流通過這些齒槽排出,使主旋翼下洗氣流附著在一側(cè)的時間比另一側(cè)長,因此形成了一個垂直的翼型,從而產(chǎn)生一個側(cè)向力來抵消扭矩作用。三.系統(tǒng)的工作
機長和副駕駛的航向腳蹬可以同時操縱噴氣推力器和管道風扇的變距角,從而獲得所需的反扭矩力,避免了因為管道風扇的變距角和速度固定不變而導致從傳輸系統(tǒng)消耗過多的能量。另外,航向腳蹬還可以操縱安裝在尾梁后部的側(cè)垂尾的角度,它最大可以偏轉(zhuǎn) 29度,從而在前飛時可以減輕噴氣推力器和管道風扇的負擔,使更多的功率提供給主旋翼,減少燃油消耗。
在懸停時,循環(huán)操縱齒槽產(chǎn)生的柯恩達效應可以提供主要的反扭矩力,而在前飛時,則是由側(cè)垂尾和噴氣推力器提供。在自轉(zhuǎn)下降時,發(fā)動機關車,方向是由側(cè)垂尾來控制的。
噴氣推力器提供反作用力
圖 2-23柯恩達效應和噴氣推力器的共同作用
第 2.3節(jié)主槳轂
2.3.1簡介
在直升機飛行原理一章我們已經(jīng)了解了主旋翼槳轂的氣動性和基本結(jié)構(gòu)性能。本節(jié)著重講述它的結(jié)構(gòu)。直升機上有各種形式的主旋翼槳轂,盡管各個廠家的設計和制造技術(shù)不同,它們都可以歸為三類:
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