旋翼是直升机的重要部件。直升机机舱上面可以旋转的机翼。在直升机飞行过程中,旋翼起产生升力和拉力双重作用。不仅如此,旋翼还起到类似于飞机副翼、升降舵的作用。旋翼有多种类型,主要有四种:铰接式旋翼、无铰式旋翼、半铰式旋翼、无轴承式旋翼。
简介
旋翼是直升机和旋翼机等旋翼航空器的主要升力部件。
旋翼由桨毂和数片桨叶构成。桨毂安装在旋翼轴上,形如细长机翼的桨叶则连在桨毂上。
(1)旋翼的旋转方向
当旋翼旋转时,有的旋翼是右旋,有的是左旋。若伸出右手,大拇指向上(指向旋翼升力方向),四指握拳方向与旋翼旋转方向一致,则该旋翼为右旋;若伸出左手,其四指握拳方向与旋翼旋转方向一致,则为左旋旋翼。
(2)旋翼的作用
I.产生升力:用以平衡直升机的重力以及机身、平尾、机翼等部件在垂直方向上的分力。
II.产生向前的水平分力:克服空气阻力使直升机前进。
III.在悬停时,产生侧向或向后水平分力,使直升机进行侧飞或后飞。
IV.产生分力及力矩对直升机进行控制或机动飞行,类似于飞机上的各种操纵
分类
一副旋翼最少有两片桨叶,最多可达8片。旋翼直径最小约5米,最大达35米。按桨叶与桨毂连接方式的不同,旋翼大体上分为铰接式、无铰式和无轴承式4种。
铰接式
桨叶通过水平铰、垂直铰与桨毂相连接。在一般情况下,桨叶除旋转运动外,还有绕水平铰的上下挥舞运动、绕垂直铰的前后摆动(摆振运动)及通过操纵轴向铰的变距运动(见自动倾斜器)。这种型式的旋翼桨叶根部的弯曲载荷较小,但结构复杂,维护不便。
无铰式(固接式)
取消水平铰和垂直铰,但仍有轴向铰。桨叶在挥舞方向和摆振方向相对于桨毂是固支的。桨叶的挥舞运动和摆振运动表现为桨叶根部(或桨毂支臂)的弯曲变形。与铰接式相比,它的结构简单,但桨叶和桨毂的弯曲载荷较大。从70年代初开始,由于在旋翼上应用了疲劳强度较高的复合材料和钛合金,这种型式的旋翼增多。
半无铰式(半固接式)
它的特点是只有两片桨叶,彼此连成整体,共用一个中心水平铰,没有垂直铰(好像一个跷跷板,常称跷跷板式旋翼),但仍有轴向铰。这种型式旋翼的结构也比较简单,但操纵性较差。
无轴承式
这种型式的旋翼不仅没有水平铰和垂直铰,连轴向铰也被取消。桨叶的变距运动靠桨叶根部(或桨毂支臂)的扭转变形来实现。它的结构简单,但要求桨叶根部的材料既有很高的弯曲强度和刚度,又有很低的扭转刚度。70年代以来,在采用先进复合材料桨叶基础上,无轴承式旋翼的研究已有一定进展,但仍处于试验阶段。
以上4种型式的旋翼是典型的分类,实用中还有许多中间型式,如法国“海豚”直升机的星型柔性旋翼,就是一种介乎铰接式与无铰式之间的型式,即所谓有弹性约束的铰接式旋翼。
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