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[信息] 资料:直升机及其操纵系统简介

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发表于 2007-9-7 18:23:39 | 显示全部楼层 |阅读模式

  直升机是以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源,能在大气中垂直起落及悬停并能进行前、后飞、定点回转等可控飞行的重于空气的航空器。
  直升机主要由机体和升力(含旋翼和尾桨)、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动,也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机,其中又以单旋翼直升机数量最多。
  直升机的最大速度可达300km/h以上,俯冲极限速度近400km/h,使用升限可达6000m(世界纪录为12450m),一般航程可达600~800km左右。携带机内、外副油箱转场航程可达 2000km以上。根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米-26(最大起飞重量达56t,有效载荷 20t)。
  直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行,特别是可在小面积场地垂直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。
  目前直升机相对飞机而言,振动和噪声水准较高、维护检修工作量较大、使用成本较高,速度较低,航程较短。直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。
  2. 直升机的结构类型
  按直升机的结构类型,直升机可分为单旋翼直升机、双旋翼直升机两种
  2.1 单旋翼直升机
  仅由一副旋翼产生升力的直升机。旋翼分机械驱动式和桨尖喷气驱动式两种。机械驱动式单旋翼直升机由于构造简单和传动效率高,而应用最为广泛。这种型式的直升机为了平衡旋翼反扭矩及进行航向操纵往往在尾梁末端安装有一副尾桨,产生侧向力,称为带尾桨单旋翼直升机。对于轻型单旋翼直升机,可把尾桨安装在尾梁末端的涵道内,这种尾桨称为涵道风扇尾桨。20世纪80年代提出了另外一种平衡旋翼反扭矩及进行航向操纵的方法,它根本不需要尾桨来产生侧向力。採用这种方式的单旋翼直升机称为无尾桨单旋翼直升机。
  2.2 双旋翼直升机
  用两副机械驱动式旋翼产生升力的直升机。两副旋翼尺寸相同而旋转方向相反,其反扭矩互相平衡,因而不需要安装尾桨。这种形式又可分为共轴式双旋翼直升机、纵列式双旋翼直升机、横列式双旋翼直升机及交叉式双旋翼直升机(简称共轴式、纵列式、横列式及交叉式直升机)。共轴式直升机的两副旋翼以一定间距沿同一旋转轴线上下排列,反向旋转。这种形式结构紧凑,外部尺寸小,但操纵机构複杂,一般用于中、轻型直升机。纵列式直升机的两副旋翼沿机体纵轴前后排列。这种形式的机身容积大,容许重心有较大范围的移动,适用于重型运输直升机。横列式直升机的两副旋翼沿机体横轴左右排列,旋翼通过构架或辅助机翼支撑在机身上。这种形式的平衡特性较好,但迎面气动阻力较大。交叉式直升机的两副旋翼也是左右排列,但两旋翼轴呈 “V”形,两副旋翼交叉啮合,是介于共轴式与横列式间的一种中间形式。目前实际应用并进行批生产的是共轴式及纵列式双旋翼直升机。
  直升机特有的操纵系统
  3.1 总距操纵杆(collective(pitch) controller,collective(pitch)lever)
  简称总距杆。用来控制旋翼桨叶总距变化的座舱操纵杆。总距操纵杆一般佈置在驾驶员座位的左侧,绕支座轴线上、下转动。驾驶员左手上提杆时,使自动倾斜器上升而增大旋翼桨叶总距(即各片桨叶桨距同时增大相同的角度)使旋翼拉力增大,反之拉力减小,由此来控制直升机的升降运动。这是直升机特有的一种操纵机构。通常在总距操纵杆的手柄上设置旋转式油门操纵机构,用来调节发动机油门的大小,以便使发动机输出功率与旋翼桨叶总距变化后的旋翼需用功率相适应。因此,又称其为总距油门杆。随着电传、光传操纵技术的发展,座舱操纵机构也在向新型侧杆操纵方式发展,总距操纵杆将有可能与週期变距操纵杆合併成一个很简单的侧置操纵杆。
  3.2 週期变距操纵杆(cyclic(pitch)controller,cyclic(pitch)lever)
  简称驾驶杆。与固定翼飞机的驾驶杆相似,通过操纵线係与自动倾斜器相连接的直升机驾驶杆。一般位于驾驶员座椅的中央前方。驾驶员前、后(或左、右)操纵週期变距操纵杆,使倾斜盘相应的前、后(或左、右)倾斜,从而使桨叶的桨距作每转一次的週期改变,造成旋翼拉力向量按相应的方向倾斜,达到控制直升机的前、后(或左、右)和俯仰(或横滚)运动。週期变距操纵杆在结构上必须保证纵向、横向操纵的独立性。在週期变距操纵杆上,还可根据不同的要求,装设各种开关、按钮和把手。
  随着电传、光传操纵技术的发展,座舱操纵机构也在向新型侧杆操纵方式发展,即手操纵杆从驾驶员座位的中央前方移至座位的右侧,并有可能与总距操纵杆和脚蹬合而为一。其可能的形式有:四轴型(俯仰、滚转、航向和升降四种操纵合而为一);3(俯仰、滚转和升降)+1(航向)脚蹬型;3(俯仰、滚转和航向)+1(升降)总距型;2(俯仰和滚转)+1(升降)总距+1(航向)脚蹬型四种。
  3.3 自动倾斜器(swash plate)
  又称倾斜盘。把直升机总距杆和週期变距杆的操纵位移,分别转换成旋翼桨叶的总距操纵和週期变距操纵的主要操纵机构。它是直升机操纵系统特有的複杂而重要的构件。
  自动倾斜器发明于1911年,由于其出现使直升机的複杂操纵得以实现,现已在所有直升机上应用。其构造形式虽有多种,但工作原理基本相同。一般由与操纵线係相连的不旋转件和与桨叶变距拉杆相连的旋转件组成。不旋转件通过径向止推轴承与旋转件相连。由操纵线係输入的操纵量,经过不旋转件转换成旋转件的上下移动和倾斜运动,再由旋转件通过与桨叶变距摇臂相连的桨叶变距拉杆去改变桨叶桨距,使旋翼拉力的大小和方向改变,从而实现直升机的飞行操纵。倾斜盘旋转件的转动由与旋翼桨毂相连的扭力臂带动。倾斜盘在结构上要保证纵向、横向和总距操纵的独立性。
  自动倾斜器常见的构造形式有两种:(1)环式自动倾斜器;(2) 蜘蛛式自动倾斜器。前者使用最广泛。(来源:新浪网)


发表于 2007-9-7 19:20:55 | 显示全部楼层
<p><font style="BACKGROUND-COLOR: #ff0000" size=5></font>&nbsp;</p><p><font style="BACKGROUND-COLOR: #ffffff" color=#ff0000 size=5>讲的好而且仔细,顶!!</font></p>
匿名  发表于 2007-9-15 11:56:25
顶<img height=20 src="images/smilies/bbsxp/46.gif" width=20 border=0 />
发表于 2009-3-10 20:56:36 | 显示全部楼层
1# dymodel
好好学习
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