【正文】 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 19 生附加運(yùn)動(dòng)。此外流過旋翼的氣流，也不能隨著旋轉(zhuǎn)平面的傾斜立即改變自己的方向。 (二 )操縱的反復(fù)性 由前述得知，從操縱駕駛桿使自動(dòng)傾斜器傾斜，到旋翼錐體改變雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 20 方向，再到直升機(jī)的狀態(tài)開始改變，要經(jīng)過一段時(shí)間。 例如，駕駛員操縱 直升機(jī)作穩(wěn)定懸停時(shí)，在直升機(jī)離地后，為保持力和力矩的平衡，必須保持適當(dāng)飛行狀態(tài)。這種桿的往返動(dòng)作，就是操縱駕駛桿的反復(fù)性。加大舵量后，尾槳拉力所形成的滾轉(zhuǎn)力矩也增大，為保持側(cè)向平衡，還必須向另一側(cè)壓桿。進(jìn)動(dòng)大小決定于操縱桿動(dòng)作的粗猛程度。它隨著材料、工藝和旋翼理論的發(fā)展而發(fā)展。也有揮舞鉸與擺振鉸重合的。圖 2． 2— 5 為這種減擺器的原理，圖 2． 2— 6 表示了這種減擺器在漿轂上可能的安裝情況。這種減擺器是利用粘彈性材料變形時(shí)很大的內(nèi)阻尼來提供所要求的減振阻尼，其構(gòu)造原理見圖 2． 2— 7。兩片漿葉通過各自的軸向鉸和漿轂殼體互相連接，而漿轂殼體又通過萬向接頭與旋翼軸連結(jié)。這種形式的旋翼會(huì)產(chǎn) 生一些新的動(dòng)力穩(wěn)定性問題。 43，也是擺振柔軟的旋翼。 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 25 無軸承旋翼就是取消了揮舞鉸、擺振鉸和變距鉸的旋翼，漿葉的揮舞、擺 振和變距運(yùn)動(dòng)都以漿葉根部的柔性元件來完成。旋翼漿葉的發(fā)展是建立在材料、工藝和旋翼理論基礎(chǔ)上的。后段件外面包有金屬蒙皮，中間墊有泡沫塑料或蜂窩結(jié)構(gòu)，如圖2． 2— 1 9 所示。前后“ Z”形梁與蒙皮膠接在一起，使?jié){葉剖面形成多閉室結(jié)構(gòu)； 三、自動(dòng)傾斜器 自動(dòng)傾斜器是直升機(jī)操縱系統(tǒng)的一個(gè)主要組成部分，旋翼的總距及周期變距操縱都要通過它來實(shí)現(xiàn)。布置，其中成 180。 四、尾漿 尾漿是用來平衡反扭矩和對(duì)直升機(jī)進(jìn)行航向操縱的部件。 70 年代以來，又發(fā)展了無軸承尾漿 (包括采用交叉式布置的無軸承尾漿 )及“涵道尾漿”。 機(jī)體是直升機(jī)的重要部件。這些載荷是通過接頭傳來的。 在陸地上使用的直升機(jī)起落裝置有輪式起落架和滑橇式起落架。直升機(jī)起落架減震器除了具有吸收著陸能量、減小撞擊等功能以外，還需要通過減震器彈性和阻尼的配置消除“地面共振”。油液及氣體不分開的減震器，油液會(huì)吸收氣體而改變工作特性，同時(shí)由于泡沫的形成也會(huì)導(dǎo)致油液填充量不準(zhǔn)確，油氣分開后 就避免了這個(gè)缺點(diǎn)。這種起落架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、重量輕，不足之處是不具備超載滑跑起飛的能力。 由于艦船運(yùn)動(dòng) (縱搖、橫搖、升沉 )將導(dǎo)致直升機(jī)著艦時(shí)滑移或翻倒，這就是直升機(jī)在中小型艦船上起降、停放的困難所在。 在直升機(jī)發(fā)展初期，均采用技術(shù)上比較成熟的航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 31 作為直升機(jī)的動(dòng)力裝置。 二、直升機(jī)對(duì)動(dòng)力裝置的要求 航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)直升機(jī)的各種使用特性都有重要影響，因而直升機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求是多方面的。為了保證直升機(jī)獲得良好的重量效益，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)安全可靠的前提下，應(yīng)盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)功重比越大越好。 單位耗油率也是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的重要指標(biāo)，是影響直升機(jī)使用經(jīng)濟(jì)性的因素。 (三 )發(fā)動(dòng)機(jī)的高度特性 由于空氣密度減小，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率隨飛行高度的增加而降低，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率隨高度升高后空氣溫度也降低，使渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)效率略有升高，使有效功率比空氣密度降低較為緩慢。 而且還要求發(fā)動(dòng)機(jī)在空中能可靠地進(jìn)行起動(dòng)。 (七 )發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性 可靠性是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性能指標(biāo)之一，直接關(guān)系著飛行安全和出勤率。 (八 )發(fā)動(dòng)機(jī)的維修性 發(fā)動(dòng)機(jī)的維修性是發(fā)動(dòng)機(jī)使用性能的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到直升機(jī)的出勤率和完好率。 二、主減速器 直升機(jī)一般為齒輪傳動(dòng)式主減速器 (如圖 2． 2— 41)，它有發(fā)動(dòng)機(jī)(一臺(tái)或數(shù)臺(tái) )的功率輸入端以及與旋翼、尾漿附件傳動(dòng)軸相聯(lián)的功率輸出端，是直升機(jī)上主要?jiǎng)硬考唬彩莻鲃?dòng)裝置中最復(fù)雜、最大、最重的一個(gè)部件。比如直升機(jī)的主減速器重量一般要占整個(gè)直升機(jī)結(jié)構(gòu)雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 35 重量的 1/7～ 1/9。轉(zhuǎn)速差越大，旋翼軸的扭矩也越 大，齒輪載荷就越古同。主減速器由機(jī)匣、減速齒輪及軸系和潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。 三、中、尾減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 36 中間減速器用于改變由主減速器向尾減速器傳遞扭矩的方向有一對(duì)傘形齒輪。 四、傳動(dòng)軸和聯(lián)軸節(jié) (一 )傳動(dòng)軸 發(fā)動(dòng)機(jī)與主減速器之間，主減速器和中、尾減速器之間以及和附件之間均需有傳動(dòng)軸和聯(lián)軸節(jié)將其相聯(lián)，以傳遞功率。所以現(xiàn)代直升機(jī)的傳動(dòng)軸，在研制時(shí)要求進(jìn)行長(zhǎng)期的臺(tái)架試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)以及飛行驗(yàn)證試驗(yàn)，以獲得有關(guān)壽命、可靠雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 37 性等 綜合使用數(shù)據(jù)。套齒聯(lián)軸節(jié)是最普通的一種剛性聯(lián)軸節(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，技術(shù)性能穩(wěn)定，也便于加工制造。橡膠塊彈性高，減振性好，作為彈性元件也便于維 修，且易于用其調(diào)整軸承的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)固有頻率。 五、自由行程離合器 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 38 自由行程離合器或稱作超越離合器，包括星形輪、滾柱和分離環(huán)組成 (見圖 2． 2— 45)，其作用是保證正常情況時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞給主減速器。 對(duì)以活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和定軸渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的直升機(jī)，其傳動(dòng)系統(tǒng)中除自由行程離合器外，還必須增加另一種起動(dòng)離合器，以使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)能和慣性很大的旋翼系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)脫開，便于起動(dòng)，這種離合器采用摩擦 離心塊，在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后再自動(dòng)接通旋翼。機(jī)載設(shè)備性能的優(yōu)劣已成為現(xiàn)代直升機(jī)先進(jìn)與否的重要標(biāo)志之一。使助力器產(chǎn)生足夠大的力來操縱旋翼系統(tǒng)，同時(shí)還使旋翼操縱載荷直接傳到機(jī)體結(jié)構(gòu)，而不致傳到駕駛操縱機(jī)構(gòu)上。一般液壓助力器是由以下幾個(gè)主要要件所組成(見圖 2． 2— 46)：液壓滑閥 (伺服閥 )、活塞桿、作動(dòng)筒及輸入搖臂機(jī)構(gòu)等。如果駕駛員移動(dòng)駕駛桿沒有力的感覺顯然是無法操縱直升機(jī)的，桿力大小不同反應(yīng)就 會(huì)不同。所以一般直升機(jī)上為此設(shè)置了桿 (舵 )力配平機(jī)構(gòu)。 使用普通的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或者軸輸出發(fā)動(dòng)機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出與雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控 制器的動(dòng)力連接齒輪連接。一架最輕型的滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)安裝四臺(tái)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。 ③沒有使用旋翼油箱技術(shù)，在快速旋轉(zhuǎn)的旋翼上，由機(jī)艙提供油給漿尖發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)技術(shù)非常復(fù)雜，對(duì)于大型直升機(jī)的生產(chǎn)，特別困難 ， 滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)獨(dú)特的設(shè)計(jì)解決了以上困難。 采用現(xiàn)代化的搖控技術(shù)，可以對(duì)單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和 全部發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行搖控操作，使其正常工作，空中點(diǎn)火，熄火等。 5 人座新型直升飛機(jī)旋翼的主要參數(shù) 槳葉長(zhǎng) 1． 9m 上下層槳盤面積 25m2 槳葉寬 25 cm 槳尖最大速度 200m/s 槳葉高 6 cm 槳盤載荷數(shù)值 30kg／ m2 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 46 表面積 1 m。 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 47 滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)旋翼的工作參數(shù)。 （ 2）旋翼直徑與層高 滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)，有上下兩層旋翼，旋翼直徑與兩旋翼層高h(yuǎn) 之間的經(jīng)值約 4： 1，由于旋翼裝油，不能做得太長(zhǎng)，層高在 ~米之間，上下層旋翼產(chǎn)生的空氣渦流，不會(huì)產(chǎn)生妨礙飛行 ，由于旋翼不產(chǎn)生揮舞 現(xiàn)象，上下旋翼在滾 輪的控制下，各行其道，永遠(yuǎn)保持相互平行旋轉(zhuǎn)， 有合適的層高距離，上下旋翼不會(huì)出現(xiàn)碰撞的現(xiàn)象。 滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)的駕駛非常簡(jiǎn)單，飛機(jī)升空后，要使飛機(jī)向前飛行，就把傾斜面控制桿向后拉，傾斜面控制桿控制了滾輪的傾斜方向，滾輪又控制了上下兩層旋翼 的旋轉(zhuǎn)平面，滾輪向前方傾斜，雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 49 上下兩層旋翼的旋轉(zhuǎn)平面也向前傾斜，上下層旋翼就產(chǎn)生了兩個(gè)前飛狀態(tài)的斜渦柱，使飛機(jī)向前飛行，斜渦柱的風(fēng)向一個(gè)左旋，一個(gè)右旋，傾斜面控制桿的傾斜度是由螺桿束調(diào)節(jié)的，水平傾斜角度在 160 左右時(shí)，飛機(jī)就直飛。 由于傾斜面控制桿控制的是上下旋翼的中心位置，就象調(diào)控一架天平，調(diào)節(jié)到位后的旋翼不會(huì)產(chǎn)生反彈力，調(diào)控力量也比較小，不需要液壓助力器，除了操作系統(tǒng)的摩擦 之外，旋翼不向駕駛桿傳送任何反彈力。 上下旋翼傾斜度達(dá) 16。若不調(diào)整垂直尾翼，直升機(jī)就在空中側(cè)飛。 漿尖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)供油壓力和平衡兩片漿葉內(nèi)油量起到很好的作用。 上下旋翼的漿轂，和支承滾輪的輪轂，都安裝在空心的較粗主軸上，漿轂和輪轂都是球面體，它們都能作相對(duì)于球平面的 200 的傾斜 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 54 運(yùn)動(dòng)，上下的三個(gè)滾輪支點(diǎn)，與上、下旋翼的漿轂相聯(lián)結(jié)，組成兩個(gè)能繞主軸球心作任何角度的傾斜小于 200 平行平面，由傾斜面控制桿來操作，完成旋翼面的傾斜，飛行器要向前飛時(shí)，向后拉傾斜面控制桿，與控制桿聯(lián)結(jié)的滾輪就產(chǎn)生一個(gè)向前的傾斜面，由于滾輪座的上、下滾輪支承著上、下 旋翼座，上、下旋翼座也同時(shí)產(chǎn)生了向前的傾斜，上、下傾斜面保持著平行，飛行器就向前飛行，要向左飛行時(shí)有兩種方法，一咱是把傾斜面控制桿拉回到中心點(diǎn)，再把傾斜面控制桿向右推，滾輪帶動(dòng)上下旋翼就會(huì)向左傾斜，飛行器向左飛行，另一種簡(jiǎn)單方法就是直接使傾斜面控制桿沿主軸內(nèi)向右拉，滾輪就會(huì)直接向左傾斜，上、下旋翼就會(huì)在滾輪的控制下向左傾斜，飛行器向左飛行，向右飛行時(shí)與上面方法相反，向前飛行時(shí)，要向后飛行就向前推傾斜面控制桿，滾輪與上、下旋翼座就會(huì)產(chǎn)生向后的傾斜面，飛行器就會(huì)向后飛行。 第四節(jié)、滾輪式槳尖噴氣 直升機(jī)的穩(wěn)定性 滾輪式槳尖噴氣直升機(jī)的平衡滾 輪式槳尖噴氣式直升機(jī) 重心位于立軸下的機(jī)艙中部，也就是旋翼的主心位置的下面，由圖上可以看到，不管旋翼朝任何方向傾斜，飛機(jī)向任何方向飛行，飛機(jī)的重心保持不變，在直飛急停時(shí)，由于慣性的作用，有一小角度的擺動(dòng)。 滾輪式槳尖噴氣直升機(jī)的平衡對(duì)于多層旋 翼直升飛機(jī)，由于層數(shù)較多，重心就高， 不易保持平衡，解決的辦法。其抗風(fēng)能力比普通直升機(jī)有所提高。直升飛機(jī)空中旋停的時(shí)候，要改變機(jī)艙的方向，把垂直的尾翼改變 成傾斜的尾翼，從旋翼吹下來的風(fēng)，尾翼迎風(fēng)面與背風(fēng)面上有一壓力差，機(jī)艙在空中就會(huì)慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)。 滾輪的機(jī)械結(jié)構(gòu) （直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)向） 上下旋翼座之間，是滾輪機(jī)構(gòu)，在與上下旋翼接觸的兩個(gè)平面上，每個(gè)平面各設(shè)置有 3 具 滾輪，平均按 1200 角來安排。 漿尖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)由進(jìn)氣孔、燃燒室、排氣管、供油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、搖控系統(tǒng)組成，其工作原理是這樣的。 滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)的漿葉采用高強(qiáng)度鋁鎂合金生產(chǎn)，漿葉內(nèi)容，中間有肋，采用擠出法生產(chǎn)，生產(chǎn)成本底，斷面保持一致，分左雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 51 旋和右旋兩種漿葉，漿葉的尖部，焊接上噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，在靠焊接位置處，留有電器設(shè)備位置，另一頭焊接上密封聯(lián)接中，好與漿轂聯(lián)接漿葉根部的 上面，開有加油孔和進(jìn)氣孔，在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣孔保證供氣和對(duì)油面產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。而不用控制旋翼的傾斜度，可找到最佳節(jié)油平飛速度。 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 50 直升機(jī)的水平直線飛行簡(jiǎn)稱平飛，平飛是直升機(jī)使用最多的飛行狀態(tài)，滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)的許多特點(diǎn)，在平飛時(shí)表現(xiàn)得更為明顯。重新組成繞中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的另一種角度的陀螺，操縱旋翼傾斜的力量不會(huì)反彈。 滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)的重心，垂直于安裝旋翼的主軸下機(jī)艙的下部，旋翼平面不管向任何方向傾斜，重心的位置都是保持不變，機(jī)身也相對(duì)保持平衡，在急行、急停時(shí)會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)小的擺動(dòng)，但不防礙飛行器的正常飛行。 轉(zhuǎn)翼式直升機(jī)，垂直升空后，向前飛行時(shí)，旋翼傾轉(zhuǎn)約 160 時(shí)，就能保證向前直飛。 重量 3． 5kg 容 量 1 6 升 旋翼直徑 4m 槳盤面積 1 m 二、滾輪式漿 尖噴氣直升機(jī)空氣動(dòng)力特點(diǎn)。 研制適合滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)使用的旋翼 ，由于旋翼是油箱，旋翼的斷面比現(xiàn)有直升機(jī)斷面要寬、要厚，每層旋翼的兩片漿葉用管子聯(lián)接，使其在工作時(shí)，油箱里的油保持一致，這樣旋翼在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。角度與旋翼盤平面一致，發(fā)動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋翼不會(huì)產(chǎn)生揮舞現(xiàn)象。特別會(huì)引起和加大揮舞現(xiàn)象。 第一節(jié)滾輪式漿尖噴氣直升機(jī)飛行的原理。 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器 ，其特征是 飛行器機(jī)身上設(shè)置一根管狀主軸，主軸的下部設(shè)置下旋翼座，下旋翼座安裝在帶有連結(jié)齒輪的下球形座上，下球形座安裝在主軸下部的軸承上，下球形座球面上 雙層旋翼直升飛機(jī)傾斜控制器新型直升飛機(jī)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 41 設(shè)置有滑槽，下旋翼座上設(shè)置有滑塊，滑塊能在球面上作上下活動(dòng)，并把下球形座的旋轉(zhuǎn)力傳給下旋翼座，下旋翼座是一內(nèi)圓錐形齒輪，旋 翼就安裝在齒輪下背面；主軸的上部設(shè)置上旋翼座，上旋翼座是一外圓錐形齒輪，齒