【正文】 ” 怎樣解決這個關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明人思考了兩年，在 20xx 年初終于得以解決，發(fā)明了“旋翼噴氣式 直升飛機”連接上下旋翼盤的滾輪改成了齒輪， 并且在旋翼的尖部安裝噴氣式發(fā)動機，申報了發(fā)明專利，在專利的審查中，由于 發(fā)動機與旋翼、齒輪的潤滑等沒有說清楚，沒有通過專利局的審查。 飛行時間長，維修方便。 整機成本價更低。 整機的機載比值可達 1： 2 以上，同等載荷量直升機，滾輪式直升機重量更輕。 五、動力設(shè)備的對比 普通直升機需要活塞式或渦輪軸式發(fā)動機，這些發(fā)動機都有機械摩擦和齒輪傳動系統(tǒng)，造成使用應(yīng)力集中，機體笨重，消耗能量和功率利用率低等缺點，滾輪式槳尖噴 氣直升機發(fā)動機設(shè)置在槳尖，噴出的高速氣流正適合槳尖的轉(zhuǎn)速，發(fā)動機內(nèi)沒有機械摩擦，使用壽命長，制造簡單，每片槳葉上一臺發(fā)動機，每架直升機上最少有 4 臺發(fā)動機，飛行更安全，更省油，更經(jīng)濟。 四、機體結(jié)構(gòu)的對比 57 機體除承受各種裝載的負荷處，普通直升機機體還支持和固定發(fā)動機，減速器，傳動態(tài)軸和聯(lián)軸節(jié)，離合器，尾翼。 普通直升機需要三根操作桿，控制自動傾斜器和尾翼，才能完成前、后、左、右、升、降等飛行狀態(tài)，改變飛行狀態(tài)時間長，不穩(wěn)定。 不同點是，滾輪式槳尖噴氣直升機的槳葉同時是噴氣發(fā)動機座和油料箱，噴氣發(fā)動機推動槳葉旋轉(zhuǎn)。 第五節(jié) 滾輪式直升機與其它飛機對比。 滾輪式槳尖噴氣直升機的平衡對于多層旋 翼直升飛機，由于層數(shù)較多，重心就高， 不易保持平衡，解決的辦法是無載荷或小載荷時先啟動最上層的發(fā)動機，由上而下啟動發(fā)動機，直到升空，未啟動的發(fā)動機就作備用，保證運動著的飛行器 56 的重心始終在飛行器主軸的下部。其抗風(fēng)能力比普通直升機有所提高。 第四節(jié)、滾輪式槳尖噴氣 直升機的穩(wěn)定性 滾輪式槳尖噴氣直升機的平衡滾 輪式槳尖噴氣式直升機 重心位于立軸下的機艙中部，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，飛機向任何方向飛行，飛機的重心保持不變，在直飛急停時，由于慣性的作用，有一小角度的擺動。直升飛機空中旋停的時候，要改變機艙的方向，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，機艙在空中就會慢慢轉(zhuǎn)動。 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，它們都能作相對于球平面的 200 的傾斜 54 運動，上下的三個滾輪支點，與上、下旋翼的漿轂相聯(lián)結(jié)，組成兩個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，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，要向左飛行時有兩種方法，一咱是把傾斜面控制桿拉回到中心點，再把傾斜面控制桿向右推，滾輪帶動上下旋翼就會向左傾斜，飛行器向左飛行，另一種簡單方法就是直接使傾斜面控制桿沿主軸內(nèi)向右拉，滾輪就會直接向左傾斜，上、下旋翼就會在滾輪的控制下向左傾斜，飛行器向左飛行，向右飛行時與上面方法相反，向前飛行時，要向后飛行就向前推傾斜面控制桿，滾輪與上、下旋翼座就會產(chǎn)生向后的傾斜面，飛行器就會向后飛行。 滾輪的機械結(jié)構(gòu) （直升飛機的轉(zhuǎn)向） 上下旋翼座之間，是滾輪機構(gòu)，在與上下旋翼接觸的兩個平面上，每個平面各設(shè)置有 3 具 滾輪，平均按 1200 角來安排。對供油壓力和平衡兩片漿葉內(nèi)油量起到很好的作用。 漿尖噴氣發(fā)動機由進氣孔、燃燒室、排氣管、供油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、搖控系統(tǒng)組成，其工作原理是這樣的。 漿尖噴氣發(fā)動機。 滾輪式漿尖噴氣直升機的漿葉采用高強度鋁鎂合金生產(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 51 旋和右旋兩種漿葉，漿葉的尖部，焊接上噴氣式發(fā)動機，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，開有加油孔和進氣孔，在發(fā)動機發(fā)動時，進氣孔保證供氣和對油面產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，使發(fā)動機正常工作。若不調(diào)整垂直尾翼，直升機就在空中側(cè)飛。而不用控制旋翼的傾斜度，可找到最佳節(jié)油平飛速度。 上下旋翼傾斜度達 16。 50 直升機的水平直線飛行簡稱平飛，平飛是直升機使用最多的飛行狀態(tài)，滾輪式漿尖噴氣直升機的許多特點，在平飛時表現(xiàn)得更為明顯。 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。重新組成繞中心點旋轉(zhuǎn)的另一種角度的陀螺，操縱旋翼傾斜的力量不會反彈。 滾輪式漿尖噴氣直升機的駕駛非常簡單，飛機升空后，要使飛機向前飛行，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， 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)生了兩個前飛狀態(tài)的斜渦柱，使飛機向前飛行，斜渦柱的風(fēng)向一個左旋，一個右旋，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，飛機就直飛。 滾輪式漿尖噴氣直升機的重心，垂直于安裝旋翼的主軸下機艙的下部，旋翼平面不管向任何方向傾斜，重心的位置都是保持不變，機身也相對保持平衡，在急行、急停時會產(chǎn)生一點小的擺動，但不防礙飛行器的正常飛行。 （ 2）旋翼直徑與層高 滾輪式漿尖噴氣直升機，有上下兩層旋翼，旋翼直徑與兩旋翼層高h 之間的經(jīng)值約 4： 1，由于旋翼裝油，不能做得太長，層高在 ~米之間，上下層旋翼產(chǎn)生的空氣渦流，不會產(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，永遠保持相互平行旋轉(zhuǎn)， 有合適的層高距離，上下旋翼不會出現(xiàn)碰撞的現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)翼式直升機，垂直升空后，向前飛行時，旋翼傾轉(zhuǎn)約 160 時，就能保證向前直飛。 47 滾輪式漿尖噴氣直升機旋翼的工作參數(shù)。 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 尖噴氣直升機空氣動力特點。 5 人座新型直升飛機旋翼的主要參數(shù) 槳葉長 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 46 表面積 1 m。 研制適合滾輪式漿尖噴氣直升機使用的旋翼 ，由于旋翼是油箱，旋翼的斷面比現(xiàn)有直升機斷面要寬、要厚，每層旋翼的兩片漿葉用管子聯(lián)接，使其在工作時，油箱里的油保持一致，這樣旋翼在轉(zhuǎn)動的時候，不會產(chǎn)生振動。 采用現(xiàn)代化的搖控技術(shù)，可以對單個發(fā)動機和 全部發(fā)動機進行搖控操作，使其正常工作，空中點火，熄火等。角度與旋翼盤平面一致，發(fā)動機在驅(qū)動旋翼轉(zhuǎn)動時，旋翼不會產(chǎn)生揮舞現(xiàn)象。 ③沒有使用旋翼油箱技術(shù)，在快速旋轉(zhuǎn)的旋翼上，由機艙提供油給漿尖發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)技術(shù)非常復(fù)雜，對于大型直升機的生產(chǎn)，特別困難 ， 滾輪式漿尖噴氣直升機獨特的設(shè)計解決了以上困難。特別會引起和加大揮舞現(xiàn)象。一架最輕型的滾輪式漿尖噴氣直升機安裝四臺噴氣式發(fā)動機。 第一節(jié)滾輪式漿尖噴氣直升機飛行的原理。 使用普通的活塞發(fā)動機或者軸輸出發(fā)動機，其發(fā)動機的動力輸出與雙層旋翼直升飛機傾斜控 制器的動力連接齒輪連接。 雙層旋翼直升飛機傾斜控制器 ，其特征是 飛行器機身上設(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 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，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，齒輪安裝在上球形座上，上球形座安裝在主軸上部的軸承上，齒輪的上背面安裝旋翼，在上下旋翼座的中間安裝有三套滾輪，滾輪軸的兩頭設(shè)置有圓錐形齒輪，滾輪由上下兩個三角支架支撐，支架都安裝在球形座上，上支架使?jié)L輪的上圓錐形齒輪與上旋翼座外圓錐形齒輪連結(jié)，下支架使?jié)L輪的下圓錐形齒輪與下旋翼座的內(nèi)圓錐形齒輪連結(jié)，滾輪架與控制桿支架連結(jié)，控制桿支架穿到主軸內(nèi)，與傾斜面控制桿連結(jié)，由于上下旋翼座和上下三角形支架都是安裝在球形座上，飛行員通過傾斜面控制桿的 操作，能使上下旋翼在平面內(nèi)可向任一方向同時傾斜，其中控制桿轉(zhuǎn)盤，使傾斜面控制桿的工 42 作狀態(tài)保持穩(wěn)定，滾輪的上下三個支點，支撐著上下旋翼面保持平衡，下旋翼作正方向旋轉(zhuǎn)，同時內(nèi)圓錐形齒輪帶動滾輪轉(zhuǎn)動，滾輪帶動上旋翼圓錐形齒輪轉(zhuǎn)動；通過內(nèi)外圓錐形齒輪與滾輪的連結(jié)方式，使上旋翼反方向轉(zhuǎn)動。所以一般直升機上為此設(shè)置了桿 (舵 )力配平機構(gòu)。但飛行中如果要長時間保持這一狀態(tài)，駕駛員就感到疲勞。如果駕駛員移動駕駛桿沒有力的感覺顯然是無法操縱直升機的，桿力大小不同反應(yīng)就 會不同。 40 目前在直升機上采用的液壓助力器，構(gòu)造形式很多，但常見的有裝有主、副液壓分油滑閥的單腔液壓助力器 (有的在主液壓分油滑閥上帶有阻尼活塞 )。一般液壓助力器是由以下幾個主要要件所組成(見圖 2． 2— 46)：液壓滑閥 (伺服閥 )、活塞桿、作動筒及輸入搖臂機構(gòu)等。利用液壓助力器，飛行員只需施加很小的力就可操縱較大載荷的旋翼系統(tǒng)。使助力器產(chǎn)生足夠大的力來操縱旋翼系統(tǒng)，同時還使旋翼操縱載荷直接傳到機體結(jié)構(gòu)，而不致傳到駕駛操縱機構(gòu)上。目前民用直升機中設(shè)備所占的價格比已達 10％左右。機載設(shè)備性能的優(yōu)劣已成為現(xiàn)代直升機先進與否的重要標志之一。直升機機載設(shè)備品種繁多，包括電氣、顯示和控制、導(dǎo)航、通信及電子對抗故障診斷等。 對以活塞式發(fā)動機和定軸渦輪發(fā)動機為動力的直升機，其傳動系統(tǒng)中除自由行程離合器外，還必須增加另一種起動離合器，以使發(fā)動機起動時能和慣性很大的旋翼系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)脫開，便于起動，這種離合器采用摩擦 離心塊，在發(fā)動機達到一定轉(zhuǎn)速后再自動接通旋翼。 發(fā)動機起動時，自由行 程離合器的接通應(yīng)平穩(wěn)、無撞擊；在傳遞功率過程中，發(fā)動機工作在各種狀態(tài)下離合器的主動軸與從動齒輪軸保持牢固的剛性連接，不發(fā)生打滑現(xiàn)象；當(dāng)發(fā)動機停車或從動齒輪的轉(zhuǎn)速超過主動軸的轉(zhuǎn)速時，離合器的主動軸與從動齒輪軸可靠地白行脫開。 五、自由行程離合器 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將發(fā)動機的扭矩傳遞給主減速器。這種軸節(jié)用一組薄鋼片代替了彈性聯(lián)軸節(jié)中的橡膠塊。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)振動固有頻率。 活動聯(lián)軸節(jié)。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?，F(xiàn)代直升機上傳動軸的聯(lián)軸節(jié)，為了減小振動、易于實現(xiàn)補償，大多數(shù)采用柔性結(jié)構(gòu)。所以現(xiàn)代直升機的傳動軸，在研制時要求進行長期的臺架試驗、疲勞試驗以及飛行驗證試驗，以獲得有關(guān)壽命、可靠 37 性等 綜合使用數(shù)據(jù)。 一般軸的負荷大，使用條件復(fù)雜，對其平衡振動特性及軸的可靠要求高。 四、傳動軸和聯(lián)軸節(jié) (一 )傳動軸 發(fā)動機與主減速器之間，主減速器和中、尾減速器之間以及和附件之間均需有傳動軸和聯(lián)軸節(jié)將其相聯(lián)，以傳遞功率。 尾減速特點是裝有與腳蹬操縱相聯(lián)的尾漿漿葉變 距機構(gòu)。 三、中、尾減速器的結(jié)構(gòu)特點 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傘形齒輪。 (三 )主減速器的潤滑 主減速器必須設(shè)置 獨立、自主式潤滑系統(tǒng)，用于減少齒輪和軸承的摩擦和磨損，防過熱、防腐蝕、防劃傷并通過滑油循環(huán)流動以排出磨損產(chǎn)物。主減速器由機匣、減速齒輪及軸系和潤滑系統(tǒng)組成。因此要求在實際使用中每工作一段時間后，要從直升機上卸下主減速器送往工廠翻修，更換被耗損的零件，檢查合格后再裝上直升機重新投入使用。轉(zhuǎn)速差越大，旋翼軸的扭矩也越 大，齒輪載荷就越古同。主減速器的減速比即傳動比，也就是發(fā)動機功率輸出軸轉(zhuǎn)速與旋翼轉(zhuǎn)速之比；傳遞效率即傳遞過程中功率的損失。比如直升機的主減速器重量一般要占整個直升機結(jié)構(gòu) 35 重量的 1/7～ 1/9。隨著直升機技術(shù)不斷發(fā)展 ，要求主減速器傳遞的功率越來越大，齒輪嚙合處的載荷也大得驚人。 二、主減速器 直升機一般為齒輪傳動式主減速器 (如圖 2． 2— 41)，它有發(fā)動機(一臺或數(shù)臺 )的功率輸入端以及與旋翼、尾漿附件傳動軸相聯(lián)的功率輸出端，是直升機上主要動部件之一，也是傳動裝置中最復(fù)雜、最大、最重的一個部件。 (九 )振動和噪聲 為了發(fā)動機自身安全可靠地工作，減少帶給機體的振動載荷，也為了減少直升機戰(zhàn)場上被發(fā)現(xiàn)的可能并增加乘坐人員的舒適性，對直升機發(fā)動機的振動和噪聲水平都應(yīng)有一定的要求，同時，還應(yīng)有相應(yīng)的減、 降噪設(shè)計、監(jiān)控措施來保證。 (八 )發(fā)動機的維修性 發(fā)動機的維修性是發(fā)動機使用性能的重要指標，直接關(guān)系到直