【正文】 合器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)動機(jī)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(jī)上傳動軸的聯(lián)軸節(jié)，為了減小振動、易于實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，大多數(shù)采用柔性結(jié)構(gòu)。所以現(xiàn)代直升機(jī)的傳動軸，在研制時(shí)要求進(jìn)行長期的臺架試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)以及飛行驗(yàn)證試驗(yàn)，以獲得有關(guān)壽命、可靠性等綜合使用數(shù)據(jù)?！?一般軸的負(fù)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(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軸和聯(lián)軸節(jié)將其相聯(lián)，以傳遞功率。尾減速特點(diǎn)是裝有與腳蹬操縱相聯(lián)的尾漿漿葉變距機(jī)構(gòu)。三、中、尾減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(dú)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(jī)匣、減速齒輪及軸系和潤滑系統(tǒng)組成。因此要求在實(shí)際使用中每工作一段時(shí)間后，要從直升機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)的主減速器重量一般要占整個(gè)直升機(jī)結(jié)構(gòu)重量的1/7～1/9。隨著直升機(jī)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(jī)一般為齒輪傳動式主減速器(如圖2．2—41)，它有發(fā)動機(jī)(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(jī)上主要?jiǎng)硬考?，也是傳動裝置中最復(fù)雜、最大、最重的一個(gè)部件。(九)振動和噪聲為了發(fā)動機(jī)自身安全可靠地工作，減少帶給機(jī)體的振動載荷，也為了減少直升機(jī)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(jī)發(fā)動機(jī)的振動和噪聲水平都應(yīng)有一定的要求，同時(shí)，還應(yīng)有相應(yīng)的減、降噪設(shè)計(jì)、監(jiān)控措施來保證。(八)發(fā)動機(jī)的維修性發(fā)動機(jī)的維修性是發(fā)動機(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。發(fā)動機(jī)的可靠性在很大程度上決定了其工作壽命長短。(七)發(fā)動機(jī)的可靠性可靠性是發(fā)動機(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。(六)發(fā)動機(jī)的加速性加速性是指發(fā)動機(jī)從慢車轉(zhuǎn)速達(dá)到最大轉(zhuǎn)速所需要的時(shí)間，尤其對要求能迅速投入戰(zhàn)斗狀態(tài)的武裝直升機(jī)至關(guān)重要。而且還要求發(fā)動機(jī)在空中能可靠地進(jìn)行起動。當(dāng)環(huán)境溫度升高后，進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣密度減小，發(fā)動機(jī)的有效功率會因此降低，單位耗油率將會增加。(三)發(fā)動機(jī)的高度特性由于空氣密度減小，發(fā)動機(jī)的有效功率隨飛行高度的增加而降低，但由于發(fā)動機(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。一般渦軸發(fā)動機(jī)的單位耗油率為0．26～0．3kgw單位耗油率也是評價(jià)發(fā)動機(jī)的重要指標(biāo)，是影響直升機(jī)使用經(jīng)濟(jì)性的因素。(二)發(fā)動機(jī)的單位耗油主率(kg／kW為了保證直升機(jī)獲得良好的重量效益，在保證發(fā)動機(jī)安全可靠的前提下，應(yīng)盡量使發(fā)動機(jī)功重比越大越好。有效功率值一般在發(fā)動機(jī)性能說明書中給出。二、直升機(jī)對動力裝置的要求航空發(fā)動機(jī)對直升機(jī)的各種使用特性都有重要影響，因而直升機(jī)對發(fā)動機(jī)的要求是多方面的。實(shí)踐證明，渦輪軸發(fā)動機(jī)較活塞式發(fā)動機(jī)更能適合直升機(jī)的飛行特點(diǎn)。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)動機(jī)作為直升機(jī)的動力裝置。它的基本原理是通過魚叉作動筒和鎖鉤座提供一個(gè)向下拉力，使直升機(jī)牢牢固定在艦面的橋柵上，從而阻止直升機(jī)滑動和傾覆，保證直升機(jī)在艦上安全起降和快速系留。由于艦船運(yùn)動(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?；两Y(jié)構(gòu)彈性變形吸能起到緩沖作用，但阻尼很小，因此，采用滑橇式起落架的直升機(jī)為了避免“地面共振”，在滑橇結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮設(shè)計(jì)有阻尼器。這種起落架結(jié)構(gòu)簡單、成本低、重量輕，不足之處是不具備超載滑跑起飛的能力。此外，為提供所需的側(cè)向剛度，對直升機(jī)機(jī)輪也有些特殊要求。油液及氣體不分開的減震器，油液會吸收氣體而改變工作特性，同時(shí)由于泡沫的形成也會導(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)。為某直升機(jī)起落架雙腔式減震器。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”。對于艦載直升機(jī)，還需裝備特殊著艦裝置，如拉降設(shè)備等。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。二、起落裝置(著陸、著水、著艦裝置)直升機(jī)起落裝置的主要作用是吸收在著陸時(shí)由于有垂直速度而帶來的能量，減少著陸撞擊引起的過載，以及保證在整個(gè)使用過程中不發(fā)生“地面共振”。這些載荷是通過接頭傳來的。機(jī)體外形對直升機(jī)飛行性能、操縱性和穩(wěn)定性有重要影響。機(jī)體是直升機(jī)的重要部件。圖2．2～22為直升機(jī)的“涵道風(fēng)扇”尾漿。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”。雖然尾漿的功用與旋翼不同，但是它們都是有很多相似之處。四、尾漿尾漿是用來平衡反扭矩和對直升機(jī)進(jìn)行航向操縱的部件。三根拉桿同時(shí)上下運(yùn)動可實(shí)現(xiàn)總距操縱，橫向拉桿的差動運(yùn)動實(shí)現(xiàn)橫向操縱。布置，其中成180。它用球鉸直接套在旋翼軸外面，球鉸外面通過兩個(gè)青銅軸瓦與旋轉(zhuǎn)環(huán)連接，旋轉(zhuǎn)環(huán)通過旋轉(zhuǎn)扭力臂與漿轂相連，不旋轉(zhuǎn)環(huán)通過雙排徑向止推軸承和旋轉(zhuǎn)環(huán)連接。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、自動傾斜器自動傾斜器是直升機(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)。(二)復(fù)合材料漿葉圖2．2—20所示為“海豚直升機(jī)的復(fù)合材料漿葉結(jié)構(gòu)，主要承力件“C形大梁主要承受離心力并提供了大部分揮舞彎曲剛度，它是由抗拉及彎曲方面比剛度和比強(qiáng)度較高的零度單向玻璃纖維預(yù)浸帶構(gòu)成。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。由于混合式漿葉在50年代后期逐漸被新式漿葉所代替。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。二、漿葉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)旋翼系統(tǒng)中，漿葉是提供升力的重要部件，對漿葉設(shè)計(jì)除去氣動力方面的要求之外，還有動力學(xué)和疲勞方面的要求。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)動都以漿葉根部的柔性元件來完成。中央星形件通過螺栓直接固定在旋翼軸接合盤上，球關(guān)節(jié)軸承連接漿葉，而內(nèi)端通過固定在星形件孔內(nèi)的球面層壓彈性體軸承與星形件相連接。43，也是擺振柔軟的旋翼。(2)“山貓”直升機(jī)的無鉸式旋翼圖2．2—11所示為山貓直升機(jī)的漿轂結(jié)構(gòu)，它與BO一105直升機(jī)漿轂相比剛度要小，漿葉的揮舞運(yùn)動由和漿軸相聯(lián)的揮舞柔性件彎曲變形實(shí)現(xiàn)，而擺振運(yùn)動則是由變距鉸殼體的延伸段的彎曲變形實(shí)現(xiàn)。這種形式的旋翼會產(chǎn)生一些新的動力穩(wěn)定性問題。蹺蹺板式旋翼和萬向接頭式旋翼的主要區(qū)別漿轂殼體中通過一個(gè)水平鉸與旋翼軸相連，這種漿轂構(gòu)造比萬向接頭式簡單一些，但是周期變距也是通過變距鉸來實(shí)現(xiàn)。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)。內(nèi)部金屬板及兩塊外部金屬板之間各有一層硅橡膠，金屬板與橡膠硫化粘結(jié)在一起，內(nèi)部金屬板一端與軸向鉸軸頸相連，而外部金屬板則與中間連接件相連接。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。這時(shí)，充滿殼體內(nèi)的油液也就要以高速度流進(jìn)殼體與活塞之間的縫隙(或者是活塞上的節(jié)流孔)，活塞的左右就產(chǎn)生了壓力差，從而形成減擺力矩。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。減擺器對于防止出現(xiàn)“地面共振”，保證其有足夠的隱定性裕度是必要的。也有揮舞鉸與擺振鉸重合的。一、漿轂連結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(一)鉸接式鉸接式(又稱全鉸接式)旋翼漿轂是通過漿轂上設(shè)置揮舞鉸、擺振鉸和變距鉸來實(shí)現(xiàn)漿葉的揮舞、擺振和變距運(yùn)動。它隨著材料、工藝和旋翼理論的發(fā)展而發(fā)展。第三章直升機(jī)構(gòu)造特點(diǎn)第一節(jié)升力系統(tǒng)旋翼系統(tǒng)由漿葉和漿轂組成。進(jìn)動大小決定于操縱桿動作的粗猛程度。反之，操縱得越柔和，保持平衡就越容易。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。例如上提油門總距桿后，旋翼拉力和反作用力矩都增大，在直升機(jī)增加高度的同時(shí)又要向一邊偏轉(zhuǎn)。這種桿的往返動作，就是操縱駕駛桿的反復(fù)性。此時(shí)，駕駛員應(yīng)根據(jù)機(jī)頭上仰角速度的大小和接近預(yù)定狀態(tài)的程度，及時(shí)、適量地向前回桿。 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)。但當(dāng)飛行狀態(tài)發(fā)生變化后，由于直升機(jī)的角速度阻尼小，操縱靈敏度較高，使直升機(jī)姿態(tài)變化量很大，往往超過預(yù)定的飛行狀態(tài)，在懸停時(shí)此種現(xiàn)象更為明顯。 (二)操縱的反復(fù)性 由前述得知，從操縱駕駛桿使自動傾斜器傾斜，到旋翼錐體改變方向，再到直升機(jī)的狀態(tài)開始改變，要經(jīng)過一段時(shí)間。由此可見，直升機(jī)對操縱桿的反應(yīng)總帶有一定的延遲。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。直升機(jī)推桿為得到所需力矩就要經(jīng)過一定時(shí)間，即需要經(jīng)過一定時(shí)間旋翼的氣流才會改變到新的方向。 由此可見，操縱駕駛桿使飛行器轉(zhuǎn)動的力矩，對直升機(jī)來說所需要的力很大，而對飛機(jī)來說則相對較小，這說明，為了改變拉力矢量方向來獲得所需要的力矩，對直升機(jī)來說比飛機(jī)需要更多的空氣量產(chǎn)生附加運(yùn)動。對于縱列式直升機(jī)來說，在自動傾斜器向前、向后傾斜的同時(shí)，前旋翼和后旋翼總距將產(chǎn)生差動變化，此時(shí)，隨著自動傾斜器傾斜，一方的旋翼總距將減小，另一方旋翼的總距此時(shí)將增大。每一旋翼將產(chǎn)生的現(xiàn)象大致相同，一般說來，雙旋翼的效能是兩個(gè)單旋翼效能之和。 三爪傳動臂隨同尾槳葉轉(zhuǎn)動，通過三個(gè)拉桿使三片槳葉繞自身縱軸同時(shí)轉(zhuǎn)動，此時(shí)，根據(jù)腳蹬蹬出方向和動作量大小，來增大或減小尾槳槳距?？康拍_蹬改變尾槳的總距來操縱尾槳。 下面以某些直升機(jī)三葉片尾槳系統(tǒng)為例，介紹尾槳操縱機(jī)構(gòu)的組成及工作原理。尾槳的每一槳葉和旋翼槳葉一樣，繞其旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。由于槳距周期性變化，槳葉在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生揮舞。這將使水平鉸上的力矩平衡遭到破壞，因而槳葉開始下垂。旋翼由900旋轉(zhuǎn)到2700，由于槳距減小槳葉剖面迎角也減小。各種方位的槳距周期性變化如圖2．1—26所示，下面考察自動傾斜器未傾斜和向前傾斜面時(shí)作用于槳葉上的各力。旋轉(zhuǎn)平面傾斜是靠周期性改變槳距得到的。從圖2．1—25中看出，若上提油門總距桿，則不旋轉(zhuǎn)環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)向上抬起，各片槳葉的槳距增大，直升機(jī)上升，若下放油門總距桿，直升機(jī)則垂直下降。此時(shí)所有將葉同時(shí)增大或減小相同的迎角，就會相應(yīng)地增大或減小升力，因而直升機(jī)也會相應(yīng)地進(jìn)行垂直上升或下降。為了解槳距的變化，應(yīng)分別分析直升機(jī)的兩種飛行狀態(tài)，即垂直飛行狀態(tài)和水平飛行狀態(tài)。直升機(jī)的駕駛桿動作時(shí)旋轉(zhuǎn)環(huán)和不旋轉(zhuǎn)環(huán)隨同套環(huán)一起向前、后、左、右傾斜或任意方向傾斜。二、自動傾斜器自動傾斜器的構(gòu)造如圖2．1～25所示，圖中為簡化起見只畫出兩片槳葉旋翼的自動傾斜器。為減少駕駛桿的載荷，大多數(shù)直升機(jī)操縱系統(tǒng)中都安裝有液壓助力器。調(diào)整片操縱(又稱配平操縱)的主要原因是因?yàn)橹鄙龣C(jī)在飛行中駕駛桿的載荷，不同于飛機(jī)的舵面載荷。油門總距桿通常位于駕駛員座椅的左方，由駕駛員左手操縱，此桿可急時(shí)操縱旋翼總距和發(fā)動機(jī)油門，實(shí)現(xiàn)總距和油門聯(lián)合操縱。駕駛桿偏離中立位置表示：向前——直升機(jī)低頭并向前運(yùn)動；向后一一直升機(jī)抬頭并向后退；向左——直升機(jī)向左傾斜并向左側(cè)運(yùn)動；向右——直升機(jī)向右傾斜并向右側(cè)運(yùn)動。此外還有油門調(diào)節(jié)環(huán)、直升機(jī)配平調(diào)整片開關(guān)及其他手柄(見圖2．1—24)。無尾槳系統(tǒng)無尾槳系統(tǒng)主要是用一個(gè)空氣系統(tǒng)代替常規(guī)尾槳，該系統(tǒng)由進(jìn)氣口、噴氣口、壓力風(fēng)扇、帶縫尾梁等幾部分組成。涵道尾槳這種尾槳由兩部分組成：一部分是置于尾斜梁中的涵道；另一部分是位于涵道中央的轉(zhuǎn)子，其特點(diǎn)是涵道尾槳直徑小、葉片數(shù)目多。常規(guī)尾槳這種尾槳的構(gòu)造與旋翼類似，由槳葉和槳轂組成。直升機(jī)航向操縱和平衡反作用力矩，只需增加或減少尾槳拉力(推力)，對尾槳總距操縱是通過腳蹬操縱系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的功率通過傳動系統(tǒng)，按需要再傳給旋翼和尾槳。而且，可能通過加大或減少小尾槳的拉力(推力)來實(shí)現(xiàn)直升機(jī)的航向操縱；某些直升機(jī)的尾軸向上斜置一個(gè)角度，可以提供部分升力，也可以調(diào)整直升機(jī)重心范圍。(二)尾槳的作用和特點(diǎn)尾槳像一個(gè)旋轉(zhuǎn)平面垂直于旋翼轉(zhuǎn)速平面的小螺旋槳，工作時(shí)產(chǎn)生拉力(或推力)。雙旋翼式布局?？諝鈱π硇纬傻姆醋饔昧兀晌矘a(chǎn)生的拉力(或推力)相對于直升機(jī)機(jī)體重心形成的偏轉(zhuǎn)力矩予以平衡(見圖2．1—1 9)。(見圖2．1～20)。(一)旋翼的布局型式旋翼之所以會出現(xiàn)不同的布局型式，主要是因平衡旋翼軸帶動旋翼轉(zhuǎn)動工作時(shí)，空氣作用其上的反作用力矩采取的方式不同而形成的。如果不采取措施予以平衡，那么這個(gè)反作用力矩就會使直升機(jī)逆旋翼轉(zhuǎn)動方向旋轉(zhuǎn)。二、直升機(jī)的反扭矩從以上所述可知，直升機(jī)飛行主要靠旋翼產(chǎn)生的拉力。從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析，直升機(jī)在懸停狀態(tài)時(shí)，發(fā)動機(jī)輸出的軸功率，其中約90％用于旋翼，分配給尾槳、傳達(dá)裝置等消耗的軸功率加起來約占10％。由于旋翼拉力方向在空間是可以改變的，為了便于分析問題，我們規(guī)定：在前飛中，拉力的第一分力(T，)，在鉛垂面內(nèi)并垂直于飛行方向；拉力第二分力(T2)，與飛行方向平行，；拉力第三分力(T3)，在水平面內(nèi)垂直于飛行方向。(2)直升機(jī)起飛，只要旋翼產(chǎn)生拉力大于重力，就能離地垂直升空，下降時(shí)