翼族知識 | 直升機主槳轂

2020-04-06     輕航之家

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旋翼槳轂用於向旋翼槳葉傳遞主減速器的旋轉力矩,同時承受旋翼槳葉產生的空氣動力,並將旋翼的氣動合力傳給機身。

直升機上有各種形式的主旋翼槳轂,它們都可以歸為三類:

一、全鉸接式主旋翼槳轂(含揮舞水平關節和擺振垂直關節);

二、半剛性蹺蹺板式主旋翼槳轂(含有揮舞水平關節);

三、剛性主旋翼槳轂(槳轂不能使旋翼揮舞或擺振)。

一、全鉸接式主旋翼槳轂

全鉸接式主旋翼槳轂可能是目前應用在中型到重型直升機上最普遍的類別。

具有軸向鉸、水平鉸、垂直鉸

軸向鉸(變距鉸):改變槳葉安裝角,改變升力;

水平鉸(揮舞鉸):讓槳葉上下揮舞,消除或減少飛行中在旋翼上出現的左右傾覆力矩;

垂直鉸(擺振鉸):消除槳葉在旋轉面內的擺動引起的槳葉根部彎曲,減少結構尺寸。

優點:

1.水平鉸使主旋翼可以傾斜而不需要使旋翼主軸傾斜。

2.水平鉸和垂直鉸可以減小旋翼安裝處的彎曲應力和載荷。

3.水平鉸可以減小因陣風引起的反應,通過槳葉揮舞,不會將影響傳遞到機身。

4.水平鉸和垂直鉸提高了直升機的穩定性,尤其是中速到高速的前飛過程中。

缺點:

1.水平鉸軸承和軸向鉸軸承承受很大的載荷,潤滑不良會引起軸承的磨損和失效。

2.槳葉揮舞會產生科里奧利斯效應,需要擺振鉸。

3.需要減擺器來控制旋翼的擺振速率,如果這些減擺器的工作時間不一致,會增加直升機的水平振動。

4.需要下垂止動塊,以防止旋翼傷害人員和機身。

5.重量增加。

二、半剛性蹺蹺板式主旋翼槳轂

半剛性主旋翼槳轂只提供周期變距和揮舞,而不可能擺振。可見BELL-206等。

1)優點

由於取消了單獨的揮舞關節和擺振關節,簡化了結構,也減少了故障的產生,尤其減少了像全鉸接式主旋翼槳轂產生的振動。

由於簡化了設計,維護也隨之簡化,節約了時間。

旋翼固定在主旋翼槳轂上,不需要剛性來應付離心力;

由於減少了部件,減輕了重量和減少了阻力。

2)缺點

由於單獨槳葉揮舞的限制,陣風會引起不穩定性;

由於缺少揮舞關節和擺振關節,會在旋翼根部產生更大的彎曲應力,因此葉片必須有足夠強度以承受這種應力,因此重量增加;

蹺蹺板式槳轂需要懸掛式設計以減少科利奧里斯效應影響。

三、剛性主旋翼槳轂

剛性主旋翼槳轂只有變距軸。這並非是說該直升機的操縱不需要槳葉的揮舞和擺振,而是它們可以通過槳葉的彎曲來獲得。

優點:

結構簡單,零件數目少,製造成本低;

提供很高的操縱功效,因而改善直升機的駕駛 品質,這對要求大機動能力的武裝直升機特別重;

外形尺寸小,阻力小,重量輕;

全復合材料結構,破損安全性能好,無需維護,壽命長。

缺點:

需要更複雜的操縱系統來保證直升機的穩定性,尤其在前飛時,由於旋翼不能通過揮舞產生平衡的升力,而只能通過使槳葉扭轉來實現;

槳葉的設計必須有足夠強度來隨受各種狀態下所產生的載荷;

鋼性主旋翼槳轂非常容易受陣風或側風的影響。

隨著新材料、製造工藝及結構動力學技術的發展,旋翼槳轂的設計及使用追求共同特點結構簡單、重量清、維護方便、成本低、安全可靠。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/SMbLTnEBiuFnsJQVWIAn.html