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直升机的原理及分类.ppt

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直升机的原理及分类.ppt

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文档介绍

文档介绍:§ 直升机
一、概况
二、直升机分类
三、直升机结构
四、直升机的飞行原理
§ 直升机
直升机是一种旋翼航空器,它的升力和前进的动力是由发动机带动的旋翼供应的。直升机可以垂直起降,还能在空中向前后左右各个式发动机。喷气发动机出现后,直升机运用涡轮轴发动机。对直升机的发动机除要求重量轻和耗油率低之外,由于直升机常常用于短途飞行,它的工作场所离地面近,因而要求发动机部件有良好的耐疲惫性能和抗腐蚀性能。
旋翼(1)
旋翼是直升机最关键的部位,它既产生升力,又是使直升机水平运动的拉力的来源,旋翼旋转的平面是升力面又是操纵面。
旋翼(2)
旋翼的组成
旋翼由桨叶、桨毂和连接桨叶、桨毂的机构组成。
从原理上讲旋翼和螺旋桨没有区分,但是旋翼要供应升力和拉力,而螺旋桨仅供应拉力,为了获得足够的升力,桨叶要做得很长,旋翼直径从小型直升机的5~10米到大型直升机的二三十米,最大的有32米。桨叶连接在桨毂上,构成整副旋翼。
起落装置
直升机的着陆装置多数接受三轮或四轮起落架,用于着陆缓冲和地面滑跑,由于直升机速度低,起落架除少数速度较高的直升机外,一般不回收,有部分直升机接受滑橇式起落架以减轻重量,为了在雪地或泥地上起降也运用这类起落架。为了在水面上起降有的垂直机装备专用的浮筒式起落架。
传动和操纵系统
直升机要通过变更旋翼的桨距和倾斜旋翼平面的方始终变更飞行方向,因而它的传动和操纵系统和飞机是全然不同的。
尾梁和尾桨
单旋翼直升机要由尾桨产生一个力矩来平衡由旋翼旋转产生的使机身旋转反作用力矩。尾桨距旋翼转轴越远则产生的平衡力矩越大,这样尾桨可以做得小,但尾梁加长,传动轴也会加长,使重量增加。
直线向前飞行时,尾桨产生的力矩和旋翼的反作用扭矩平衡,假如限制尾桨的推力大小,就可以使直升机转向。尾梁上还装有水平和垂直的安定面,保证直升机的航向和纵向稳定。
2、动力传递和限制
四、直升机的飞行原理
§ 直升机
3、操纵及性能
1、旋翼受力
1、旋翼受力(水平铰)
§ 直升机
旋翼的桨叶在运动中产生拉力(向上)其原理和机翼相同,都是因空气流过翼面产生升力,但是它的运动是绕轴旋转的,旋翼在旋转一圈时在迎风的半圈(称为前行)和顺风半圈(后行)中桨叶的相对风速是不同的,即迎风一半大,而顺风时小,因而会造成升力不平衡,即前行桨叶升力大,这会使直升机倾斜,并使桨叶根部产生交变弯矩,使桨叶加速损坏。为了解决这个问题,桨叶和桨毂之间用一个水平铰链或是柔性的连接起来,使桨叶可在旋翼平面上、下摇摆,这样由于铰链不传递垂直方向的力,从而使两边升力平衡,这个铰链称为水平铰或挥动铰。
1、旋翼受力(垂直铰)
§ 直升机
同样,在运用了挥动铰后,由于桨叶的上下摇摆,使每个桨叶的旋转角速度发生变更,桨叶下挥时,使旋翼角速度变小,上挥时,角速度增大,这个力称为哥氏力,是沿旋翼周向作用在桨叶上的,也是周期变更的,同样产生交变的根部弯曲力矩,为了削减这个力的作用,通常再如上一个垂直放置的铰链,使桨叶可在圆周方向做少量的前后摇摆,这个铰链叫做垂直铰或摆振铰。
1、旋翼受力(轴向铰)
§ 直升机
旋翼和螺旋桨相同,它的桨叶的迎角即桨距和拉力的产生有干脆的关系,因而它的桨距也要求可调,从而调整和限制升力,这须要第3个铰链使桨叶可以围绕自身的轴运动,这个铰称为桨距角,或轴向铰。这样直升机的桨叶可以围着3个铰链挥动、摆振和转动,从而形成了一个构造困难,维护困难又寿命不高的桨毂系统。
2、动力传递和限制
§ 直升机
直升机的动力是通过减速器的旋转轴带动旋翼传送的,驾驶员操纵总距杆来变更桨叶的桨矩角(安装角)实现旋翼的拉力增大或减小,使直升机上升或下降;变更飞行方向则操纵周期变矩杆(也称驾驶杆),使旋翼的旋转平面对某一方向倾斜,使直升机向这一方向飞去,执行这个动作的机构称为自动倾斜器。
图4-51 自动倾斜器结构示意图
3、操纵及性能 (1)
§ 直升机
直升机垂直运动时旋翼产生拉力全部变为升力,产生的反作用扭距被尾桨产生的拉力力矩平衡。向前飞时旋翼面前倾,所产生的拉力分解为向上的拉力和向前的推力,使直升机向前运动 。假如旋翼向右倾斜就会产生向右的分力,使直升机向右运动。同理,直升机可向其他方向运动。
3、操纵及性能 (2)
§ 直升机
驾驶员操纵直升机运用两根驾驶杆和脚蹬,总距杆和油门通常连在一起,或称为总距油门杆。驾驶杆后拉,旋翼桨矩增大,油门开大,旋翼升力增加,直升机上升,前推则下降。周期变矩杆也称为驾驶杆,装在球铰上可向任一方向偏移,带动自动倾斜器向同一方向倾斜,