直升机原理动画图解 直升机工作原理( 三 )


挥舞铰、摆振铰和变距铰是实现直升机控制和旋翼正常工作的关键 。
其他形式
除了采取这种全铰接式(装有挥舞铰、摆振铰和变距铰)旋翼的直升机外,有的直升机采用一个球面弹性体轴承组件来实现实挥舞铰、摆振铰、变距铰三个铰接组件的功能,还有的直升机采用的是无铰接结构,即取消了独立的挥舞铰与摆振铰,挥舞和摆振的功能由桨叶根部的柔性元件的变形来实现 。
此外主旋翼只有两片桨叶的直升机通常采用跷跷板式的桨毂结构,及桨毂与主轴通过一个水平插销结构相连接,桨毂可以绕这个插销转动 。
操纵机构
前面提到通过控制旋翼和尾桨就可以实现使直升机上升、下降、悬停、前飞、侧飞以及转弯等,因此实际上直升机的操纵机构主要是针对旋翼和尾桨的 。直升机的主要操纵机构包括驾驶杆(又称周期变距杆)、总距杆、脚蹬等 。
驾驶杆位于驾驶员座椅前面,通过操纵线系与自动倾斜器连接,通过自动倾斜器来实现对旋翼椎体倾斜方向的控制 。
总距杆通常位于驾驶员座椅的左方,由驾驶员左手操纵,通过操纵线系与自动倾斜器连接,通过自动倾斜器来控制所有桨叶的迎角,实现桨叶变距,从而改变旋翼升力的大小 。有的总距操纵杆的手柄上设置旋转式油门操纵机构,用来调节发动机油门的大小,使发动机输出功率与旋翼桨叶变距后的旋翼需用功率相适应;有的总距杆上则集成了发动机功率控制器,可根据旋翼桨叶变距情况自动对发动机的输出功率进行调整;因此,总距杆又被称为总距油门杆 。
自动倾斜器是实现驾驶杆和总距杆操纵的重要部件,由两个主要零件组成:一个不旋转环和一个旋转环 。不旋转环安装在旋翼轴上,并通过操纵线系与驾驶杆和总距杆相连 。它能够向任意方向倾斜,也能沿旋翼轴上下垂直移动,但是不能转动 。旋转环通过轴承被安装在不旋转环上,通过拉杆与变距铰(轴向铰)相连,不但能够同旋翼轴一起旋转,而且能够作为一个单元体随不旋转环同时倾斜和沿旋转轴上下垂直移动 。
操纵的实现
驾驶员对驾驶杆的横向和纵向操纵通过操纵线系或液压助力装置使自动倾斜器的旋转环和不旋转环一起向相应的方向倾斜 。由于旋转环同桨叶的变距铰之间有固定长度的拉杆相连,所以自动倾斜器的倾斜会导致桨叶的桨距发生周期变化,使得旋翼空气动力不对称,旋翼椎体将向相应方向倾斜,旋翼的拉力矢量方向也向相应方向倾斜,这样就达到操纵直升机横向和纵向飞行的目的 。如果驾驶杆偏离中立位置向前,旋翼椎体向前倾斜,直升机低头并向前运动;向后,旋翼椎体向后倾斜,直升机抬头并向后退;向左,旋翼椎体向左倾斜,直升机向左倾斜并向左侧运动;向右,旋翼椎体向右倾斜,直升机向右倾斜并向右侧运动 。

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