直升机套件原理图
- 格式:pdf
- 大小:78.31 KB
- 文档页数:1
飞行原理(图解)直升机能够垂直飞起来的基本道理简单,但飞行控制就不简单了。
旋翼可以产生升力,但谁来产生前进的推力呢?单独安装另外的推进发动机当然可以,但这样增加重量和总体复杂性,能不能使旋翼同时担当升力和推进作用呢?升力-推进问题解决后,还有转向、俯仰、滚转控制问题。
旋翼旋转产生升力的同时,对机身产生反扭力(初中物理:有作用力就一定有反作用力),所以直升机还有一个特有的反扭力控制问题.直升机主旋翼反扭力的示意图没有一定的反扭力措施,直升机就要打转转/ 尾桨是抵消反扭力的最常见的方法直升机抵消反扭力的方案有很多,最常规的是采用尾桨。
主旋翼顺时针转,对机身就产生逆时针方向的反扭力,尾桨就必须或推或拉,产生顺时针方向的推力,以抵消主旋翼的反扭力.抵消反扭力的主旋翼-尾桨布局,也称常规布局,因为这最常见/ 典型的贝尔407 的尾桨主旋翼当然也可以顺时针旋转,顺时针还是逆时针,两者之间没有优劣之分。
有意思的是,美、英、德、意、日直升机的主旋翼都是逆时针旋转,法、俄、中、印、波兰直升机都是顺时针旋转,英、德、意、日的直升机工业都是从美国引进许可证开始的,和美国采用相同的习惯可以理解,中、印、波兰是从前苏联和法国引进许可证开始的,和法、俄的习惯相同也可以理解,但美国和俄罗斯为什么从一开始选定不同的方向,法国为什么不和选美国一样的方向,而和俄罗斯一致,可能只是一个历史的玩笑。
各国直升机主旋翼旋转方向的比较尾桨给直升机的设计带来了很多麻烦。
尾桨要是太大了,会打到地上,所以尾桨尺寸受到限制,要提供足够的反扭力,就需要提高转速,这样,尾桨翼尖速度就大,尾桨的噪声就很大。
极端情况下,尾桨翼尖速度甚至可以超过音速,形成音爆.尾桨需要安装在尾撑上,尾撑越长,尾桨的力矩越大,反扭力效果越好,但尾撑的重量也越大。
为了把动力传递到尾桨,尾撑内需要安装一根长长的传动轴,这又增加了重量和机械复杂性.尾桨是直升机飞行安全的最大挑战,主旋翼失去动力,直升机还可以自旋着陆;但尾桨一旦失去动力,那直升机就要打转转,失去控制.在战斗中,直升机因为尾桨受损而坠毁的概率远远高于因为其他部位被击中的情况。
直升机结构图解之一……机身结构图图解直升机的结构之二……机身机体用来支持和固定直升机部件、系统,把它们连接成一个整体,并用来装载人员、物资和设备,使直升机满足既定技术要求。
机体是直升机的重要部件。
下图为UH—60A直升机的机身分段图。
机体外形对直升机飞行性能、操纵性和稳定性有重要影响。
在使用过程中,机体除承受各种装载传来的负荷外,还承受动部件、武器发射和货物吊装传来的动负荷。
这些载荷是通过接头传来的。
为了装卸货物及安装设备,机身上要设计很多舱门和开口,这样就使机体结构复杂化。
旋翼、尾桨传给机体的交变载荷,引起机身结构振动,影响乘员的舒适性及结构的疲劳寿命。
因此,在设计机身结构时,必须采取措施来降低直升机机体的振动水平。
军用直升机机体结构应该有耐弹击损伤和抗坠撞的能力。
近年来,复合材料日益广泛地应用于机身结构,与铝合金相比较,它的比强度、比刚度高,可以大大减轻结构重量,而且破损安全性能好,成型工艺简单,所以受到人们的普遍重视。
例如波音360直升机由于采用了复合材料结构新技术以及先进气动、振动和飞行控制技术,可使巡航速度增加35%,有效载荷增加1296,生产效率提高50%。
之三……发动机直升机的动力装置大体上分为两类,即航空活塞式发动机和航空涡轮轴发动机。
在直升机发展初期,均采用技术上比较成熟的航空活塞式发动机作为直升机的动力装置。
但由于其振动大,功率质量比和功率体积比小、控制复杂等许多问题,人们就利用已经发展起来的涡轮喷气技术寻求性能优良的直升机动力装置,从而研制成功直升机用涡轮铀发动机。
实践证明,涡轮轴发动机较活塞式发动机更能适合直升机的飞行特点。
当今世界上,除部分小型直升机还在使用活塞式发动机外,涡轮轴发动机已成为直升机动力装置的主要形式。
航空涡轮轴发动机航空涡轮轴发动机,或简称为涡铀发动机,是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。
法国是最先研制涡轴发动机的国家。
50年代初,透博梅卡公司研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机,功率达到了206kW(280hp),成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机,定名为“阿都斯特—l”(Art ouste—1)。
图解直升机英语(以s-92直升机为例) Powertrain schematic 传动系统示意图Tail gear box 尾减Intermediate gearbox 中介减速器main rotor shaft 主旋翼轴Tail take-off 尾输出轴Hydraulic utility drive 液压系统驱动装置overrunning clutch 超转离合器quill shaft 主轴sun gear and planet gears 太阳齿轮和行星齿轮Hydraulic module shaft gear 液压组件轴齿轮ring gear (stationary) 环型齿轮(静止)generator shaft gear 发电机齿轮主旋翼桨叶示意图Leading edge counter weight 前缘配重De-ice element 防冰组件Titanium/nickel leading edge erosion protection 钛/镍前缘摩擦保护Leading edge sheath 前缘蒙皮Lower fibreglass skin 下部玻璃纤维蒙皮Upper fibreglass skin 上部玻璃纤维蒙皮Honeycomb core 蜂窝材料Titanium edge stiffener 钛后缘加强件Graphite/fibreglass spar 石墨/玻璃纤维大梁Instrument panel,central pedestal and side consoles仪表板,中央和侧面控制台A Standby compass 备用罗盘B Backup instruments 备用仪表C Master warning panel 主警告面板D Collins multi function displays (4) with central optional display 多功能显示器E Cargo hook release 货钩释放F Pilot flight director mode select 驾驶员飞行指示器方式选择G Copilot flight director mode select 副驾驶飞行指示器方式选择H Digital clock 数字时钟I Compess unit 罗盘组件J Audio controller 音频控制器K FDR/CVR controller 数据记录/话音记录控制器L HUMS 使用状态监控系统M Pass brief control panel ?N FMS data loader 飞行管理数据输入器O Weather radar controller 气象雷达控制器P Radio tuning unit 无线电调谐器Q Display controller 显示控制器R FMS/GPS CDU 飞行管理/全球定位系统控制显示组件S AFCS (FCG) contro1 panel 自动飞行控制系统控制面板T Backup control panel 控制面板备用U Reversionary control 保留控制V Remote instrument control 远距离仪表控制W Deployable emergency beacon 释放式紧急信标X Misc switch panel 其他配电盘Y Landing gear contro1s 起落架控制Z Parking brake 停机刹车Fuel cell and installed system 油箱及安装的系统F1 Sponson fuel cells(2) with 35OUS gallon useab1e fuel in each cell浮筒油箱F2 Rubber bladder tank 气囊箱F3 Tank high level sensor 高油面传感器F4 Vent valves 通气阀门F5 Fuel quantity probes 油量传感器F6 Fuel low level sensors 低油面传感器F7 Low level shut-off valve 低油面关断阀门F8 Engine fuel feed check valve 发动机供油单向阀门F9 Fuel sump drain valve 燃油箱放油阀门F10 Tank vent lines 油箱通气管F11 Access cover to fuel cell 油箱蒙皮盖板F12 Gravity retueling point- typical both sponsons (pressure refuel Point on port sponson) 重力加油口-典型布置两侧都有,压力加油在左侧。
图解直升机原理之一---涡轮轴发动机工作原理航空涡轮轴发动机航空涡轮轴发动机,或简称为涡铀发动机,是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。
法国是最先研制涡轴发动机的国家。
50年代初,透博梅卡公司研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机,功率达到了206kW(280hp),成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机,定名为“阿都斯特—l”(Artouste—1)。
首先装用这种发动机的直升机是美国贝尔直升机公司生产的Bell 47(编号为X H—13F),于1954年进行了首飞。
涡轴发动机的主要机件与一般航空喷气发动机一样,涡轴发动机也有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件,涡轴发动机典型结构如下图所示。
进气装置由于直升机飞行速度不大,一般最大平飞速度在3 50km/h以下,故进气装置的内流进气道采用收敛形,以便气流在收敛形进气道内作加速流动,以改善气流流场的不均匀性。
进气装置进口唇边呈圆滑流线,适合亚音速流线要求,以避免气流在进口处突然方向折转,引起气流分离,为压气机稳定工作创造一个好的进气环境。
有的涡轴发动机将粒子分离器与进气道设计成一体,构成“多功能进气道”,以防止砂粒进入发动机内部磨损机件或者影响发动机稳定工作,这种多功能进气道利用惯性力场,使含有砂粒的空气沿着一定几何形状的通道流动。
由于砂粒质量较空气大,在弯道处使砂粒获得较大的惯性力,砂粒便聚集在一起并与空气分离,排出机外(见下图)。
压气机压气机的主要作用是将从进气道进入发动机的空气加以压缩,提高气流的压强,为燃烧创造有利条件。
根据压气机内气体流动的特点,可以分为轴流式和离心式两种。
轴流式压气机,面积小、流量大;离心式结构简单、工作较稳定。
涡轴发动机的压气机,其结构形式几经演变,从纯轴流式、单级离心、双级离心到轴流与离心混装一起的组合式压气机。
当前,直升机的涡轴发动机大多采用的是若干级轴流加一级离心所构成的组合压气机。
第一章直升机简介目录主旋翼系统....................................................................1-1全铰接旋翼系统.....................................................1-1半刚体旋翼系统.....................................................1-2刚体旋翼系统.........................................................1-2扭矩系统(Antitorque Systems) .....................................1-2尾桨 ......................................................................1-2涵道尾桨.................................................................1-2无尾桨系统(NOTAR)...............................................1-2起落架Landing Gear......................................................1-2动力装置........................................................................1-3飞行控制........................................................................1-3*** *** *** *** ***虽然直升机的大小和形状差别很大,但是大多数直升机的主要组成部分都是一样的。
飞行原理(图解)直升机能够垂直飞起来的基本道理简单,但飞行控制就不简单了。
旋翼可以产生升力,但谁来产生前进的推力呢?单独安装另外的推进发动机当然可以,但这样增加重量和总体复杂性,能不能使旋翼同时担当升力和推进作用呢?升力-推进问题解决后,还有转向、俯仰、滚转控制问题。
旋翼旋转产生升力的同时,对机身产生反扭力(初中物理:有作用力就一定有反作用力),所以直升机还有一个特有的反扭力控制问题。
直升机主旋翼反扭力的示意图没有一定的反扭力措施,直升机就要打转转/ 尾桨是抵消反扭力的最常见的方法直升机抵消反扭力的方案有很多,最常规的是采用尾桨。
主旋翼顺时针转,对机身就产生逆时针方向的反扭力,尾桨就必须或推或拉,产生顺时针方向的推力,以抵消主旋翼的反扭力。
抵消反扭力的主旋翼-尾桨布局,也称常规布局,因为这最常见/ 典型的贝尔407 的尾桨主旋翼当然也可以顺时针旋转,顺时针还是逆时针,两者之间没有优劣之分。
有意思的是,美、英、德、意、日直升机的主旋翼都是逆时针旋转,法、俄、中、印、波兰直升机都是顺时针旋转,英、德、意、日的直升机工业都是从美国引进许可证开始的,和美国采用相同的习惯可以理解,中、印、波兰是从前苏联和法国引进许可证开始的,和法、俄的习惯相同也可以理解,但美国和俄罗斯为什么从一开始选定不同的方向,法国为什么不和选美国一样的方向,而和俄罗斯一致,可能只是一个历史的玩笑。
各国直升机主旋翼旋转方向的比较尾桨给直升机的设计带来了很多麻烦。
尾桨要是太大了,会打到地上,所以尾桨尺寸受到限制,要提供足够的反扭力,就需要提高转速,这样,尾桨翼尖速度就大,尾桨的噪声就很大。
极端情况下,尾桨翼尖速度甚至可以超过音速,形成音爆。
尾桨需要安装在尾撑上,尾撑越长,尾桨的力矩越大,反扭力效果越好,但尾撑的重量也越大。
为了把动力传递到尾桨,尾撑内需要安装一根长长的传动轴,这又增加了重量和机械复杂性。
尾桨是直升机飞行安全的最大挑战,主旋翼失去动力,直升机还可以自旋着陆;但尾桨一旦失去动力,那直升机就要打转转,失去控制。
直升飞机单翼和共轴双翼自动倾斜器结构图解析河南巩义市王有备编辑整理直升机上用以操纵旋翼实现升降、前后、左右运动的特殊装置,又称自动倾斜仪。
1911年由俄国人H.尤里耶夫发明,后为所有直升机采用。
自动倾斜器一般由类似轴承的旋转(外)环和不旋转(内)环组成(图1),它通过万向接头或球铰套在旋翼轴上,不旋转环通过操纵拉杆与驾驶舱中的驾驶杆和总距杆相连,旋转环通过变距拉杆与桨叶相连。
自动倾斜器无倾斜时,各片桨叶在旋转时桨距保持恒定;当它被操纵倾斜时,则每片桨叶在旋转中周期性地改变桨距。
变距拉杆转至倾斜器上位时桨距加大,桨叶向上挥舞;转至下位时桨距减小,桨叶向下挥舞。
这样就形成旋翼旋转面的倾斜,使旋翼合力倾斜,产生一水平分力(图2)。
直升机的前后和左右方向的飞行运动就是通过这种操纵实现的,称为周期变距操纵。
飞行员操纵(提或压)总距杆使自动倾斜器沿旋翼轴平行向上或向下滑动。
各片桨叶的桨距将同时增大或减小,使旋翼的升力增大或减小,直升机随之上升或下降。
这种操纵称为总距操纵。
自动倾斜器,直升机上用以操纵旋翼实现升降、前后、左右运动的特殊装置,又称自动倾斜仪。
自动倾斜器一般由类似轴承的旋转(外)环和不旋转(内)环组成。
共轴双旋翼直升机机倾斜器结构组成图示比起单旋翼直升机而言,共轴双旋翼直升机省略了尾桨,具有更好的悬停稳定性,作为核心部位,当然它的倾斜器结构也要比但旋翼直升机复杂许多,这是我最着迷的飞行器,这里我把以前收集的一些共轴双旋翼直升机机倾斜器结构图提供给大家,希望有共轴机爱好者喜欢。
这个是最经典的K-50倾斜器图片这张是模型版本的这是美国早期的QH-50倾斜器部分照片这是台湾佑祥的共轴机倾斜器示意图这是我在一个英文网站上找到的共轴机倾斜器示意图这是几张旋翼总距控制部分示意图这是操纵示原理意图下面是倾斜盘示意图下面这是以前曾经发过的佑祥共轴机的倾斜盘零件图这里集中一下这张是倾斜盘总成照片这张是倾斜器球轴套照片这张是佑祥的共轴机倾斜器结构图。
直升机飞行操控的基本原理图1 直升机飞行操纵系统- 概要图(a)(b)图2 直升机操纵原理示意图1.改变旋翼拉力的大小2.改变旋翼拉力的方向3.改变尾桨的拉力飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统和航向操纵系统。
如图2所示,周期变距操纵系统控制直升机的姿态(横滚和俯仰),总距操纵系统控制直升机的高度,航向操纵系统控制直升机的航向。
一、周期变距操纵系统周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。
当桨距周期改变时,引起桨叶拉力周期改变,而桨叶拉力的周期改变,又引起桨叶周期挥舞,最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜,从而实现直升机的纵向(包括俯仰)及横向(包括横滚)运动。
纵向和横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵,但二者是各自独立的。
周期变距操纵系统(见图3)包括右侧和左侧周期变距操纵杆(1)和(3)、可调摩擦装置(2)、橡胶波纹套(4)、俯仰止动件(5)、横滚连杆(7)、俯仰连杆(8)、横滚止动件及中立位置定位孔(9)、横滚拉杆(10)、横滚协调拉杆(11)、俯仰扭矩管轴组件(12)、总距拉杆(13)、与复合摇臂相连接的拉杆(14)、伺服机构(15)、伺服机构(横滚+总距)(16)、伺服机构(俯仰+总距)(17)和可调拉杆(18)等组件。
1.右侧周期变距操纵杆3.左侧周期变距操纵杆2.可调摩擦装置 4.橡胶波纹套 5.俯仰止动件 6.复合摇臂7.横滚连杆8.俯仰连杆9.横滚止动件及中立位置定位孔10.横滚拉杆11.横滚协调拉杆12.俯仰扭矩管轴组件13.总距拉杆14.与复合摇臂相连接的拉杆15.伺服机构16.伺服机构(横滚+总距)17.伺服机构(俯仰+总距)18.可调拉杆图3 直升机周期变距操纵系统(一)纵向操纵情况当前推驾驶杆时,通过俯仰扭矩管轴组件(9)及俯仰连杆(8),使复合摇臂(6)上的纵向摇臂逆时针转动,通过其后的拉杆、摇臂,使左前侧纵向伺服机构下移,自动倾斜器固定盘向左前方倾斜,旋翼桨盘前倾,进而使直升机向前运动。