图解直升机的结构之十……传动机构

zhenjinkkk123

传动轴

　　发动机与主减速器之间，主减速器和中、尾减速器之间以及和附件之间均需有传动轴和联轴节将其相联，以传递功率。传动轴根据其用途可分为主轴、中间轴和尾轴等(见下图)。



一般轴的负荷大，使用条件复杂，对其平衡振动特性及轴的可靠性要求高。直升机在飞 行中传动轴的任何破坏，轻则迫使飞行任务中断，重则造成严重事故。所以现代直升机的传 动轴，在研制时要求进行长期的台架试验、疲劳试验以及飞行验证试验，以获得有关寿命、 可靠性等综合使用数据。

联轴节

　　联轴节是传动轴与铀之间的联接装置，要求联轴节以最小的功率损失可靠地传递扭矩并实现传动轴间的角位移和线位移补偿。现代直升机上传动轴的联轴节，为了减小振动、易于 实现补偿，大多数采用柔性结构。 联轴节的种类比较多，主要有以下4种(如下图所示)：

zhenjinkkk123

传动轴

　　发动机与主减速器之间，主减速器和中、尾减速器之间以及和附件之间均需有传动轴和联轴节将其相联，以传递功率。传动轴根据其用途可分为主轴、中间轴和尾轴等(见下图)。

一般轴的负荷大，使用条件复杂，对其平衡振动特性及轴的可靠性要求高。直升机在飞 行中传动轴的任何破坏，轻则迫使飞行任务中断，重则造成严重事故。所以现代直升机的传 动轴，在研制时要求进行长期的台架试验、疲劳试验以及飞行验证试验，以获得有关寿命、 可靠性等综合使用数据。

联轴节

　　联轴节是传动轴与铀之间的联接装置，要求联轴节以最小的功率损失可靠地传递扭矩并实现传动轴间的角位移和线位移补偿。现代直升机上传动轴的联轴节，为了减小振动、易于 实现补偿，大多数采用柔性结构。 联轴节的种类比较多，主要有以下4种(如下图所示)：

zhenjinkkk123

旋翼的空气动力特点

　　(1)产生向上的升力用来克服直升机的重力。　即使直升机的发动机空中停车时， 驾驶员可通过操纵旋翼使其自转，仍可产生一定升 力，减缓直升机下降趋势。
　　(2)产生向前的水平分力克服空气阻 力使直升机前进，类似于飞机上推进器的作用(例 如螺旋桨或喷气发动机)。
　　(3)产生其他分力及力矩对直升机； 进行控制或机动飞行，类似于飞机上各操纵面的作用。 旋翼由数片桨叶及一个桨毂组成。工作时，桨叶与空气作相对 运动，产生空气动力；桨毂则是用来连接 桨叶和旋翼轴，以转动旋翼。桨叶一般通过铰接方式与桨毂连接(如下图所示)。

　　旋翼的运动与固定翼飞机机翼的不，因为旋翼的桨叶除了随直升机一同作直线或曲线动外，还要绕旋翼轴旋转，因此桨叶空气动力现象要比机翼的复杂得多。
　　先来考察一下旋翼的轴向直线运动这就是直升机垂直飞行时旋翼工作的情况，它相当于飞机上螺旋桨的情况。由于两者技术要求不同，旋翼的直径大且转速小；螺旋桨的直径小而转速大。在分析、设计上就有所区别设一旋冀，桨叶片数为k，以恒定角速度Ω 绕轴旋转，并以速度 Vo沿旋转轴作直线运 动。如果在想象中用一中心轴线与旋翼轴重合，而半径为 r的圆柱面把桨叶裁开(参阅图 2，1—3)，并将这圆柱面展开成平面，就得到桨叶剖面。 既然这时桨叶包括旋转运动和直线运动，对于叶剖面来说，应有用向速度 (等于Ωr)和垂直于旋转平面的速度(等于 Vo)， 而合速度是两者的矢量和。显然可以看出(如图2．1—3)，用不同半径的圆柱面所截出来的各个桨叶剖面，他们的合速度是不同的： 大小不同，方向也不相同。如果再考虑到由于桨叶 运动所激起的附加气流速度(诱导速度) )，那么桨叶各个剖面与空气之间的相对速度就更加 不同。与机翼相比较，这就是桨叶工作 条件复杂，对它的分析比较麻烦的原因所在。

zhenjinkkk123

直升机的反扭矩
　　直升机飞行主要靠旅翼产生的拉力。当旋翼由发动机通过旋 转轴带动旋转时，旋翼给空气以作用力矩(或称扭矩)，空气 必然在同一时间以大小相等、方向相反的反作用 力矩作用于旋翼(或称反扭矩)，从而再通过旋 翼将这一反作用力矩传递到直升机 机体上。如果不采取措施予以平衡，那么这个反作用力矩就会 使直升机逆旋翼转动方向旋转。如右图所示。
  
旋翼的布局形式

　　旋翼之所以会出不同的布局型式，主要是因平衡旋翼轴带动旋翼转动工作时，空气作用其上的反作用力矩所采取的方式不同而形成的。

　　 为了平衡这个来自空气的反作用力矩，有两种常见的办法，组合 形成了现代多种旋翼布局型式，见下图。



　　1．单旋翼带尾桨布局。空气对旋翼形成的反作用力矩，由尾桨产生的拉力(或推力) 相对于直升机机体重心形成的偏转力矩予以平衡如上图的a。这种方式目前应用较广 泛，虽然层桨工作需要消耗一部分功率，但构造上比较简单。

　　2．双旋翼式布局。由于在直升机上装有两副旋翼，可以是共轴式双旋翼，也可以是纵 列式双旋翼或者横列式双旋冀(含交叉双旋翼)，通过传动装置使两副旋翼彼此向相反方向 转动，那么，空气对其中一副旋冀的反作用力矩，正好为另一副旋翼的反作用力矩所平衡， 见图2．1—20中的b、 c、 d、 e。

直升机尾桨

（作用）尾桨像一个旋转平面垂直于旋翼转速平面的小螺旋桨，工作时产生拉力(或推力)。 尾桨的作用可以概括为以下三点：

　　1．尾桨产生的拉力(或推力)通过力臂形成偏转力矩，用以平衡旋翼的反作用力矩 (即反扭转)；

　　2．相当于一个直升机的垂直安定面，改善直升机的方向稳定性。而且，可以通过加大 或减小尾桨的拉力(推力)来实现直升机的航向操纵；

　　3．某些直升机的尾轴向上斜置一个角度，可以提供部分升力，也可以调整直升机重心 范围。 尾桨和旋翼的动力均来源于发动机；发动机产生的功率通过传动系统，按需要再传给旋翼和尾桨。

　　尾桨的旋转速度较高。直升机航向操纵和平衡反作用力矩，只需增加或减小尾桨拉力 (推力)，对尾桨总距操纵是通过脚蹬操纵系统来实现的。

（类型）尾桨通常包括常规尾桨、涵道尾桨和无尾桨系统等三种类型。

　　1．常规尾桨 这种尾桨的构造与旋冀类似，由桨叶和桨毂组成。常见的有跷跷板式、万向接头式和铰 接式。

　　2．涵道层桨 这种尾桨由两部分组成：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转 子。其特点是涵道尾桨直径小、叶片数目多。涵道尾桨的推力有两个来源：一是涵道内空气对 叶片的反作用推力；二是涵道唇部气流负压产生的推力。涵道尾桨的构造如下图所示。



　　3．无尾桨系统 无层桨系统主要是用一个空气系统代替常规尾桨，该系统由进气口、喷气口、压力风 扇、带缝尾梁等几部分组成，如下图所示。



　　压力风扇位于主减速器后面，由尾传动轴带动，风扇叶片的角度可调，与油门总距杆联 动。尾梁后部有一可转动的排气罩与脚蹬联动。工作时风扇使空气增压并沿空心的尾梁向后 流动。飞行中，一部分压缩空气从尾梁侧面的两道细长缝中排出，加入到旋翼下洗流中，造 成不对称流动，使尾梁一例产生吸力，相当于尾部产生了一个侧向推力以平衡旋翼的反作用 力矩(见上图)；另一部分压缩空气由尾部的喷口喷出，产生侧向报力，以实现航向 操纵，喷气口面积由排气罩的转动控制，受驾驶员脚蹬操纵。

（总结）以上各型尾桨都各有其特点：　常规尾桨技术发展比较成熟，应用广泛，缺点是受旋男下 洗流影响，流场不稳定，裸露在外的桨叶尖端易发生伤人或撞击地面障碍物的事故；涵道层桨优点是安全性好，转于桨叶位于涵道内，旋翼下洗流干扰、　影响较轻，且不易发生伤人接物的事故，缺点是消耗功率比较大；无尾桨系统的优点是安全可靠、振动和噪声水平低，前 飞时可以充分利用垂直尾另的作用、减小功率消耗，缺点是悬停时需要很大功率，目前已进 入实用阶段。

zhenjinkkk123

直升机尾桨

（作用）尾桨像一个旋转平面垂直于旋翼转速平面的小螺旋桨，工作时产生拉力(或推力)。 尾桨的作用可以概括为以下三点：

　　1．尾桨产生的拉力(或推力)通过力臂形成偏转力矩，用以平衡旋翼的反作用力矩 (即反扭转)；

　　2．相当于一个直升机的垂直安定面，改善直升机的方向稳定性。而且，可以通过加大 或减小尾桨的拉力(推力)来实现直升机的航向操纵；

　　3．某些直升机的尾轴向上斜置一个角度，可以提供部分升力，也可以调整直升机重心 范围。 尾桨和旋翼的动力均来源于发动机；发动机产生的功率通过传动系统，按需要再传给旋翼和尾桨。

　　尾桨的旋转速度较高。直升机航向操纵和平衡反作用力矩，只需增加或减小尾桨拉力 (推力)，对尾桨总距操纵是通过脚蹬操纵系统来实现的。

（类型）尾桨通常包括常规尾桨、涵道尾桨和无尾桨系统等三种类型。

　　1．常规尾桨 这种尾桨的构造与旋冀类似，由桨叶和桨毂组成。常见的有跷跷板式、万向接头式和铰 接式。

　　2．涵道层桨 这种尾桨由两部分组成：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转 子。其特点是涵道尾桨直径小、叶片数目多。涵道尾桨的推力有两个来源：一是涵道内空气对 叶片的反作用推力；二是涵道唇部气流负压产生的推力。涵道尾桨的构造如下图所示。

　　3．无尾桨系统 无层桨系统主要是用一个空气系统代替常规尾桨，该系统由进气口、喷气口、压力风 扇、带缝尾梁等几部分组成，如下图所示。

　　压力风扇位于主减速器后面，由尾传动轴带动，风扇叶片的角度可调，与油门总距杆联 动。尾梁后部有一可转动的排气罩与脚蹬联动。工作时风扇使空气增压并沿空心的尾梁向后 流动。飞行中，一部分压缩空气从尾梁侧面的两道细长缝中排出，加入到旋翼下洗流中，造 成不对称流动，使尾梁一例产生吸力，相当于尾部产生了一个侧向推力以平衡旋翼的反作用 力矩(见上图)；另一部分压缩空气由尾部的喷口喷出，产生侧向报力，以实现航向 操纵，喷气口面积由排气罩的转动控制，受驾驶员脚蹬操纵。

（总结）以上各型尾桨都各有其特点：　常规尾桨技术发展比较成熟，应用广泛，缺点是受旋男下 洗流影响，流场不稳定，裸露在外的桨叶尖端易发生伤人或撞击地面障碍物的事故；涵道层桨优点是安全性好，转于桨叶位于涵道内，旋翼下洗流干扰、　影响较轻，且不易发生伤人接物的事故，缺点是消耗功率比较大；无尾桨系统的优点是安全可靠、振动和噪声水平低，前 飞时可以充分利用垂直尾另的作用、减小功率消耗，缺点是悬停时需要很大功率，目前已进 入实用阶段。

直升机尾桨

zhenjinkkk123

直升机的操纵特点 直升机不同于固定翼飞机，一般都没有在飞行中供操纵的专用活动舵面。这是由于在小速度飞行或悬停中，其作用也很小，因为只有当气流速度很大时舵面或副翼才会产生足够的空气动力。 单旋翼带尾桨的直升机主要靠旋翼和尾桨进行操纵，而双旋翼直升机靠两副旋翼来操 纵。由此可见，旋翼还起着飞机的舱面和副翼的作用。 　　为了说明直升机操纵特点，先介绍直升机驾驶舱内的操纵机构。直升机驾驶员座舱操纵机构及配置 直升机驾驶员座舱主要的操纵机构是：驾驶杆(又称周期变距杆)、脚蹬、油门总距杆。 此外还有油门调节环、直升机配平调整片开关及其他手柄(如下图所示)。
	驾驶杆位于驾驶员座椅前面，通过操纵线系与旋翼的自动倾斜器连接。驾驶杆偏离中立位置表示： 向前——直升机低头并向前运动； 向后——直升机抬头并向后退； 向左——直升机向左倾斜并向左侧运动； 向右——直升机向右倾斜并向右侧运动。 　　脚蹬位于座椅前下部，对于单旋翼 带尾桨的直升机来说，驾驶员蹬脚蹬操 纵尾桨变距改变尾桨推(拉)力，对直升机实施航向操纵。 　　油门总距杆通常位于驾驶员座椅的左方，由驾驶员左手操纵，此杆可同时 操纵旋翼总距和发动机油门，实现总距和油门联合操纵。
油门调节环位于油门总距杆的端部，在不动总距油门杆的情况下，驾驶员左手拧动油门调节环可以在较小的发动机转速范围内调 整发动机功率。 　　调整片操纵(又称配平操纵)的主要原因是因为直升机在飞行中驾驶杆上的载荷，不同于飞机的舵面载荷。如果直升机旋翼使用可逆式操纵系统，那么驾驶杆要受周期(每一转)的 可变载荷，而且此载荷又随着飞行状态的改变而产生某些变化。为减小驾驶杆的载荷，大多 数直升机操纵系统中都安装有液压助力器。操纵液压助力器可进行不可逆式操纵，即除了操纵系统的摩擦之外，旋翼不再向驾驶杆传送任何力。 　　为了得到飞行状态改变时驾驶杆力变化的规律性，可在操纵系统中安装纵向和横向加载 弹簧。因为宜升机平衡发生变化(阻力及其力矩发生变化)，驾驶杆的位置便随飞行状态变 化而变化，连接驾驶杆的加载弹簧随着驾驶杆位置的变化而变化时，则驾驶杆力随着飞行速 度不同也出现带有规律性的变化，这对飞行员来说是十分重要的。 　　为消除因飞行状态改变而产生的驾驶杆的弹簧载荷，可对弹簧张力进行调整，相当于飞 机上的调整片所起的调整作用，因此在直升机上通常把此种调整机构称为调整片，或称作调 平机构。弹簧张力是由调整片操纵开关或电动操纵按钮控制的。

自动倾斜器的主要零件包括：旋转环连接桨叶拉杆，旋转环利用滚珠轴承连接在不旋转环上，不旋转环压在套环上；套环带有横向操纵拉杆和纵向操纵拉杆；操纵总桨距的滑筒。直升机的驾驶杆动作时，旋转环和不旋转环随同套环一起向前、后、左、右倾斜或任意方向倾斜。 　　因为旋转环用垂直拉杆同桨叶连接，所以旋转环的旋转面倾斜会引起桨叶绕纵轴做周期性转动，即旋翼每转一周重复一次，换句话说，每一桨叶的桨距将进行周期性变化。为了解桨距的变化，应分别分析直升机的两种飞行状态，即垂直飞行状态和水平飞行状态。
　　垂直飞行，靠改变总距来实施，换句话说，就是靠同时改变所有桨叶的迎角来实施。此时所有桨叶同时增大或减小相同的迎角，就会相应地增大或减小升力，因而直升机也会相应 地进行垂直上升或下降。操纵总距是用座舱内驾驶员座椅左侧的油门总距杆。 从下图中看出，若上提油门总距杆，则不旋转环和旋转环向上抬起，各片桨叶的桨距增大，直升机上升。若下放油门总距杆，直升机则垂直下降。
　　

　　直升机水平飞行要使旋翼旋转平面倾斜，使旋翼总空气动力矢量倾斜得出水平分力。旋 转平面倾斜是靠周，期性改变桨距得到的。这说明，旋翼每片桨叶的桨距在每一转动周期中 (每转一周)，先增大到某一数值，然后下降到某一最小数值，继而反复循环。 各种方位的桨距周期性变化如下图所示。下面考察自动倾斜器未倾斜和向前倾斜时作用于桨叶上的各力。

　　旋翼旋转时，每片桨叶上的作用力如下图所示：升力 Y叶，重力G叶，挥舞惯性 力J和离心力J离心力。

尾桨的操纵 　　层桨的构造同旋翼相似，不过比旋翼要简单得多。尾桨的每一桨叶和旋翼桨叶一样， 其旋转铀转动。由于尾桨转速很高，工作时会产生很大的离心力。

尾桨操纵没有自动倾斜器，也不存在周期变距问题。靠蹬脚蹬改变尾桨的总距来操纵尾桨。当驾驶员蹬脚蹬后，齿轮通过传动链条带动蜗杆螺帽转动，蜗杆螺帽沿旋转轴推动滑动操纵杆滑动(见上图)，杆用轴承固定在三爪传动臂上，另一端则用槽与支座 相连，以防止滑动操纵杆转动。 三爪传动臂随同尾桨叶转动，通过三个拉杆使三片桨叶绕自身纵轴同时转动，此时，根据脚蹬蹬出方向和动作量大小，来增大或减小尾桨桨距。 直升机操纵图解

zhenjinkkk123

机载设备对直升机技术发展的影响

　　直升机机载设备是指在直升机上为保障飞行、完成各种任务的设备和系统的总称。直升机机载设备品种繁多，包括电气、显示和控制、导航、通信及电子对抗故障诊断等。随着现 代直升机技术发展，机载设备的地位越来越重要。机载设备性能的优劣已成为现代直升机先 进与否的重要标志之一，先进的机载设备在提高直升机的使用效能和保证经济性、安全性方面具有不可替代的突出作用。据有关统计资料，80年代中期的民用直升机上，机载设备只占总价的5％；军用直升机上，机载设备占总价的30％一40％。
　　 随着对民用直升机和军用直升机的性能要求的不断提高和军、民用直升机应用领域的不断拓展，机载设备占全机总价的比例有了显著的增加。目前民用直升机中设备所占的价格比 已达10％左右，而军用直升机，尤其是专用武装直升机、特种部队所装备的直升机机载设备所占价格比已上升至50％左右。美国正在研制的RAH—66轻型侦察攻击直升机，其机载设备所占的价格比已超过60％。

直升机的飞行自动控制系统

　　由于直升机有悬停、垂直升降及后飞的功能，其自动飞行控制系统和全向空速系统在技术上较特殊。
　　与固定翼飞机相比，作为被控制对象的空中飞行的直升机，运动状态更为复杂。固定翼飞机飞行时可视为六自由度的运动物体。而对直升机而言，还必须考虑旋翼、尾桨的旋转， 直升机一系列特有的飞行状态，如悬停、垂直上升和下降、自转下降等。旋冀旋转时除产生 升力外还产生操纵直升机运动的纵向、侧向力，俯仰、滚转力矩。因此，与固定翼飞机相比，直升机的飞行控制有显著区别。
　　旋翼系统产生的操纵载荷不仅数值大，而且变化复杂，因而不能让其通过操纵线系等反 传到驾驶操纵机构上，为此现代直升机特别是大、中型直升机上，均采用不可逆的(无回力)液压助力操纵系统，使载荷在传到驾驶杆上之前分散至机体结构上去。使助力器产生足够大的力来操纵旋翼系统，同时还使旋翼操纵载荷直接传到机体结构，而不致传到驾驶操纵机构上。

液压助力器

　　液压助力器是系统中执行助力的附件。利用液压助力器，飞行员只需施加很小的力就可 操纵较大载荷的旋翼系统。由于液压助力器具有体积小、重量轻、快速致动性好，并能产生 出很大的操纵力等优点，因而被广泛采用。一般液压助力器是由以下几个主要机件所组成 (见下图)：液压滑阀(伺服阀)、活塞杆、作动筒及输入摇臂机构等。液压滑阀起着 功率放大作用，活塞杆是将液体压力能转换成机械能，输入摇臂机构则起着操纵和反馈作用。

　　目前在直升机上采用的液压助力器，构造形式很多，但常见的有装有主、副液压分油滑 阀的单腔液压助力器；装有制动器的双系统供油的液压助力器；装有主、副液压分油滑阀的双压助力器(有的在主液压分油滑阀上带有阻尼活塞)。
　　在较小型直升机上只有一套液压系统就能进行满意的操纵，甚至将液压系统关闭或发生 故障时也能飞行。但大的直升机上有双套或更多独立的液压系统来保证时时有一个系统在工作，以确保飞行安全。

配平机构

　　驾驶员改变飞行状态，通过驾驶杆借自动倾斜器使桨叶周期变距位置发生变化。如果驾 驶员移动驾驶杆没有力的感觉显然是无法操纵直升机的，杆力大小不同反应就会不同。大多 数直升机上驾驶杆的杆力纵向梯度为0．2—0．7kg／cm，横向杆力梯度相对小一些，均由载荷 感觉弹簧产生。但飞行中如果要长时间保持这一状态，驾驶员就感到疲劳。　为了能在不同的飞行状态下持续飞行而又不使驾驶员感到体力疲劳，就需卸除驾驶杆(包括脚蹬)上的“载荷”。所以一般直升机上为此设置了杆(舵)力配平机构。
　　目前直升机上的配平机构有两种类型，即用磁性制动器或用双向传动电动机构，从而达 到卸载作用。配平机构的按钮都装在驾驶杆顶端，飞行中使用非常方便。

直升机自动飞行控制

　　一般直升机的操纵力矩较小，操纵响应迟缓，而且直升机操纵时的协调动作多，加上直升机自身稳定性较差，因而使直升机驾驶员工作负担重、易于疲劳，而且也难以掌握直升机 的驾驶技术。为此，越来越多的直升机上设计了自动飞行控制系统，如自动驾驶仪和增稳装置，以减轻飞行员的负荷、改善直升机的稳定性。
　　在四五十年代间出现了初期的系统，即利用传感器(姿态角、航向角、高度和加速度等 传感器)的电信号控制液压舵机，舵机按并联或串联方式接入操纵系统，通过自动倾斜器使 桨叶进行周期变距自动稳定来控制俯仰角和倾斜角，通过尾桨变距来稳定和控制航向角，通 过控制总距来稳定和改变飞行高度，还可以用速度信号控制俯仰角来稳定飞行高度。在70 年代功能发展到包括自动悬停、自动过渡飞行、自动载荷稳定、全天候自动飞行及拉降着舰 (直升机在颠簸的舰面上降落时，用舰上钢索挂上并拖拉直升机，使它安全降落)、自动稳定 等。另外，也可以与其他设备交联以提高直升机的战斗性能，如：地形回避、反潜吊放声呐 电缆角自动稳定、反潜搜索时飞行航迹的自动控制等。很多新技术，如射流式系统、增稳系 统、数字式控制系统、电传系统、变稳系统等也先后进行了试验和应用。

zhenjinkkk123

涡轮轴发动机的燃油系统(如下图所示)，由燃油泵、燃油滤、喷油嘴等组成，以保证发动机在各种工作状态和各种飞行条件下所需要的燃油流量。根据直升机飞行需要，对涡轴发动机燃油系统有以下要求：
能在较宽的温度范围内正常供 油。一般要求的外界气温范围为-60一 60℃。气温过低，可能导致处于悬浮状 的水分结冰，而沉积在燃油滤上将其堵 塞，使进入发动机的燃油减少，致使发 动机停车；气温过高，燃油在剧热之下也会分解形成焦炭，同样会影响燃油系 统正常供油。 　　应具有抗坠毁、抗弹击能力。 要求在设计上减少燃油管道外露，防止 弹伤；采取余度设计，以保证在某些附 件损坏后仍能保持燃油系统正常输油； 采取吸油式燃油输油泵以及坠毁自封措 施，防止坠毁时燃油外泄起火。 　　保证燃油良好的雾化质量。要 求燃油系统在发动机处于各种状态都能 通过喷嘴或甩油盘在燃烧室中使燃油均 匀雾化。

zhenjinkkk123

直升机起落装置的主要作用是吸收在着陆时由于有垂直速度而带来的能量，减少着陆时撞击引起的过载，以及保证在整个使用过程中不发生“地面共振”。此外，起落装置往往还用 来使直升机具有在地面运动的能力，减少滑行时由于地面不平而产生的撞击与颠簸。 　　在陆地上使用的直升机起落装置有轮式起落架和滑橇式起落架。如果要求直升机具备在 水面起降或应急着水迫降能力，一般要求有水密封机身和保证横侧稳定性的浮筒，或应急迫 降浮筒。对于舰载直升机，还需装备特殊着舰装置，如拉降设备等。以下分别介绍各种形式 起落装置的结构特点。 　　 轮式起落架 　　和固定翼飞机相似，直升机轮式起落架由油气式减震器和橡胶充气机轮组成。直升机起 落架减展器除了具有吸收着陆能量、减小撞击等功能以外，还需要通过减震器弹性和阻尼的 配置消除“地面共振”。为了在所有使用状态减震器都能提供阻尼，消除“地面共振”的发生，直升机上普遍采用双腔式减震器。

右图所示为某直升机起落架双腔式减震器。这个减震器的特点是油液及气体是分开的，　活塞2的上部是油室，下部是气室，活塞l又把气室分为低压腔及高压腔。油液及气体不分开的减震器，　油液会吸收气体而改变工作特性，同时由于泡沫的形成也会导致油液填 充量不准确，油气分开后就避免了这个缺点。 　　减震器分高压腔和低压腔之后，直升机起飞和降落时，起落架只要刚刚接触地面，低压腔就开始工作，当有一定压缩量之后，高压腔参与工作，这样，可保证起落架在各状态下具有避 免“地面共振”所需的刚度，并在触地的全过程都提供足够的阻尼，消除“地面共振”。此外，为 提供所需的侧向刚度，对直升机机轮也有些特殊要求。

zhenjinkkk123

尾桨是用来平衡反扭矩和对直升机进行航向操纵的部件。旋转着的尾桨相当于一个垂直安定面，能对直升机航向起稳定作用。虽然后桨的功用与旋翼不同，但是它们都是由旋转而产生空气动力、在前飞时处于不对称气流中工作的状态，因此尾桨结构与旋翼结构有 很多相似之处。尾桨的结构形式有跷跷板式、万向接头式、铰接式、无轴承式、“涵道尾桨” 式等等。前面几种形式与旋翼形式中的讨论相似，只是铰接式尾桨一般不设置摆振铰。70年代以来，又发展了无轴承尾桨(包括采用交叉式布置无轴承尾桨)及“涵道尾桨”。“涵道尾桨”是把尾桨置于机身尾斜梁的“涵道”之中。下图为直9直升机的“涵道风扇”尾桨。

　　这种形式的尾桨主要特点

　　涵道风扇直径小，叶片数目多。
　　前飞时尾面可以提供拉力，因此，可以减小尾桨的需用功率。但在悬停时“涵道风 功率消耗偏大，对直升机悬停和垂直飞行性能不利。
　　可以避免地面人员或机外物体与尾桨相碰撞，安全性好。

zhenjinkkk123

直升机一般为齿轮传动式主减速器(如下图所示)， 它有发动机的功率输入端以及与旋翼、尾桨附件传动轴相联的功率输出端，是直升机上主要动部件之一，也是传动装置中最复杂、最大、最重的一个部件。 主减速器工作特点及要求 　　主减速器的工作特点是减速、转向及并车。它将高转速小扭短的发动机功率变成低转 速、大扭短传递给旋翼轴，并按转速、扭矩需要将功率传递给尾桨、附件等，在直升机中它 还起作中枢受力构件的作用，它将直接承受旋翼产生的全部作用力和力矩并传递给机体。 根据主减速器的工作特点，对其性能有如下要求： 　　传递功率大、重量轻。随着直升机技术不断发展，要求主减速器传递的功率越来越 大，齿轮啮合处的载荷也大得惊人。一台限制传递功率为3000kW直升机主减速器，其中有 的一对啮合齿轮要承受高达10000kg的力，为了保证齿轮、轴的强度，减速器不得不付出相 当大的重量代价。比如直升机的主减速器重量一般要占整个直升机结构重量的 l/7~l／9。

减速比大，传递效率高。主减速器的减速比即传动比，也就是发动机功率输出轴转 速与旋翼转速之比；传递效率即传递过程**率的损失。由于旋翼与发动机输出轴转速相差 十分悬殊，有的直升机总减速比高达120。转速差越大，旋翼轴的扭矩也越大，齿轮载荷就越高。为了减轻载荷，就必须采取多级传动和复杂的齿轮传动系等卸载措施，这势必给传递效率带来不利影响。 一般现代直升机减速器的传递效率大致保持在0.985左右。 　　寿命长、可靠性好。尽管设计时，现代直升机的主减速器多数零件包括齿轮、轴和 机匣都是按无限寿命设计的，但实际上却是按有限寿命使用。因此要求在实际使用中每工作 一段时间后，要从直升机上卸下主减速器送往工厂翻修；更换被耗损的零件，检查合格后再 装上直升机重新投入使用。这样的翻修可以进行数次，每两次送厂翻修的间隔时间称作翻修 间隔期，或称主减速器翻修寿命。 对于主减速器的可靠性，常用平均故障间隔时间(MTBF)表示，即主减速器在实际使 用中，所发生故障的次数对工作时间的平均值(或每两次故障之间的平均时间)。 　　干运转能力强。由于主减速器内部齿轮多、载荷重，工作时需要滑油循环流动行润 滑，以保证主减速器正常工作，一旦失去滑油，齿轮之间、轴与轴之间便会因过热而“烧蚀”，后果十分严重。为了保证飞行安全，特别是军用直升机应要求主减速器一旦断油后，有一定干运转能力。现代直升机上主减速器一般有30—40min的于运转能力，使飞行员能够继续完成作战任务，能安全返场或紧急着陆。 主减速器的结构和工作原理 　　在直升机上主减速器是一个独立的部件，安装在机身上部 的减速器舱内，用支架支撑在机体承力结构上。主减速器由机 匣、减速齿轮及轴系和润滑系统组成。见某直升机的主减速器 外形和部面图（右图）。 　　该主减速器机匣为铝合金(或镁合金)铸件，构成主减速 器的主要承力构件，内部装有带游星齿轮及轴系的减速装置和 滑油润滑系统附件。旋翼轴从顶部伸出，四周有两个与发动机 动力输出轴相连的安装座以及尾传动轴、其他附件传动轴相联 的安装座，最下方为滑油池。 主减速器的润滑 　　主减速器必须设置独立、自主式润滑系统，用于减少齿轮 和轴承面的摩擦和磨损，防过热、防腐蚀、防划伤并通过滑油 循环流动以排出磨损产物。 主减速器润滑系统应保证在各种工作条件下润滑可靠，散 热充分，系统密封好，滑油消耗小，带有金属磨损物探测报警 装置维护检查方便。 主减速器工作情况的检查 　　由于使用中不可能采用目视查看和直接检测的方法检查主 减速器内部零件的技术状态，除使用时空勤人员可通过滑油温 度和压力指示，以及滑油系统中金属屑报警装置等判断滑油系 统是否工作正常，还应通过定期检查减速器中滑油的状态来判 断这减速器零件的技术状态，因为使用时间到翻修间隔期后， 要及时返厂翻修，这样方能保证直升机关键部件——主减速器 的安全可靠工作。

zhenjinkkk123

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”(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XH—13F)，于1954年进行了首飞。
　　涡轴发动机自从问世近40年来，产品不断改进发展，结构、性能一代比一代好，型号不断推陈出新。据不完全统计，世界上直升机用航空涡轴发动机，经历了四代发展时期，输出轴功率从几十千瓦到数千千瓦，大大小小约有二十几个发展系列。

西方典型的四代航空涡轴发动机

代	投产年代 (20世纪)	型号名称	功率(kW)	耗油率 (kg/kW.h)	压比	涡轮进口温度(℃)	重量 kg	功率重量比(kw/kg)	适用直升机型号
一代	50	阿都斯特II (法) T58-GE-109 (美)	404 1029	0.46 0.38	5.2 8.4	750 982	154 159	2.62 6.47	“云雀” “SH＝3”
二代	60	阿斯泰祖 (法) T64-GE-6 (美)	441 2096	0.33 0.32	7.8 13	950 1093	160 328	2.76 6.39	“小羚羊” AH-56
三代	70-80	马基拉 (法) T700-GE-700 (美)	1324 1146	0.292 0.29	10.4 17	1100 1199	210 181	6.3 6.33	“超美洲豹” “黑鹰”
四代	80-90	NTR—390 (欧洲) T800-LHT-800 (美) RTM—322 (英、法)	958 895 1566	0.274 0.280 0.267	13 15 14.72	1432 1480	169 163 241	5.66 5.5 6.5	欧洲“虎式” AH-66 EH-101

涡轴发动机分类

　　涡轴发动机据其动力涡轮的形式不同，可分为固定涡轮轴发动机和自由涡轮轴发动机两种。前者的动力涡轮和燃气发生器转于，共同固定在同一根轴上；后者的动力涡轮和燃气发 生器转子，分别固定在两根轴上，动力涡轴与燃气发生器转于彼此无机械联系，动力涡轴呈“自由”状态。自由涡轮轴发动机，又可分为后出轴和前出轴两种。

涡轴发动机的主要机件及其工作原理

　　 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。

zhenjinkkk123

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％。

muqusa

:em26: :em20: 辛苦了...

玩电直

先支持一下再慢慢看...:em24:

老支青

好知料.:em26:

东海

好材料啊，楼主，一次性发吧

royal

rclover

好帖

zhenxuewang

技术帖，一定顶:em24: