直升機的機翼是什么樣的_直升機的機翼是什么樣的呢

　　雖然直升機的大小和形狀差別很大直升機的機翼是什么樣的，但是大多數(shù)直升機的主要組成部分都是一樣的。這些組成部分包括容納載荷和機組人員的座艙，用以將不同部分安裝在一起或者容納各種部件的機身，動力裝置或者引擎，負責在引擎和主旋翼之間傳遞功率的傳動裝置，提供氣動力以支持直升機飛行的主旋翼。此外，為直升機的機翼是什么樣的了防止直升機由于主旋翼扭矩而旋轉(zhuǎn)，必須要有某種形式的反扭矩系統(tǒng).。最后是起落架，可是以是滑撬，機輪，滑雪板或者浮筒。如圖1-1。

　　圖1-1:直升機的主要組成部分是機艙，機身，起落架，動力裝置。傳動裝置，主旋翼系統(tǒng)和尾槳系統(tǒng)。

　　主旋翼系統(tǒng)

　　直升機上可以有一個或兩個旋翼。對于通常的雙旋翼系統(tǒng)，旋翼的旋轉(zhuǎn)方向是相反的以抵消彼此的轉(zhuǎn)矩，從而保持整體穩(wěn)定，消除旋轉(zhuǎn)的趨勢。如圖1-2所示。

　　圖1-2:直升機可以有一到兩個主旋翼系統(tǒng)

　　圖1-2:直升機可以有一到兩個主旋翼系統(tǒng)

　　一般而言，旋翼系統(tǒng)可以分為全鉸接式，半剛體式和剛體式。也存在這些典型系統(tǒng)的變種和組合形式的旋翼。

　　全鉸接旋翼系統(tǒng)

　　通常全鉸接旋翼系統(tǒng)包含三個或者更多個旋翼槳葉。旋翼槳葉可以獨立的做揮舞(flap),周期變距（feather）,擺振(lead or lag)三種運動。

　　每片旋翼槳葉通過一個水平的揮舞鉸鏈接到槳轂上，顧名思義，揮舞鉸允許槳葉上下?lián)]舞。每片槳葉可以獨立的上下運動。揮舞鉸離開槳轂的距離不盡相同，也可以有不止一個的揮舞鉸。安裝位置由制造者根據(jù)穩(wěn)定性和控制方面的考量來決定。

　　每片槳葉同樣通過一個垂直放置的擺振鉸連接到槳轂。擺振鉸允許槳葉在槳盤平面內(nèi)獨立的前后運動。通常這類旋翼系統(tǒng)的設計中會加入減震器(Dampers)防止圍繞擺振鉸的過渡運動。設計擺振鉸和減震器的目的在于吸收旋翼槳葉的部分加減速。

　　全鉸接旋翼系統(tǒng)的槳葉可以進行變距，即圍繞它的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。所謂變距就是改變旋翼槳葉的槳距。

　　半剛體旋翼系統(tǒng)

　　一個半剛體旋翼系統(tǒng)允許做兩種不同的運動，揮舞和變距。這類系統(tǒng)通常包含兩個剛性連接在槳轂上的槳葉。槳轂通過一個耳軸軸承(trunnion bearing)或者一個蹺蹺板鉸鏈(teeteringhinge)連接到主桅上，使得槳葉可以上下?lián)]舞。當一片向下運動時，另一片向上運動。

　　變距可以通過一個變距鉸(feathering hinge)實現(xiàn)，通過它可以改變槳葉的攻角。

　　剛體旋翼系統(tǒng)

　　剛體旋翼系統(tǒng)的機械結構很簡單，但是結構上非常復雜，因為工作載荷必須被材料的彎曲來吸收而不是通過鉸鏈來消除。這類系統(tǒng)中槳葉不可以做揮舞和擺振動作，但是可以變距。

　　尾槳

　　大多數(shù)單主旋翼直升機需要一個單獨的尾槳系統(tǒng)來克服主旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩?？梢酝ㄟ^一個可變槳距反扭矩旋翼或尾槳來實現(xiàn)。如圖1-3所示。調(diào)整反力矩系統(tǒng)的推力可以在主槳力矩改變時控制方向，或者在懸停的時候改變機頭的朝向。

　　圖1-3:反扭矩旋翼產(chǎn)生和主旋翼扭矩方向相反的推力，避免直升機以主旋翼相反方向旋轉(zhuǎn)。

　　涵道尾槳

　　涵道尾槳是另外一種反扭矩旋翼，或者稱之為fan-in-tail設計. 這類系統(tǒng)采用一系列的包圍在垂直尾翼中的旋翼槳葉。因為槳葉處在一個圓形的導管中，比較不容易和外界物體或者人員發(fā)生碰撞。如圖1-4。

　　Eurocopter EC-135的涵道尾槳

　　圖1-4:和無保護的尾槳相比，涵道反扭矩系統(tǒng)在地面操作時可以提供更大的安全保證。

　　無尾槳系統(tǒng)NOTAR

　　NOTAR系統(tǒng)是反扭矩尾槳的替代品。系統(tǒng)利用安裝在直升機內(nèi)部的風扇產(chǎn)生的低壓空氣壓入尾撐(tailboom，也稱尾梁)，這些氣體流經(jīng)尾撐相應側(cè)的水平開口噴出。通過可控制得旋轉(zhuǎn)噴嘴提供反扭矩和方向控制。

　　從水平開槽吹出的低壓空氣和主旋翼的下洗氣流（downwash形成一種特殊的現(xiàn)象，叫做“Coanda效應”（譯者注：射流效應，利用尾梁兩側(cè)氣流的速度差，產(chǎn)生向一側(cè)的側(cè)推力）。Coanda效應可以產(chǎn)生向尾梁一側(cè)的側(cè)推力，從而實現(xiàn)反扭矩。

　　圖1-5:在直升機懸停的時候，保持方向控制所必需的扭矩中Coanda效應提供大約三分之二。

　　起落架

　　最常見的起落架是滑橇式的，適合在不同類型的表面上起起降。一些滑橇式起落架裝備了減震器以減少著陸沖擊和震動傳遞到主旋翼。還有些利用滑橇支撐臂的彎曲來吸收震動。起落架也可裝配能夠更換的重載滑橇靴以防止過度磨損。

　　直升機也可以裝備浮筒進行水上作業(yè)，或者裝備滑雪板以降落在雪地或者柔軟的地面上。

　　機輪是另外一種形式的起落架，可以是三點式或者是四點式配置。通常為了方便直升機在地面上滑行，機首或者機尾的起落架設計成可以自由旋轉(zhuǎn)的。

　　動力裝置

　　典型的小型直升機使用安裝在機身上的往復式發(fā)動機。發(fā)動機可以采用垂直安裝或者水平安裝方式，通過傳動裝置將動力傳遞到垂直的主槳傳動軸(main rotor shaft)上,如圖1-6。

　　圖1-6：典型情況下發(fā)動機通過一個主傳動機構和皮帶或者一個離心式離合器來驅(qū)動主旋翼。

　　直升機可以采用的另外一種發(fā)動機是燃氣渦輪發(fā)動機(Gas turbine)。這種發(fā)動機的輸出功率較大，適用于大多數(shù)的中大升力直升機。

　　發(fā)動機通過主傳動機構將動力傳遞到主槳和尾槳系統(tǒng)。

　　飛行控制

　　當你駕駛一假直升機的時候，會用到四中基本的飛行控制，分別是：周期變距控制，總距控制，油門和反扭矩踏板(antitorque pedals)。

　　油門通常采用安裝在總距桿（collective lever）前端的轉(zhuǎn)把式控制，如圖1-7。

　　總距和圓周變距控制主旋翼槳葉的槳距，這些控制的具體功能在第四章飛行控制中詳細介紹。

　　圖1-7：飛行控制的位置

　　另外，我們通常所說的“直升機”，又為什么不叫“直升飛機”呢？

　　直升機和飛機同為飛行器，可是在飛機的“家譜”中卻找不到直升機的“戶口”。不信請翻閱關于飛機的專著，在飛機的行列里有軍用、民用之分，在軍用飛機隊列中有殲擊機、轟炸機、強擊機、偵察機、運輸機、預警機、加油機、水上飛機、電子對抗飛機……卻沒有直升機或武裝直升機的尊姓大名。

　　生活中，有人亂點鴛鴦譜，硬是把直升機往飛機的行列中死拉硬拽，把直升機叫作“直升飛機”，甚至電腦詞庫中也只有“直升飛機”的名詞而沒有 直升機 的席位。這種把直升機和飛機混為一談的稱呼就不準確、不恰當了。

　　不能把會飛的器具都叫“飛機”。

　　直升機

　　常識告訴我們，對某種器具的命名，一般都要反映該器具的特性和功能。比如，盡管鞋子和襪子都穿在腳上，由于鞋襪的構造和功能不同，人們不能把鞋子叫成襪子，也不會把襪子叫作鞋。同樣的道理，盡管直升機和飛機都會飛，但不能把會飛的器具都叫“飛機”。

　　由于科技的發(fā)展，當今人類頭頂上，會“飛”的器具太多了。比如，在外層空間飛行的有人造地球衛(wèi)星、空間站等航天器；在大氣層飛行的航空器中有輕于空氣的汽球、飛艇；有重于空氣的，如直接利用反作用原理飛行的導彈、火箭等 ……我們不能把這些飛行器都掛上“飛機”的頭銜。

　　直升機的特性決定它必須另立門戶

　　不可否認，直升機和飛機有些共同點。比如，都是飛行在大氣層中，都重于空氣，都是利用空氣動力的飛行器，但直升機有諸多獨有特性。

　　直升機飛行原理和結構與飛機不同飛機靠它的固定機翼產(chǎn)生升力，而直升機是靠它頭上的槳葉（旋翼）旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。直升機的結構和飛機不同，主要由旋翼、機身、發(fā)動機、起落裝置和操縱機構等部分組成。根據(jù)旋翼副數(shù)，分為單旋翼式、雙旋翼式和多旋翼式。單旋翼式直升機尾部還裝有抗扭螺旋槳，用以平衡單旋翼產(chǎn)生的反作用力矩和控制直升機的轉(zhuǎn)彎。直升機最顯眼的地方是頭上窄長的大刀式的旋翼，一般由2～5片槳葉組成一副，由1～2臺發(fā)動機帶動，看起來很像我國民間的一種玩具———竹蜻蜓。其實正是竹蜻蜓給直升機的發(fā)明提供了啟示。經(jīng)歷了較長時間的摸索，1907年法國工程師路易士·伯雷格和黎歇設計出世界上第一種能載人的直升機，比萊特兄弟發(fā)明飛機僅僅晚4年。

　　直升機

　　直升機成長經(jīng)歷及子孫后代與飛機不同直升機發(fā)明之初一度被冷落，其實際使用和成批投產(chǎn)遠遠落后于飛機。直到第二次世界大戰(zhàn)后直升機才得到發(fā)展。尤其是20世紀60年代以來，直升機的生產(chǎn)和使用規(guī)模不斷擴大，其性能和使用壽命也有了很大的改進和提高。現(xiàn)在已形成了一個龐大的直升機家族。就拿武裝直升機來說吧，已經(jīng)發(fā)展了3代，有反坦克、反艦、反潛、火力支援、空戰(zhàn)等不同種類。以美國為首的北約和俄羅斯軍隊的主戰(zhàn)直升機都屬于第3代，主要有美國的AH－ 64A“阿帕奇”、AH－1S“休伊”、RAH－66“科曼奇”，俄羅斯的米－28“浩劫 ”、卡－50“噱頭”，英國的“戰(zhàn)場山貓”，法國的AS565M“黑豹”以及德、法聯(lián)合研制的PAH－2“虎”式攻擊直升機等。它們的顯著特征是：普遍采用了目標截獲識別系統(tǒng)、駕駛員夜視系統(tǒng)、頭盔綜合顯示瞄準系統(tǒng)等高新技術裝備，增強了機動性和防探測、抗毀傷能力，具備了在不良天候和復雜地理環(huán)境下的攻擊能力，實現(xiàn)了戰(zhàn)場數(shù)據(jù)的優(yōu)化管理，高技術含量和綜合作戰(zhàn)效能得到較大的提高。如果說飛機是搏擊長空雄渾矯健的蒼鷹，那么直升機就是縱橫天地輕盈靈巧的蜻蜓。

　　直升機具有與飛機不同的特異功能

　　由于結構的特點，直升機和飛機相比，飛行速度慢一些，有效載重小一些，穩(wěn)定性和操縱性差一些，但直升機具有飛機所不具備的特殊本領和獨特性能。首先，直升機可以垂直起飛、垂直降落。其次，直升機能夠向前后、左右等方向飛行，并且能在允許的高度上懸停和在空中定點轉(zhuǎn)彎。飛機起飛和降落，一般需要寬廣的機場、堅固的跑道，這樣就要占用大量的土地，花費很多的資金。而且，在戰(zhàn)爭情況下，機場往往成為敵方首先攻擊的目標，容易遭到破壞。而直升機起飛著陸需用場地很小，對場地的要求也不高。無論在高聳的山頂上、狹窄的谷地間，還是在茂密的森林中、嶙峋的河岸邊，直升機都可以輕松自如地起飛著陸。裝有浮筒的船式機身的直升機甚至可以在江河湖海中起降。

　　正因為具有以上特殊本領，所以直升機經(jīng)常在關鍵時刻挺身而出，承擔其他飛行器包括飛機難以完成的艱巨任務，特別在軍事上有廣泛的用途。

　　直升機

　　空中“奇兵”———直升機有自己獨特的戰(zhàn)術性能：機動性強，不受地形條件的限制。使用直升機，可以在短時間內(nèi)，將部隊從一個戰(zhàn)場調(diào)到另一個戰(zhàn)場；也可以使部隊迅速地分散或集中，以減小敵人核襲擊造成的損失；還可以幫助部隊順利地越過放射性污染區(qū)、燃燒地帶以及工程障礙等，進行大范圍的空中機動。

　　機降“先鋒”———在戰(zhàn)場上，直升機可以超低空突然出現(xiàn)在敵人的后方，完整而又集中地機降、空降各種部隊和武器裝備，迅速占領軍事要隘，實施突然襲擊；還可以從山地和海面營救傷員，直接將傷員送到戰(zhàn)地醫(yī)院進行及時的搶救。

　　反潛“健將”———在未來戰(zhàn)爭中，潛艇特別是核潛艇極具威脅性，反潛作戰(zhàn)將成為戰(zhàn)爭的重要內(nèi)容之一。直升機與水面艦艇相比，具有速度快、機動性強、巡視范圍廣等優(yōu)勢。

　　正是由于這些理由，我們對不把直升機列入“飛機”的行列而讓其另立門戶，就不難理解了。