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【入行必知】直升機大講堂二、直升機的分類及其性能特征

日期: 2018-03-07
瀏覽次數: 166

說起直升機,大家并不陌生,電影電視劇里男主角開著直升機搭救女主的鏡頭數不勝數,這是大多數朋友對直升機的第一印象,美好而浪漫。


然而現實生活中,直升機可不是用來浪漫的。它在多個領域給我們的生活創造了便利!相關閱讀 ?直升機的用途?


這堂課,咱們來更細致地了解直升機——



1、直升機的分類(按旋翼布局分類)


單旋翼直升機


(1) 單旋翼帶尾槳—— 一個水平主旋翼負責提供升力,尾部一個小型垂直旋翼(尾槳)負責抵消主旋翼產生的反扭矩。


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(2) 單旋翼無尾槳—— 一個水平旋翼負責提供升力,機身尾部側面有空氣排出,與旋翼的下洗氣流相互作用產生側向力來抵消旋翼產生的反扭矩。例如,美國麥道直升機公司生產的MD520N直升機。


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雙旋翼直升機


(1) 共軸式——兩個旋翼上下排列,在同一個軸線上反向旋轉。例如,蘇聯卡莫夫設計局研制的卡-50武裝直升機。


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(2) 縱列式——兩個旋翼前后縱向排列,旋轉方向相反。例如,美國波音公司制造的CH-47“支努干”運輸直升機。


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(3) 橫列式——兩個旋翼左右橫向排列,旋翼軸間隔較遠,旋轉方向相反。比如,前蘇聯米里設計局研制的Mi-12直升機。


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(4) 交叉式——兩個旋翼左右橫向排列,旋翼軸間隔較小,并且不平行,旋轉方向相反。例如,美國卡曼宇航公司研制的K-MAX直升機。


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2、直升機的飛行原理


直升機最大的技術特點是將旋翼作為升力主要來源。一般來說直升機結構主要包括:旋翼,尾槳,機身,起落架,發動機和操縱機構。直升機上飛和前飛的動力皆由旋翼提供,旋翼是直升機上最重要的空氣動力部件。


旋翼的作用主要有:產生向上的力以克服機重,產生向前的水平分力使直升機向前,產生其它分力及力矩保持直升機平衡或進行機動飛行,若發動機空中停車,能自轉產生升力,實現直升機安全自轉著落。


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3、直升機的飛行特點:


?能垂直起降,對起降場地要求較低;


?能夠在空中懸停;?


?可以沿任意方向飛行;?


?當發動機故障時,駕駛員可通過操縱旋翼使其自轉,實現自轉著陸;


?振動和噪聲水平較高,維護檢修工作量較大,使用成本較高,速度較低,航程較短。直升機今后的發展方向就是在這些方面加以改進。


?不同于固定翼飛機在飛行時有機翼產生升力,直升機的旋翼既是升力部件又是操縱部件,所以直升機需要更大功率重量比的發動機(通俗地講就是:與同樣重量的固定翼飛機相比,直升機需要更大功率的發動機)。


?旋翼旋轉時左右氣流和氣動力不對稱引起槳葉揮舞、擺振、扭轉,產生了哥氏慣性力、交變載荷,帶來了振動、疲勞、噪聲問題,直升機操縱耦合較強,導致了平衡、穩定性、操縱性和飛控系統的復雜性等。



4、直升機的構成


雖然直升機的大小和形狀差別很大,直升機的主要組成部分都差不多。?


?機體結構(機身、座椅、尾梁、尾翼)?


?旋翼(主槳轂、主槳葉)?


?尾槳(尾槳轂、尾槳葉)?


?動力裝置(發動機、燃油、冷卻滑油)?


?傳動系統(主減、尾減、傳動軸)?


?操縱裝置(自動傾斜器、駕駛桿、腳蹬、操縱線系)

?

?飛控(增穩、自動飛行控制)?


?航電與電氣(通訊、導航、電氣、照明)?


?起落裝置(滑橇、輪式、浮筒)


?武器火控系統(對武裝直升機適用)?



5、直升機的飛行操縱


直升機的飛行操縱主要包括,升降、前后左右飛行以及航向操縱。其中升降是通過操縱旋翼總槳距來改變拉力大小。前后左右飛行是通過操縱槳葉周期變距和改變旋翼錐體(拉力)傾斜方向和角度,而航向操縱則是通過操縱尾槳總距,改變尾槳拉力值。


由于直升機本身結構的特點,例如前飛時左右氣流不對稱帶來平衡困難與操縱強耦合、旋翼旋轉引起的陀螺定軸性帶來操縱響應延遲等,使得直升機的空氣動力學、飛行力學、控制問題較復雜,所以,直升機的操縱通道多、耦合強,是一種穩定性和操縱性較復雜的飛行器。


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6、直升機自傳下滑/自轉著陸


直升機另一個非常重要的技術特點是自轉下滑性能。不管是軍用標準還是適航條例都明確規定了直升機必須具備自轉下滑著陸能力并滿足自傳下滑性能要求。


自轉下滑主要用于發動機或傳動系統故障、尾槳失效時的應急處置,是直升機必要的安全性能。在自轉下滑過程中,選定著陸點,利用直升機前進及旋轉動能轉化為拉力功,減小速度及下降率,通過一系列的組合操縱使直升機安全著陸


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7、未來直升機技術發展展望


?駕駛智能化

?維護簡易化

?高機動性與敏捷性

?高航速 大航程


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