發(fā)動(dòng)機(jī)反扭矩
圖 1-40直升機(jī)側(cè)移力的產(chǎn)生
現(xiàn)代直升機(jī)的操縱系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到了側(cè)移的補(bǔ)償問題,當(dāng)總距桿逐漸提起時(shí),主槳旋轉(zhuǎn)平面將逐漸向左傾斜,總距桿越往上提,輸出功率越大,反扭矩越大,尾槳的側(cè)推力也越大,隨著總距桿的不斷上提尾槳力不斷增大,主槳的側(cè)傾產(chǎn)生的力也越大,因此在不同的總距桿位置,駕駛員基本不需要操縱周期變距桿來平衡,周期變距桿的位置仍然保持相對(duì)中立。
但主槳的側(cè)傾會(huì)帶來一個(gè)新的問題,那就是主槳的側(cè)傾產(chǎn)生的平衡力和尾槳的側(cè)推力將形成一個(gè)新的力偶,如果尾槳側(cè)推力的作用平面低于主槳旋轉(zhuǎn)平面,這個(gè)力偶將使得機(jī)身也傾斜,如圖 1-45。這將引起直升機(jī)在著陸時(shí)左主機(jī)輪總是先著地。
為克服這種現(xiàn)象,許多直升機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)將尾槳安裝在尾梁的最高處尾斜梁上,使尾槳的側(cè)推力盡可能地與主槳在同一個(gè)平面上,避免在懸停時(shí)機(jī)身出現(xiàn)滾轉(zhuǎn)力矩。
圖 1-41周期變距桿左移后直升機(jī)懸停時(shí)力的分布
1.10.3離心偏轉(zhuǎn)力矩
離心偏轉(zhuǎn)力矩(C·T·M)是指在離心力的作用下翼型總是具有減小槳距的趨勢(shì)。
當(dāng)尾槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)離心力的作用方向始終是從尾槳轂中心向外,如果槳葉有一定的槳葉角,尾槳葉翼型的弦線肯定不與轉(zhuǎn)動(dòng)軸相重合,見圖 1-42(a)。這表明槳葉質(zhì)量的一部分處在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一側(cè),另一部分槳葉質(zhì)量處在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一側(cè),假設(shè)兩部分尾槳葉質(zhì)量的重心分別為點(diǎn) A和 B,則槳葉的離心力將分別作用在點(diǎn) A和 B上。
這兩個(gè)離心力可以分別分解為兩個(gè)分力,一個(gè)分力作用在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi),且與尾槳葉的中心線平行,另一個(gè)分力與其垂直。第一個(gè)分力對(duì)槳葉產(chǎn)生離心載荷,另一個(gè)分力因?yàn)樽饔迷邳c(diǎn) A和 B上,且與轉(zhuǎn)動(dòng)有一個(gè)距離 X,將產(chǎn)生一個(gè)力矩使得尾槳葉的兩部分質(zhì)量移動(dòng)直到點(diǎn) A和 B能與轉(zhuǎn)動(dòng)軸重疊,這個(gè)力矩就是偏轉(zhuǎn)力矩,它使得尾槳葉始終具有減小槳距的趨勢(shì)。圖 1-49(b)顯示了離心力的兩個(gè)分力;圖 1-49
(c)顯示了水平分力通過點(diǎn) A和 B怎樣產(chǎn)生的力矩。
(a)(b)(c)
圖 1-42離心力與離心偏轉(zhuǎn)力矩
克服這個(gè)問題的辦法是駕駛員必須蹬左腳蹬來抵消離心偏轉(zhuǎn)力矩(C·T·M),防止尾槳葉減小槳距。但這樣會(huì)給駕駛員帶來疲勞反應(yīng),尤其是操縱大型直升機(jī)。大多數(shù)直升機(jī)因此在尾槳操縱回路上裝有尾伺服(尾助力器)幫助駕駛員的操縱。同時(shí),尾槳葉也可安裝一平衡配重塊,配重塊安裝在尾槳葉的變距機(jī)構(gòu)上,與轉(zhuǎn)動(dòng)軸也有一定距離,也會(huì)產(chǎn)生離心偏轉(zhuǎn)力矩,但與尾槳葉的離心偏轉(zhuǎn)力矩方向相反。當(dāng)尾槳葉改變槳葉角時(shí),由于配重塊與尾槳葉有機(jī)械連接,它也會(huì)相應(yīng)改變與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置,這樣保證了配重塊產(chǎn)生的離心偏轉(zhuǎn)力矩始終與尾槳葉產(chǎn)生的離心偏轉(zhuǎn)力矩大小相等方向相反,因此兩個(gè)離心偏轉(zhuǎn)力矩可以相互抵消。
1.10.4尾槳升力的不對(duì)稱
前面提到直升機(jī)在飛行中主槳前進(jìn)槳葉和后退槳葉產(chǎn)生的升力不一樣而引起主槳升力的不對(duì)稱。對(duì)于尾槳來說,雖然其旋轉(zhuǎn)平面是垂直的而不象主槳是在水平平面,但同樣也會(huì)出現(xiàn)升力的不對(duì)稱現(xiàn)象,這種現(xiàn)象對(duì)尾槳只在前飛和后退飛行時(shí)才出現(xiàn)。
為克服此現(xiàn)象,尾槳也安裝了揮舞關(guān)節(jié)。如果尾槳只有兩片槳葉,揮舞關(guān)節(jié)對(duì)角線穿過尾槳轂,這樣能保證當(dāng)升力不對(duì)稱槳葉揮舞時(shí),尾槳葉將同時(shí)改變槳葉角,使得前進(jìn)槳葉的槳葉角減小而后退槳葉的槳葉角增大,總的結(jié)果是兩片槳葉的揮舞能夠平衡升力的不對(duì)稱,這種對(duì)角線揮舞關(guān)節(jié)也叫 △3(DELTA3)關(guān)節(jié),如圖 1-43。
圖 1-43 △3尾槳揮舞關(guān)節(jié)
對(duì)于多槳葉的尾槳系統(tǒng),△3關(guān)節(jié)則不起作用?朔@種現(xiàn)象必須將尾槳變距機(jī)構(gòu)安裝在揮舞關(guān)節(jié)的外側(cè),這樣槳葉揮舞同樣可以引起槳葉角的變化來平衡前進(jìn)槳葉和后退槳葉的升力的不對(duì)稱。
因此,尾槳在設(shè)計(jì)安裝時(shí),從后向前觀察,尾槳在前飛時(shí)本身并不完全是垂直,而是略微向外側(cè)偏的,如圖 1-44所示。
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