● 槳葉的設(shè)計(jì)必須有足夠強(qiáng)度來承受各種狀態(tài)下所產(chǎn)生的載荷;
● 鋼性主旋翼槳轂非常容易受陣風(fēng)或側(cè)風(fēng)的影響。
2.3.2全鉸接式主旋翼槳轂
鉸接在這里即為關(guān)節(jié)。安裝在槳轂上的每片旋翼有三個(gè)關(guān)節(jié) ——軸向關(guān)節(jié)軸承、揮舞關(guān)節(jié)、垂直關(guān)節(jié)。全鉸接式主旋翼槳轂大多安裝有三片或三片以上的旋翼,通過一個(gè)叫做 “旋翼軸套 ”的部件聯(lián)接,該軸套提供這三個(gè)關(guān)節(jié)。下圖為全鉸接式主旋翼槳轂的示意圖和各個(gè)關(guān)節(jié)的位置。
圖 2-24全鉸接式槳轂
圖 2-25典型的全鉸接式主旋翼槳轂
旋翼軸套有上下兩個(gè)安裝接耳通過錐形銷來安裝旋翼。旋翼軸套和心軸這兩個(gè)重要部件安裝在一起形成一個(gè)組件。心軸的一端為叉形接頭安裝在擺振關(guān)節(jié)的耳軸上,軸向關(guān)節(jié)軸承則安裝在該心軸上。軸套包含有一個(gè)圓柱形殼體、變距搖臂和安裝接耳,它套在軸向關(guān)節(jié)軸承的外面,因此操縱系統(tǒng)通過變距搖臂可以使它自由轉(zhuǎn)動(dòng),來使槳距角變化。下圖為旋翼軸套和心軸的構(gòu)造圖。
圖 2-26旋翼軸套和心軸的構(gòu)造圖
下垂限動(dòng)器和揮舞限動(dòng)塊允許主旋翼揮舞有許多好處,例如揮舞可以消除直升機(jī)在前飛時(shí)產(chǎn)生的不平衡升力,減少陣風(fēng)影響的敏感度,但這也帶來了不利,需要克服。
當(dāng)直升機(jī)起動(dòng)時(shí),旋翼開始轉(zhuǎn)動(dòng),由于作用在它們上面的離心力非常小,旋翼會(huì)下墜,即不受控制的上下活動(dòng),尤其當(dāng)有陣風(fēng)時(shí)會(huì)更嚴(yán)重;另外當(dāng)直升機(jī)停車時(shí),旋翼轉(zhuǎn)速減慢,離心力也會(huì)減小,同樣會(huì)引起旋翼下墜,無論哪種狀態(tài)都會(huì)嚴(yán)重危及安全,在某些情況下可能會(huì)拍擊尾梁,損壞機(jī)身結(jié)構(gòu)。因此就需要一個(gè)系統(tǒng)能夠滿足當(dāng)旋翼以正常速度旋轉(zhuǎn)時(shí)允許完全自由揮舞,而當(dāng)轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)又能限制它的下墜。這可以通過在主槳轂的支臂上安裝一個(gè)下垂限動(dòng)器來實(shí)現(xiàn),該限動(dòng)器的一個(gè)卡塊位于主旋翼軸套和主槳轂支座之間。當(dāng)限動(dòng)器工作時(shí),它就會(huì)限制槳葉的下垂量,當(dāng)退出工作時(shí)就會(huì)恢復(fù)槳葉的完全自由揮舞。
下垂限動(dòng)器由兩根結(jié)實(shí)的彈簧拉緊固定,在旋翼啟動(dòng)時(shí),作用在限動(dòng)器上的離心力會(huì)克服彈簧的拉力,使限動(dòng)器向外移,從而使卡塊退出工作;當(dāng)關(guān)車減速時(shí),彈簧將限動(dòng)器拉回,卡塊就會(huì)卡在主旋翼的軸套和主槳轂支座之間。
另外一個(gè)問題是當(dāng)旋翼停車或慢速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在大風(fēng)情況下,如何防止旋翼不發(fā)生漂移。揮舞限動(dòng)塊的安裝就克服了這一問題。它的工作原理和下垂限動(dòng)器一樣,即離心力減小,彈簧拉回?fù)]舞限動(dòng)塊,防止主旋翼軸套快速上下?lián)]舞,避免軸套和槳轂受到損壞。下圖為這些部件的示意圖。
圖 2-27下垂限動(dòng)器和揮舞限動(dòng)塊
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老式主槳轂使用的液壓垂直關(guān)節(jié)減擺器,通過限制液壓從一個(gè)腔向另外一個(gè)腔流動(dòng)的速率來控制主旋翼的擺動(dòng)速率。圖 2-28為該組件的剖面圖
圖 2-28典型的液壓減擺器
減擺器通過殼體上部和下部的耳軸,安裝在主槳轂的軸承上,在工作時(shí)它能夠始終保持對(duì)齊。當(dāng)旋翼超前或滯后時(shí),它就會(huì)在減擺器的活塞桿上產(chǎn)生一個(gè)力,使活塞在圓筒內(nèi)移動(dòng),迫使液壓油從一個(gè)腔通過一個(gè)限流器流向另外一個(gè)腔,限流器減小了流動(dòng)速率,從而也就控制了旋翼活動(dòng)的速率。如果限流器或傳輸孔被堵塞,液壓油就不能流動(dòng),作用在減擺器活塞上的力就會(huì)使腔內(nèi)壓力升高,使其中一個(gè)釋壓活門打開,從而使液壓油通過活塞直接流到另外一個(gè)腔。
有些液壓垂直關(guān)節(jié)減擺器的外殼上安裝有一個(gè)透明的液壓油箱來保持減擺器始終滿油,可以同時(shí)為所有的減擺器供油。在活塞桿的兩端安裝有橡膠緩沖裝置,來防止當(dāng)旋翼起動(dòng)或停止時(shí)減擺器完全伸長或壓縮而導(dǎo)致活塞桿或殼體受到損壞。
圖 2-29為一個(gè)完整的全鉸接式主旋翼槳轂的示意圖。
圖 2-29全鉸接式主旋翼槳轂
可見全鉸接式主旋翼槳轂是一個(gè)很復(fù)雜的部件,上面的所有軸承和關(guān)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生潛在的多種故障。例如缺少滑油或油脂,即使在最小的軸承上,都會(huì)增加直升機(jī)的振動(dòng)。另外,這些部件也明顯增加了直升機(jī)的重量,它暴露在氣流中的橫截面也產(chǎn)生了大量的形阻。
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