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【入行必知】直升机大讲堂二、直升机的分类及其性能特征

日期: 2018-03-07
浏览次数: 82

说起直升机,大家并不陌生,电影电视剧里男主角开着直升机搭救女主的镜头数不胜数,这是大多数朋友对直升机的第一印象,美好而浪漫。


然而现实生活中,直升机可不是用来浪漫的。它在多个领域给我们的生活创造了便利!相关阅读  直升机的用途 


这堂课,咱们来更细致地了解直升机——



1、直升机的分类(按旋翼布局分类)


单旋翼直升机


(1) 单旋翼带尾桨—— 一个水平主旋翼负责提供升力,尾部一个小型垂直旋翼(尾桨)负责抵消主旋翼产生的反扭矩。


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(2) 单旋翼无尾桨—— 一个水平旋翼负责提供升力,机身尾部侧面有空气排出,与旋翼的下洗气流相互作用产生侧向力来抵消旋翼产生的反扭矩。例如,美国麦道直升机公司生产的MD520N直升机。


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双旋翼直升机


(1) 共轴式——两个旋翼上下排列,在同一个轴线上反向旋转。例如,苏联卡莫夫设计局研制的卡-50武装直升机。


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(2) 纵列式——两个旋翼前后纵向排列,旋转方向相反。例如,美国波音公司制造的CH-47“支努干”运输直升机。


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(3) 横列式——两个旋翼左右横向排列,旋翼轴间隔较远,旋转方向相反。比如,前苏联米里设计局研制的Mi-12直升机。


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(4) 交叉式——两个旋翼左右横向排列,旋翼轴间隔较小,并且不平行,旋转方向相反。例如,美国卡曼宇航公司研制的K-MAX直升机。


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2、直升机的飞行原理


直升机最大的技术特点是将旋翼作为升力主要来源。一般来说直升机结构主要包括:旋翼,尾桨,机身,起落架,发动机和操纵机构。直升机上飞和前飞的动力皆由旋翼提供,旋翼是直升机上最重要的空气动力部件。


旋翼的作用主要有:产生向上的力以克服机重,产生向前的水平分力使直升机向前,产生其它分力及力矩保持直升机平衡或进行机动飞行,若发动机空中停车,能自转产生升力,实现直升机安全自转着落。


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3、直升机的飞行特点:


Ø能垂直起降,对起降场地要求较低;


Ø能够在空中悬停; 


Ø可以沿任意方向飞行; 


Ø当发动机故障时,驾驶员可通过操纵旋翼使其自转,实现自转着陆;


Ø振动和噪声水平较高,维护检修工作量较大,使用成本较高,速度较低,航程较短。直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。


Ø不同于固定翼飞机在飞行时有机翼产生升力,直升机的旋翼既是升力部件又是操纵部件,所以直升机需要更大功率重量比的发动机(通俗地讲就是:与同样重量的固定翼飞机相比,直升机需要更大功率的发动机)。


Ø旋翼旋转时左右气流和气动力不对称引起桨叶挥舞、摆振、扭转,产生了哥氏惯性力、交变载荷,带来了振动、疲劳、噪声问题,直升机操纵耦合较强,导致了平衡、稳定性、操纵性和飞控系统的复杂性等。



4、直升机的构成


虽然直升机的大小和形状差别很大,直升机的主要组成部分都差不多。 


Ø机体结构(机身、座椅、尾梁、尾翼) 


Ø旋翼(主桨毂、主桨叶) 


Ø尾桨(尾桨毂、尾桨叶) 


Ø动力装置(发动机、燃油、冷却滑油) 


Ø传动系统(主减、尾减、传动轴) 


Ø操纵装置(自动倾斜器、驾驶杆、脚蹬、操纵线系)

 

Ø飞控(增稳、自动飞行控制) 


Ø航电与电气(通讯、导航、电气、照明) 


Ø起落装置(滑橇、轮式、浮筒)


Ø武器火控系统(对武装直升机适用) 



5、直升机的飞行操纵


直升机的飞行操纵主要包括,升降、前后左右飞行以及航向操纵。其中升降是通过操纵旋翼总桨距来改变拉力大小。前后左右飞行是通过操纵桨叶周期变距和改变旋翼锥体(拉力)倾斜方向和角度,而航向操纵则是通过操纵尾桨总距,改变尾桨拉力值。


由于直升机本身结构的特点,例如前飞时左右气流不对称带来平衡困难与操纵强耦合、旋翼旋转引起的陀螺定轴性带来操纵响应延迟等,使得直升机的空气动力学、飞行力学、控制问题较复杂,所以,直升机的操纵通道多、耦合强,是一种稳定性和操纵性较复杂的飞行器。


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6、直升机自传下滑/自转着陆


直升机另一个非常重要的技术特点是自转下滑性能。不管是军用标准还是适航条例都明确规定了直升机必须具备自转下滑着陆能力并满足自传下滑性能要求。


自转下滑主要用于发动机或传动系统故障、尾桨失效时的应急处置,是直升机必要的安全性能。在自转下滑过程中,选定着陆点,利用直升机前进及旋转动能转化为拉力功,减小速度及下降率,通过一系列的组合操纵使直升机安全着陆


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7、未来直升机技术发展展望


Ø驾驶智能化

Ø维护简易化

Ø高机动性与敏捷性

Ø高航速 大航程


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