直升机旋翼桨毂（含主桨尾桨）结构形式1.简介尾桨是用来平衡反扭矩和对直升机进行航向操纵的部件。旋转着的尾桨相当于一个垂直安定面，能对直升机航向起稳定作用。虽然后桨的功用与旋翼不同,但是它们都是由旋转而产生空气动力、在前飞时处于不对称气流中工作的状态,因此尾桨结构与旋翼结构有很多相似之处。尾桨的结构形式有跷跷板式、万向接头式、铰接式、无轴承式、“涵道尾桨”式等等。前面几种形式与旋翼形式中的讨论相似，只是铰接式尾桨一般不设置摆振铰。70年代以来，又发展了无轴承尾桨（包括采用交叉式布置无轴承尾桨）及“涵道尾桨”。“涵道尾桨”是把尾桨置于机身尾斜梁的“涵道”之中。涵道风扇直径小，叶片数目多。前飞时尾面可以提供拉力，因此，可以减小尾桨的需用功率。但在悬停时“涵道风功率消耗偏大，对直升机悬停和垂直飞行性能不利。可以避免地面人员或机外物体与尾桨相碰撞，安全性好。1.1.名词解释（参考图2.2-1）1）水平铰（挥舞铰）的作用：发动机丁作时，旋翼便以一定的转速转动。在飞行过程中（如前飞），由于飞行速度的存在，使得旋翼前行桨叶的相对气流速度大于后行桨叶的相对气流速度，从而使前行桨叶产生的升力大于后行桨叶产生的升力。若没有水平铰，则由两侧桨叶升力大小不等所构成的滚转力矩，将使直升机倾斜。有水平铰时，情况则不同。前行桨叶升力大，便绕水平铰向上挥舞；后行桨叶升力小，便绕水平铰向下挥舞。这样，横侧不平衡的滚转力矩就不会传到机身，从而避免了直升机在前飞中产生倾斜。2）垂直铰（摆振或摆振铰）的作用：直升机前飞时，桨叶在绕旋翼轴转动的同时还要绕水平铰挥舞。桨叶作挥舞运动时，桨叶重心距旋翼轴的距离不断变化。由理论力学得知，旋转着的质量对旋转轴沿径向有相对运动时，会受到科氏力的作用。而挥舞运动引起的科氏力是周期交变力。有关直升机空气动力的资料表明，一片桨叶的科氏力的最大幅值可以高达桨叶自重的7倍以上。这样大的科氏力会在旋转平面内造成很大的交变弯矩，在没有垂直铰的条件下，容易使桨叶根部因材料疲劳而提前损坏；传到机身，还会引起机身振动加剧。有垂直铰时，就可以使桨叶绕垂直铰前后摆动一个角度，从而使桨叶根部承受的沿旋转方向的交变弯矩大为减小。3）轴向铰的作用：通过操纵机构，可以使桨叶绕轴向铰偏转，以改变桨叶角（或称桨距角）的大小，从而改变桨叶的拉力。桨叶角增大，拉力增大；反之桨叶角减小，则拉力减小。1.2.运动形式（参考图2.2-1）1）水平铰，允许桨叶上下运动，这种运动被称为挥舞，是设计用于补偿升力的不对称性，挥舞铰可以位于螺旋桨旋翼不同距离的位置上，并且可能有不止一个铰链。2）垂直铰，允许桨叶前后运动，这种运动被称为摆振。阻尼器通常用于防止绕摆振铰前后超过限制。摆振铰和阻尼器的作用是补偿因科里奥利效应造成的加速和减速运动。3）轴向铰，每片桨叶也都能变距，即绕桨叶展向轴旋转。桨叶变距意味着桨叶角的改变。通过改变桨叶的桨叶角，可以控制主旋翼桨盘的拉力和方向。2.铰接式铰接式（又称全铰接式）旋翼桨毂是通过桨毂上设置挥舞铰、摆振铰和变距铰来实现桨叶的挥舞、摆振和变距运动。典型的铰接式桨毂铰的布置顺序（从里向外）是由挥舞铰、摆振铰到变距铰，如图2．2—1所示。也有挥舞铰与摆振铰重合的。在轴向铰中除了用推力轴承来负担离心力并实现变距运动外，另一种流行的方式是利用弹性元件拉扭杆来执行这个功能，如图2．2—2所示。这样在旋翼进行变距操纵时必须克服拉扭杆的弹性及扭短，为了减小操纵力，就必须使拉扭杆有足够低的扭转刚度。图2.2-1重合的狡懾摆揉阻尼扌变亞轴烦万向楼头式S2.2-2找扭戎桨IS神蠢1.««2.3-«*4-tt*ti.T.唄尼器瓠担规杆9.3tJK10.RfW«W5密皈利谨按弹隹林样・卑朋胡件陪2.2-弹性悴F阻动UH-60A祈升机桨直支彗构2.1.优点1）无2.2.缺点1）铰接式构造复杂，维护检修工作量大，疲劳寿命低。2）操纵功效及角速度阻尼小。3.万象接头式图2．2—8所示为Bell47型直升机万向接头式旋翼桨毂的构造，图22-9为其原理图。两片桨叶通过各自的轴向铰和桨毂壳体互相连接，而桨毂壳体又通过万向接头与旋翼轴相连，分别通过万...
