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电脑杂谈  发布时间:2019-10-08 12:09:34  来源:网络整理

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一、机身二、机身机体用来支持和固定直升机、系统,把他们连接成一个整体,并用来装载人员、物资和设施,使直升机满足既定技术规定。机体是直升机的重要部件。下图为UH—60A直升机的机身分段图。机体外观对直升机试飞性能、操纵性和稳定性有重要制约。在使用过程中,机体除承受诸多装载传来的负荷外,还承受动零件、武器发射和货运装卸传来的动负荷。这些应力是借助接头传来的。为了运输货物及调试仪器,机身上要设计这些舱门和开口,这样就使机体结构复杂化。旋翼、尾桨传给机体的交变应力,引起机身结构震动,影响乘员的舒适性及结构的疲劳寿命。因此,在设计机身结构时,必须采用机制来提高直升机机体的振动水准。军用直升机机体结构需要有耐弹击损伤和抗坠撞的能力。近年来,复合材料更加广泛地应适于机身结构,与铝合金相非常,它的比效率、比刚度高,可以大大降低结构尺寸,而且开裂安全性能好,成型工艺简单,所以得到他们的普遍注重。例如波音360直升机因为采取了复合材料结构新科技或者先进气动、振动和飞行控制科技,可使巡航速率提高35%,有效载荷减少1296,生产效益提升50%。三、发动机直升机的动力装置发动机直升机的动力装置大体上分为两类,即航空活塞式内燃机和航空涡轮轴发动机。

快3网上购买在直升机发展早期,均配备技术上非常成熟的航空活塞式内燃机作为直升机的动力装置。但因为其振动大,功率质量比和容量密度比小、控制复杂等许多难题,人们就运用早已发展出来的涡轮喷气技术寻求性能优良的直升机动力装置,从而研发成功直升机用涡轮铀发动机。实践证明,涡轮轴发动机较活塞式内燃机更能合适直升机的飞行特性。当今全球上,除个别大型直升机还在使用活塞式内燃机外,涡轮轴发动机已作为直升机动力装置的主要方式。航空涡轮轴发动机:航空涡轮轴发动机,或简称为涡铀发动机,是一种输出轴电压的涡轮喷气发动机。法国是最先研发涡轴发动机的国家。50年代初,透博梅卡公司研发成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机,功率超过了206kW(280hp),成为全球上第一台直升机用航空涡轮轴发动机,定名为“阿都斯特—l”(Artouste—1)。首先装用这些发动机的直升机是中国贝尔直升机公司制造的Bell47(编号为XH—13F),于1954年进行了试飞。涡轴发动机自从诞生近40年来,产品不断优化发展,结构、性能一代比一代好,型号不断推陈出新。据不完全统计,世界上直升机用民航涡轴发动机,经历了四代发展时期,输出轴功率从几十千瓦到数千千瓦,大大小小约有二十几个发展系列。

西方典型的四代航空涡轴发动机涡轴发动机分类:涡轴发动机据其动力涡轮的方式不同,可分为固定涡轮轴发动机和自由涡轮轴发动机两种。前者的动力涡轮和燃气发生器转于,共同固定在同一根轴上;后者的动力涡轮和燃气发生器转子,分别固定在两根轴上,动力涡轴与燃气发生器转于相互无机械联系,动力涡轴呈“自由”状态。自由涡轮轴发动机,又可分为后出轴和前出轴两种。涡轴发动机的主要零件以及工作机理:与通常航空喷气发动机一样,涡轴发动机也是进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件,涡轴发动机典型结构如下图图示。四、减速器减速器直升机一般为齿条传动式主减速器(如右图所示),它有发动机的扭矩输入端或者与机翼、尾桨附件传动轴相联的扭矩输出端,是直升机上主要动部件之一,也是传动装置中最复杂、最大、最重的一个部件。主减速器工作特性及规定主减速器的工作特性是减速、转向及并车。它将高车速小扭短的进气道功率变成低电压、大扭短传递给旋翼轴,并按电压、扭矩必须将电流释放给尾桨、附件等,在直升机中它还起作中枢受力构件的功用,它将直接承受旋翼造成的全部作用力和载荷并释放给机体。根据主减速器的工作特性,对其性能有如下要求:传递功率大、重量轻。

随着直升机科技不断演进,要求主减速器释放的容量越来越大,齿轮凸缘处的应力也大得惊人。一台限制释放容量为3000kW直升机主减速器,其中有的一对啮合齿轮要承受高达10000kg的力,为了确保齿轮、轴的硬度,减速器不得不付出非常大的重量损失。比如直升机的主减速器体积大概要占整个直升机结构尺寸的l/7~l/9。减速比大,传递精度高。主减速器的减速比即传动比,也就是内燃机功率输出轴电压与桨叶转速之比;传递精度即释放过程中容量的代价。由于机翼与内燃机输出轴电压差距非常悬殊,有的直升机总减速比高达120。转速差越大,旋翼轴的扭力也越大,齿轮载荷就越高。为了减少载荷,就需要采用多级传动和复杂的齿轮传动系等卸载机制,这势必给释放效率带来不利影响。一般现代直升机减速器的释放效率大概维持在0.985左右。寿命长、可靠性好。尽管设计时,现代直升机的主减速器多数部件包含齿轮、轴和机匣都是按无限寿命设计的手机外壳保护套配方,但实际上却是按有限寿命使用。因此规定在实际使用中每工作一段时间后,要从直升机上卸下主减速器前往工厂改造;更换被消耗的部件,检查合格后再装上直升机再次投入使用。这样的改造可以进行数次,每两次送厂翻修的间隔时间称作翻修间隔期,或称主减速器翻修寿命。

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针对主减速器的靠谱性,常用平均故障间隔时间(MTBF)表示,即主减速器在实际使用中,所出(或镁合金)铸件,构成主减速器的主要承力构件,内部装有带游星齿轮及凸缘的减速装置和滑油润滑系统附件。旋翼轴从底部伸出,四周有两个与发动机动力输出轴相连的加装座或者尾传动轴、其他附件传动轴相联的安装座,最下方为滑油池。主减速器的润滑主减速器需要修改独立、自主式润滑系统,用于提高蜗杆和电机面的磨擦和损坏,防过低、防腐蚀、防损坏并借助滑油循环流动以排出磨损产物。

主减速器润滑系统应确保在各类工作条件下润滑可靠,散热充分,系统密封好,滑油消耗小,带有塑料磨损物探测报警装置维护检测方便。主减速器工作状况的检测由于使用中不也许采取目视查看和直接测量的方式检测主减速器外部零件的科技状况,除使用时空勤人员可借助滑油温度和压力指示,以及滑油系统中塑料屑报警装置等判定滑油平台能否工作正常,还应借助定期检测减速器中滑油的状况来判定这减速器部件的科技状况,因为使用时间到翻修间隔期后,要尽快返厂翻修,这样方能确保直升机关键组件——主减速器的安全靠谱工作。五、旋翼系统旋翼系统中,桨叶是提供机翼的重要组件,对桨叶设计除去气动力方面的要求之外,还有动力学和疲劳方面的规定。例如所设计的桨叶的固有频率不与气动激振力发生共振,桨叶挥舞、摆振基频满足操纵稳定性和“地面共振”等要求;桨叶承力结构能有高的疲劳性能或采取破损安全设计之类。旋翼桨叶的发展是构建在材料、工艺和旋翼理论基础上的。依据桨叶发展的先后顺序,它有混合式桨叶、金属桨叶和复合材料桨叶三种方式。由于混合式桨叶在50年代前期迅速被新式桨叶所取代,目前只在中型直升机米—6、米—26上使用。金属桨叶金属桨叶是由挤压的D型铝合金大梁和胶接在后缘上的后段件组成。

后段件里面包有塑料壳体,中间垫有泡沫橡胶或蜂窝结构,如右图所示。这种桨叶比混合式旋翼气动效率高,刚度好,同时加工非常简洁,疲劳寿命较高。因此在50年代前期,金属桨叶逐渐取代了混合式桨叶。复到了70年代初,随着复合材料的普遍使用,旋翼桨叶又开启一个新的演进阶段,即使用复合材料桨叶。合材料桨叶如右图所示为“海脉”直升机的复合材料桨叶结构,主要承力件“C”形大梁主要承受离心力并提供了大部分挥舞弯曲载荷,它是由抗压及弯曲方面比刚度和比效率较高的零度单向玻璃纤维预浸带组成。在翼型前部和后部各布置了一个“Z”形梁。前后“Z”形梁与蒙皮胶接在一起,使桨叶剖面产生多闭室结构;另外,桨叶蒙皮全部选用了与展向呈+-45度的碳纤维布铺成,显然这种都是为了提升桨叶的扭转刚度。桨叶采用泡沫橡胶作为外部支承件,前缘包有不锈钢片消除腐蚀。复合材料桨叶内侧连接方法是一个突出的难题。为了不切断玻璃纤维,一般方法是使纤维缠绕在塑料件上。如右图所示的“海脉”直升机桨叶,把纤维直接缠绕在塑料垫片上,使桨根结构干净光洁,没有显著的应力集中。它虽然增加了疲劳强度,也大大提高了维护工作量。六、自动倾斜器手动倾斜器是直升机操控平台的一个主要构成部分,旋翼的总距及周期变距操纵都要借助它来推动。

下图图示为“云雀”III直升机的手动倾斜器。七、尾桨尾桨是用来平衡反扭矩和对直升机进行航向操纵的组件。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固作用。虽后来桨的作用与旋翼不同,但是他们都是由旋转而造成空气动力、在前飞时进入不对称气流中工作的状况,因此尾桨结构与机翼结构有太多相同之处。尾桨的构架方式有跷跷板式、万向接头式、铰接式、无齿轮式、“涵道尾桨”式之类。前面几种方式与旋翼形式中的讨论相同,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(比如运用交*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。下图为直9直升机的“涵道风扇”尾桨。涵道风扇厚度小,叶片数量多。前飞时尾面可以提供拉力,因此,可以减少尾桨的需用功率。但在悬停时“涵道风功率消耗偏大,对直升机悬停和平行飞行性能不利。可以避免地面人员或机外物体与尾桨相碰撞,安全性好八、传动机构传动轴发动机与主减速器之间,主减速器和中、尾减速器之间或者和附件之间均需有传动轴和联轴节将其相联,以释放功率。传动轴按照其功能可分为主轴、中间轴和尾轴等(见图示)。一般轴的负荷大,使用条件复杂,对其平衡振动特征及轴的可靠性要求高。

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直升机在飞行中传动轴的任何破坏,轻则使得飞行任务中止,重则导致严重事件。所以现代直升机的传动轴,在研制时要求进行大量的台架实验、疲劳试验及其飞行验证实验,以获取有关寿命、可靠性等综合使用数据。九、起落架直升机起落装置的主要作用是吸收在着陆时由于有垂直速率而带给的能量,减少着陆时碰撞导致的过热,以及确保在整个使用过程中不出现“地面共振”。此外,起落装置通常还用来使直升机具备在地面运动的素质,减少滑行时因为地板不平而造成的碰撞与颠簸。在陆地上使用的直升机起落装置有轮式起落架和滑橇式起落架。如果要求直升机具有在水面起降或应急着水迫降能力,一般要求有水密封机身和确保横侧稳定性的浮筒,或应急迫降浮筒。对于导弹直升机,还需武器特殊着舰装置,如拉降设备等。以下分别介绍各类方式起落装置的构架特点。轮式起落架和固定翼飞机相似,直升机轮式起落架由油气式减震器和塑料充气机轮组成。直升机起落架减展器不仅具备吸附着陆能量、减小碰撞等功用以外,还必须借助减震器弹性和减振的配置消除“地面共振”。为了在所有使用状况减震器都能提供阻尼,消除“地面共振”的出现,直升机上普遍运用双腔式减震器。右图所示为某直升机起落架双腔式减震器。

这个减震器的特性是油液及氧气是分开的,活塞2的上部是油室,下部是气室,活塞l又把气室分为低压腔及高压腔。油液及氧气不分开的减震器,油液会吸附氨气而改变工作特点,同时鉴于泡沫的产生也会造成油液填充量不精确,油气分开后就导致了这个特点。减震器分高压腔和低压腔之后,直升机着陆和起飞时,起落架只要将要接触地面,低压腔就起初工作,当有必定压缩量以后,高压腔参与工作,这样,可确保起落架在各状态下带有防止“地面共振”所需的刚度,并在触地的都提供足够的阻尼,消除“地面共振”。此内正常供油。一般规定的为-60一60℃。气温偏低,可能造成进入漂浮状的水份结冰,而沉积在汽油滤上将其堵塞,使处于发动机的汽油减少,致使发动机停车;气温偏低,燃油在剧热之下也会分解产生焦炭,同样会妨碍燃油系统正常供油。应具备抗爆炸、抗弹击能力。要求在设计上增加燃油管道外露,防止弹伤;采取余度设计,以确保在这种附件丢失后仍能维持燃油系统正常输油;采取吸油式汽油输气阀以及爆炸自封措施,防止坠落时燃油泄漏爆炸。


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