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旋翼

[拼音]:xuanyi

[外文]:rotor

直升机和旋翼机等旋翼航空器的主要升力部件,又称升力螺旋桨。20世纪50年代中期以前,第1代直升机的旋翼桨叶一般是由管式钢梁、木质骨架和蒙布组成的混合式结构。50年代末到60年代初的第 2代直升机旋翼广泛使用以铝合金压制梁为基本结构的金属桨叶。60年代末到70年代初的第 3代直升机旋翼以复合材料(玻璃钢为主)桨叶为标志。第 4代直升机旋翼的桨叶和桨毂将用更先进的复合材料来制造。

旋翼由桨毂和数片桨叶构成。桨毂安装在旋翼轴上,形如细长机翼的桨叶则连在桨毂上。桨叶旋转时与周围空气相互作用,产生沿旋翼轴的拉力(这是主要的),如果相对气流的方向或各片桨叶的桨距不对称于旋翼轴,还产生垂直于旋翼轴的分力。在直升机上,旋翼轴方向近于垂直,因此旋翼首先具有机翼的功能,产生向上的力。其次还具有类似于飞机推进装置的功能,产生向前的力。它还具有类似于飞机操纵面的功能,产生改变机体姿态的俯仰力矩或滚转力矩。

一副旋翼最少有两片桨叶,最多可达7片。旋翼直径最小约5米,最大达35米。 按桨叶与桨毂连接方式的不同,旋翼大体上分为铰接式、无铰式、半无铰式和无轴承式4种。

(1)铰接式旋翼:桨叶通过水平铰、垂直铰与桨毂相连接。在一般情况下,桨叶除旋转运动外,还有绕水平铰的上下挥舞运动、绕垂直铰的前后摆动(摆振运动)及通过操纵轴向铰的变距运动(见自动倾斜器)。这种型式的旋翼桨叶根部的弯曲载荷较小,但结构复杂,维护不便。

(2)无铰式(固接式)旋翼:取消水平铰和垂直铰,但仍有轴向铰。桨叶在挥舞方向和摆振方向相对于桨毂是固支的。桨叶的挥舞运动和摆振运动表现为桨叶根部(或桨毂支臂)的弯曲变形。与铰接式相比,它的结构简单,但桨叶和桨毂的弯曲载荷较大。从70年代初开始,由于在旋翼上应用了疲劳强度较高的复合材料和钛合金,这种型式的旋翼增多。

(3)半无铰式(半固接式)旋翼:它的特点是只有两片桨叶,彼此连成整体,共用一个中心水平铰,没有垂直铰(好像一个跷跷板,常称跷跷板式旋翼),但仍有轴向铰。这种型式旋翼的结构也比较简单,但操纵性较差。

(4)无轴承式旋翼:这种型式的旋翼不仅没有水平铰和垂直铰,连轴向铰也被取消。桨叶的变距运动靠桨叶根部(或桨毂支臂)的扭转变形来实现。它的结构简单,但要求桨叶根部的材料既有很高的弯曲强度和刚度,又有很低的扭转刚度。70年代以来,在采用先进复合材料桨叶基础上,无轴承式旋翼的研究已有一定进展,但仍处于试验阶段。

以上4种型式的旋翼是典型的分类,实用中还有许多中间型式,如法国“海豚”直升机的星型柔性旋翼,就是一种介乎铰接式与无铰式之间的型式,即所谓有弹性约束的铰接式旋翼。

参考文章

  • 农业机械介绍-M8A八旋翼无人机农业工程

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文章名称:《旋翼》
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