直升机结构图解

直升机结构图解之一机身结构图4/图解直升机的结构之二机身 机体用來支持和固定直升机部件、系统，把它们连接成一个 整体，并用來装载人员、物资和设备，使直升机满足既定技术要求。机体是直升机的重要部件。卜图 为UH-60A直升机的机身分段图。机体外形对直升机飞行性能、操纵性和稳定性有重耍购响。在使用过程中，机体除承受各种装载传來的负荷外，还承受动部件、武器发射和货物吊装 传來的动负荷。这些载荷是通过接头传来的。为了装卸货物及安装设备，机身上要设计很多舱门和 开口，这样就使机体结构复杂化。旋翼、尾桨传给机体的交变载荷，引起机身结构振动，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，必须采取措施來降低直升机机体的振动水平。军用直升机机体结构应该有耐弹击损伤和抗坠撞的能力。近年来，复合材料日益广泛地应 用丁机身结构，与铝合金相比较，它的比强度、比刚度高，可以大大减轻结构重虽，而且破损安全性 能好，成型工艺简单，所以受到人们的普遍重视。例如波音360直升机III 丁采用了复合材料结构新 技术以及先进气动、振动和飞行控制技术，可使巡航速度增加35%,有效载荷增加1296,生产效率 提高50% 水TME3RK之三发动机直升机的动力装且大体上分为两类，即航空活塞式发动机和航空涡轮轴发动机。 在直升机发展初期，均采用技术上比较成熟的航空活瘪式发动机作为直升机的动力装且。但山丁其振 动大，功率质虽比和功率体积比小、控制复杂等许多问题，人们就利用已经 发展起來的涡轮喷气技 术寻求性能优良的直升机动力装且，从而研制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发动机更能适合直升机的飞行特点。肖今世界上，除部 分小型直升机还在使用活塞式发动机外，涡轮轴发动机已成为直升机动力装迓的上耍形式。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，是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。法国是 最先研制涡轴发动机的国家。50年代初，透博梅卡公司研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两 级涡轮的单转丁、输出轴功率的直升机用发动机，功率达到了 206kW(280hp), 成为世界上第一台 直升机用航空涡轮轴发动机，定名为“阿都斯特一1”(Artoustel)。首先装用这种发动机的直升机 是美国贝尔直升机公司生产的Bell 47(编号为XH-13F), T 1954年进行了首飞。涡轴发动机自从问世近40年來，产品不断改进发展，结构、性能一代比一代好，型号不断 推陈出新。据不完全统计，世界上直升机用航空涡轴发动机，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代代（20fflS）型号名辭（kw）压比口 皿化）U kg如垂量比（如畑卜号a-阿都斯特II （法）40牛0.465.27501542.62送雀;代T3B-GE-109 （美）10290.388.49821596.47ush= 3y阿斯泰祖（法）441：0.337.8右图所示为某直升机起落架双腔式减悠器。这个减克器的特点是汕液及气体是分开的，活 塞2的上部是汕室，卜部是气室，活塞1又把气室分为低压腔及高压腔。油液及气体不分开的减蕊器, 油液会吸收气体而改变工作特性，同时山丁泡沫的形成也会导致汕液填充虽不准确，汕气分开后就 避免了这个缺点。减丧器分高压腔和低圧腔之后，直升机起飞和降落时，起落架只要刚刚接触地而，低压腔 就开始工作，肖有一定压缩虽之后，高压腔参与工作，这样，町保证起落架在各状态卜具有避免“地 面共振”所需的刚度，并在触地的全过程都提供足够的阻尼，消除“地面共撮”。此外，为提供所 需的侧向刚度，对直升机机轮也有些特殊要求.贰幵肿艮气）*777J7o伸氏行和奖沖.開2玄-25 土起怒架栽偲支柱T.作原珈溶皇2活 3.外侥4 肉筒话门6. SPW ?游动汹仃 &活篡杆9汹察10.11.直升机的结构之十一燃油系统涡轮轴发动机的燃汕系统（如卜图所示），由燃汕泵.燃油滤、 喷油嘴等组成，以保证发动机在各种工作状态和各种飞行条件卜所需要的燃油流虽。根据直升机飞行 需要，对涡轴发动机燃油系统有以卜要求：能在较宽的温度范禺内正常供Jlllo 一般要求的外界气温范围为-60 60-Co气温过低， 可能导致处于悬浮状的水分结冰，而沉枳在燃汕濾上将其堵龜，使进入发动机的燃汕减少，致使发 动机停车：气温过高，燃汕在剧热之卜也会分解形成焦炭，同样会影响燃汕系统正常供汕。应具有抗坠毁、抗弹击能力。耍求在设计上减少燃油管道外露，防止弹伤；采取余度设 计，以保证在某些附件损坏后仍能保持燃油系统正常输油：采取吸油式燃油输汕泵以及坠毁门封措 施，防止坠毁时燃汕外泄起火。保证燃油良好的雾化质虽。要求燃油系统在发动机处丁各种状态都能通过喷嘴或甩汕盘 在燃烧室中使燃汕均匀雾化63181013初62019图2,2-37某直升机的燃油系统1 .消耗油箱 2.余油管 3.油箱通气管 4.右发供油管5主油箱（前6主油箱（后）7燃油切断开关&漏油收集箱 9.过滤加油口 10.左发供油管 11连通管12 后输油泵13 油蚩表传感器14.放油口15.前愉油泵16消耗油箱油量喪传感器17.余油活门18左发供油泵19右发供油泵20低油量表传感器十二机载设备机载设备对直升机技术发展的影响直升机机载设备是指任直升机上为保障飞行.完成各种任务的设备和系统的总称。直升机 机载设备品种繁多，包括电气、显示和控制、导航、通信及电子对抗故障诊断等。随着现代直升机 技术发展，机载设备的地位越來越重耍。机载设备性能的优劣已成为现代直升机先进与否的重要标 志之一，先进的机载设备伍提高直升机的使用效能和保证经济性、安全性方而具有不可替代的突出作 用。据有关统计资料，80年代中期的民用直升机上，机载设备只占总价的5%：军用直升机上，机载 设备占总价的30% 40%。随着对民用直升机和军用直升机的性能耍求的不断提高和军、民用直升机应用领域的不断 拓展，机载设备占全机总价的比例有了显著的增加。口前民用直升机中设备所占的价格比已达10% 左右，而军用直升机，尤其是专用武装直升机、特种部队所装备的直升机机载设备所占价格比己上升 至50%左右。美国正在研制的RAH66轻型侦察攻击直升机，其机载设备所占的价格比己超过60%。直升机的飞行门动控制系统山丁直升机有悬停、垂直升降及后飞的功能，其门动飞行控制系统和全向空速系统在技术 上较待殊。与固定翼飞机相比，作为被控制对象的空中飞行的直升机，运动状态更为复杂。固定翼飞 机飞行时可视为六口由度的运动物体。而对直升机而肓，还必须考虑旋翼、尾桨的旋转，直升机一 系列特有的飞行状态，如悬停、垂直上升和卜降、口转卜降等。旋冀旋转时除产生升力外还产生操 纵直升机运动的纵向、侧向力，俯仰、滚转力矩。因此，与固定翼飞机相比，直升机的飞彳亍控制有显 著区别。旋翼系统产生的操纵载荷不仅数值大，而且变化复杂，因而不能让其通过操纵线系等反传 到驾驶操纵机构上，为此现代直升机特别是大、中型直升机上，均采用不可逆的（无回力）液压助力操 纵系统，使载荷在传到驾驶杆上之前分散至机体结构上去。使助力器产生足够大的力來操纵旋翼系统, 同时还使旋翼操纵载荷直接传到机体结构，而不致传到驾驶操纵机构上。液压助力器液压助力器是系统中执行助力的附件。利用液压助力器，飞彳亍员只需施加很小的力就可操 纵较大载荷的旋翼系统。山于液压助力器具有体积小、重虽轻、快速致动性好，并能产生出很大的 操纵力等优点，因而被广泛采用。一般液压助力器是山以卜几个上要机件所组成（见卜图）：液压滑 阀（伺服阀）、活塞杆、作动筒及输入摇臂机构等。液压滑阀起着功率放大作用，活塞杆是将液体压 力能转换成机械能，输入摇臂机构则起着操纵和反馈作用。液压滑阀 摇臂支承点 摇骨支承点L上二输人揺臂油道I支座活塞杆助力器作动筒/连接舵面口前在直升机上采用的液压助力器，构造形式很多，但常见的有装有主、副液压分油滑阀的单 腔液压助力器：装有制动器的双系统供油的液压助力器：装有上、副液压分油滑阀的双圧助力器（有 的在主液压分油滑阀上带有阻尼活塞）O在较小型直升机上只有一套液压系统就能进行满意的操纵，甚至将液压系统关闭或发生故 障时也能飞行。但大的直升机上有双套或更多独立的液压系统來保证时时有一个系统在工作，以确保 飞行安全。配平机构驾驶员改变飞行状态，通过驾驶杆借门动倾斜器使桨叶周期变距位迓发生变化。如果驾驶 员移动驾驶杆没有力的感觉显然是无法操纵直升机的，杆力大小不同反应就会不同。大多数直升机 上驾驶杆的杆力纵向梯度为0. 2-0. 7kg/cm,横向杆力梯度相对小一些，均山载荷感觉弹赞产生。 但飞行中如果要长时间保持这一状态，驾驶员就感到疲劳。为了能在不同的飞行状态卜持续飞行而 又不使驾驶员感到体力疲劳，就需卸除驾驶杆（包括脚瞪）上的“载荷”。所以一般直升机上为此设昼 了杆（舵）力配平机构。口前直升机上的配平机构有两种类型，即用潑性制动器或用双向传动电动机构，从而达到 卸载作用。配平机构的按钮都装在驾驶杆顶端，飞行中使用非常方便。直升机口动飞行控制一般直升机的操纵力矩校小，操纵响应迟缓，而且直升机操纵时的协调动作多，加上直升 机口身稳定性较差，因而使直升机驾驶员工作负担重、易T疲劳，而且也难以掌握直升机的驾驶技 术。为此，越來越多的直升机上设计了门动飞行控制系统，如口动驾驶仪和增稳装呂，以减轻飞行员 的负荷、改善直升机的稳定性。在四五十年代间出现了初期的系统，即利用传感器（姿态角、航向角、高度和加速度等传 感器）的电信号控制液圧舵机，舵机按并联或串联方式接入操纵系统，通过广I动倾斜器使桨叶进行周 期变距门动稳定来控制俯仰角和倾斜角，通过尾桨变距來稳定和控制航向角，通过拎制总距來稳定 和改变飞行高度，还可以用速度信号控制俯仰角來稳定飞行高度。70年代功能发展到包括口动悬 停、门动过渡飞行、口动载荷稳定、全天候口动飞行及拉降着舰（直升机在颠簸的舰面上降落时，用 舰上钢索挂上并拖拉直升机，使它安全降落）、口动稳定等。另外，也可以与其他设备交联以提高直 升机的战斗性能，如：地形回避、反潜吊放声呐电缆角门动稳定、反潜搜索时飞行航迹的门动控制 等。很多新技术，如射流式系统、增稳系统、数字式控制系统、电传系统、变稳系统等也先后进行 了试验和应用。联轴节联轴节是传动轴与铀之间的联接装逍.要求联轴节以最小的功率损欠可靠地传递扭矩并实 现传动轴间的角位移和线位移补偿。现代直升机上传动轴的联轴节，为了减小振动、易丁实现补偿, 大多数采用柔性结构。联轴节的种类比较多.主要有以卜种（如卜图所示）：3用f組钢片作为艸匸元件的联箱结物图2.2-44四种黴轴节联鈿审2球芳定心面3, 4.半联驻节5佬片组6弼性轴7.花健怨合8. 9半以辅节10僉胶块