?在上一篇文章中,我們介紹了鉸鏈式和蹺蹺板式直升機旋翼。今天,我們將介紹無鉸鏈和無軸承類型。
無鉸鏈
從 1940 年代到 1960 年代,鉸接式轉子是轉子的主要形式。在長期的應用中,這種形式發展更加成熟,經驗也更加豐富。但這種形式存在結構復雜、維護工作量大、操縱效率高、角速度阻尼小等固有缺點,并不理想。因此,1950年代以來,除了簡化鉸鏈轉子結構外,無鉸鏈轉子的研究工作也開始了。經過長期的理論和實驗研究,無鉸鏈轉子在印度末期和1970年代初進入實用階段。德國BO-105、英國“天貓”(WG-13)等)無鉸鏈旋翼翼升飛機取得成功,并已投入量產。
與鉸接旋翼相比,無鉸鏈旋翼結構的力學性能與飛行力學性能的關系更為密切。這種形式的轉子產生了一些新的動態穩定性問題,本節重點介紹無鉸轉子的結構特征。
(1)BO-105直升機的無鉸鏈旋翼如下圖所示。BO-105直升機有一個無鉸鏈旋翼。它的螺旋槳輪轂尺寸比較緊湊,剛性很高。根部連接到螺旋槳輪轂,葉片的拍打和擺動運動是通過玻璃鋼葉片根部的彎曲變形來實現的。這種葉片為柔性轉子葉片,振動頻率為n,1,0.65 ,轉子結構錐角為2.5。
(2)山貓直升機的螺旋槳轂結構如下圖“天貓”直升機的無鉸鏈旋翼示意圖。與BO-105直升和直升機螺旋槳轂相比,它的剛度更小,而且螺旋槳的擺動運動是由與螺旋槳軸相連的擺動柔性部分的彎曲變形來實現的,而擺動運動是由變槳距鉸鏈殼的延伸部分的彎曲變形來實現的。這種機翼采用消除耦合的設計,以及它的振蕩頻率。wvl=0.43,這也是一個輕柔振蕩的轉子。
(3)Star 柔性螺旋槳轂
如下圖所示,法國宇航公司SA-365N“海豚”II型直升機的星形柔性旋翼輪轂結構主要由中央星形、球形疊層彈性體軸承、粘彈性阻尼器(又稱頻率匹配器)組成。 )、夾板和自潤滑關節軸承。中心星形件用螺栓直接固定在轉子軸接頭板上,球頭軸承套在星形件的四個支撐臂的外端,軸承座通過夾板連接粘彈性搖擺阻尼器。上下夾板外端與槳相連t梁履帶吊專題|直升機主題 | 直升機樞紐結構(第二部分)二手吊車,內端通過固定在星形孔內的球形疊層彈性體軸承與星形相連接。
1. 整流罩 2. 3. 自潤滑關節軸承。粘彈性阻尼器 4.夾板 5.球面彈性軸承 6.墊片 7.中心星形 8.銷
葉片上的離心力通過夾板傳遞給彈性軸承,彈性軸承以壓縮的方式將離心力傳遞給星形件(見下圖)。
變槳距桿通過搖臂作用在夾板上的扭轉力矩使彈性軸承發生扭轉變形,夾板帶動葉片圍繞彈性軸承球中心與軸承中心的連接處一起旋轉。關節軸承,從而實現葉片的變槳距運動。如圖所示。
葉片擺動時,由于星形的柔性臂在擺動方向上具有彈性,當葉片和夾板總成圍繞彈性軸承中心上下擺動時,彈性軸承本身就圍繞軸承中心產生剪切變形。領域。,星形片的柔性臂上下彎曲(如圖)。
由于星形柔性臂在擺動方向上的剛度比在擺動方向上大得多,所以當葉片和夾板組件圍繞彈性體軸承中心來回擺動時,彈性體軸承本身會發生剪切變形,而在粘彈性阻尼器的硅橡膠層中,它在擺方向上的剛度比星形的柔性臂要低得多t梁履帶吊專題吊車,也會發生剪切變形,這既提供了阻尼,又提供了額外的彈性約束(見圖)。
無軸承轉子
上面提到的無鉸鏈轉子只是沒有擺動鉸鏈和擺動鉸鏈,但仍然保留了可變螺距的軸向鉸鏈,因此并不是真正的“無鉸鏈”。由于保留了承受大力矩和離心力的變距鉸鏈,因此難以減輕結構的重量,結構的簡化也受到限制。無鉸鏈轉子的邏輯進一步發展是消除可變螺距鉸鏈。無軸承轉子是取消擺動鉸鏈、擺動鉸鏈和變槳鉸鏈的轉子。葉片的擺動、擺動和俯仰運動均由葉片根部的柔性元件完成。
西科斯基生產了一種所謂的“橫梁”型無軸承轉子方案。示意圖如下圖所示。
葉片的主要承重構件是單向碳纖維梁。±45'層的玻璃鋼蒙皮構成葉片的形狀,泡沫塑料填充在蒙皮和橫梁之間,蒙皮到達根部時變成中空的扭管。中空扭管與大梁無連接,其內端與操縱、搖動相連。作用在控制臂上的控制力由扭管傳遞到大梁上,使扭管中的部分大梁發生扭轉變形,實現距離的變化。
該解決方案引人注目地采用了橫梁布局t梁履帶吊專題,其中葉片的離心力由自身平衡,可能會大大減輕轉子的重量。與一般無鉸鏈螺絲刀相比,重量可減輕50%。美國Boeing-Voltol公司研制的BO-105直升機無軸承旋翼方案。其特點是采用兩根“]”型結構的開截面單向碳纖維梁。由碳纖維制成并固定控制搖臂的扭力管布置在兩個“]”梁之間。兩者之間沒有任何聯系。扭管外端與“]”梁外端固定,內端與控制楔連接。扭轉變形實現距離變化。