直升機原理.PPT

1、航空航天概論直升機直升機重力重力阻力阻力升力升力拉力拉力 以動力驅動的旋翼作為主要升力來以動力驅動的旋翼作為主要升力來源，能垂直起落的重于空氣的航空器。源，能垂直起落的重于空氣的航空器。 中國大百科全書中國大百科全書直升機的獨特優(yōu)勢：直升機的獨特優(yōu)勢： 垂直起落、懸停垂直起落、懸停 良好的低空低速特性良好的低空低速特性使直升機可廣泛應用于各個領域、各種環(huán)境。使直升機可廣泛應用于各個領域、各種環(huán)境。直升機定義：直升機定義：一、概述一、概述 民用：民用：通用運輸、搶險救生、公安巡查、特種作業(yè)通用運輸、搶險救生、公安巡查、特種作業(yè)一、概述一、概述一、概述一、概述 軍用：軍用：對地攻擊、反潛攻艦、機降

2、運輸、戰(zhàn)勤偵察對地攻擊、反潛攻艦、機降運輸、戰(zhàn)勤偵察二、直升機飛行原理二、直升機飛行原理 旋翼升力的產(chǎn)生旋翼升力的產(chǎn)生二、直升機飛行原理二、直升機飛行原理 旋翼反扭矩旋翼反扭矩二、直升機飛行原理旋翼反扭矩（續(xù)）旋翼反扭矩（續(xù)）直升機的分類：直升機的分類：按平衡反扭矩形式按平衡反扭矩形式二、直升機飛行原理 直升機垂直飛行直升機垂直飛行 通過同時改變各片槳葉安裝通過同時改變各片槳葉安裝角（槳距）的大小，改變旋翼升角（槳距）的大小，改變旋翼升力的大小，從而實現(xiàn)直升機的懸力的大小，從而實現(xiàn)直升機的懸停、垂直上升和垂直下降。停、垂直上升和垂直下降。槳距槳距二、直升機飛行原理 直升機水平飛行直升機水平飛行

3、 前飛、側飛、后飛是通過調(diào)整旋翼槳盤向前飛、側飛、后飛是通過調(diào)整旋翼槳盤向所需飛行方向傾斜，產(chǎn)生所需方向的水平分力，所需飛行方向傾斜，產(chǎn)生所需方向的水平分力，從而實現(xiàn)該方向的水平飛行。從而實現(xiàn)該方向的水平飛行。前飛前飛側飛側飛二、直升機飛行原理 直升機水平飛行（續(xù)）直升機水平飛行（續(xù)） 前飛時由于左右兩側氣流不對稱，導致左右兩側槳葉前飛時由于左右兩側氣流不對稱，導致左右兩側槳葉升力分布不對稱，從而引起很大的周期變化的槳根彎矩。升力分布不對稱，從而引起很大的周期變化的槳根彎矩。槳葉的槳葉的變距變距運動運動 槳葉的槳葉的揮舞揮舞運動運動 槳葉的槳葉的擺振擺振運動運動 變距鉸（軸向鉸）變距鉸（軸向鉸

4、）揮舞鉸（水平鉸）揮舞鉸（水平鉸）擺振鉸（垂直鉸）擺振鉸（垂直鉸）二、直升機飛行原理二、直升機飛行原理二、直升機飛行原理二、分類二、分類 直升機按直升機按用途用途分為運輸直升機、武裝直升機、分為運輸直升機、武裝直升機、反潛直升機反潛直升機 按起飛按起飛重量重量分為超小型直升機、小型直升機、分為超小型直升機、小型直升機、中小型直升機、中型直升機、大型直升機、重型中小型直升機、中型直升機、大型直升機、重型直升機和巨型直升機。直升機和巨型直升機。 機械驅動式直升機按平衡旋翼反作用扭矩的機械驅動式直升機按平衡旋翼反作用扭矩的方法和旋翼數(shù)量與位置分為下面幾種形式：方法和旋翼數(shù)量與位置分為下面幾種形式：二

5、、分類二、分類（1）單旋翼帶尾槳直升機）單旋翼帶尾槳直升機旋翼反作用扭矩靠尾槳推力平衡。旋翼反作用扭矩靠尾槳推力平衡。優(yōu)點：構造簡優(yōu)點：構造簡單，操縱系統(tǒng)簡單，單，操縱系統(tǒng)簡單，成本較低。成本較低。缺點：尾部缺點：尾部螺旋槳造成功率螺旋槳造成功率損失，重心定位損失，重心定位范圍窄，尾部長，范圍窄，尾部長，尺寸大。尺寸大。二、分類二、分類（2）共軸式雙槳直升機）共軸式雙槳直升機兩個旋轉方向相反的旋翼安裝在一根軸上，旋兩個旋轉方向相反的旋翼安裝在一根軸上，旋翼的反作用扭矩相互平衡。翼的反作用扭矩相互平衡。優(yōu)點：機身短優(yōu)點：機身短外形好，正面阻力外形好，正面阻力小，外廓尺寸小。小，外廓尺寸小。缺點：

6、操縱系缺點：操縱系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)復雜，統(tǒng)及傳動系統(tǒng)復雜，旋翼有相互干擾，旋翼有相互干擾，方向穩(wěn)定性不夠。方向穩(wěn)定性不夠。蘇聯(lián) 卡莫夫設計局 卡-52二、分類二、分類兩個旋翼安裝在機身的前后端，后面的兩個旋翼安裝在機身的前后端，后面的旋翼通常高于前面旋翼的旋轉平面。旋翼通常高于前面旋翼的旋轉平面。優(yōu)點：縱向穩(wěn)定優(yōu)點：縱向穩(wěn)定性好，重心定位范圍性好，重心定位范圍廣，重量效率高，機廣，重量效率高，機身有效容積大。身有效容積大。缺點：傳動系統(tǒng)缺點：傳動系統(tǒng)復雜，平飛時誘導損復雜，平飛時誘導損失大，利用旋翼自轉失大，利用旋翼自轉進行滑翔降落困難。進行滑翔降落困難。美國美國 CH-47 支努干支努干（3）縱

7、列式雙槳直升機）縱列式雙槳直升機二、分類二、分類（4）并列式雙槳直升機：）并列式雙槳直升機：兩個旋翼位于機身兩側并在同一平面內(nèi)，轉兩個旋翼位于機身兩側并在同一平面內(nèi)，轉向相反。向相反。優(yōu)點：操縱性、穩(wěn)優(yōu)點：操縱性、穩(wěn)定性較好平飛誘導損失定性較好平飛誘導損失小，經(jīng)濟性較好。小，經(jīng)濟性較好。缺點：構造復雜，缺點：構造復雜，操縱系統(tǒng)復雜。操縱系統(tǒng)復雜。米-12“信鴿”二、分類二、分類（5）交叉式雙槳直升機）交叉式雙槳直升機兩個旋翼位于機身兩側，兩個旋翼位于機身兩側，但兩個槳轂之間很近。轉軸但兩個槳轂之間很近。轉軸向外傾斜。向外傾斜。優(yōu)點：正面阻力小，優(yōu)點：正面阻力小，外廓尺寸小。外廓尺寸小。缺點：傳

8、動系統(tǒng)復缺點：傳動系統(tǒng)復雜，槳尖可能碰地，不雜，槳尖可能碰地，不安全，直升機的平衡復安全，直升機的平衡復雜。雜。二、分類二、分類（6）無尾槳直升機）無尾槳直升機水平旋翼負責提供飛機升力，并水平旋翼負責提供飛機升力，并從尾部吹出空氣，用附壁效應產(chǎn)生的從尾部吹出空氣，用附壁效應產(chǎn)生的推力抵消旋翼的反作用力推力抵消旋翼的反作用力 三、直升機結構機載設備燃油箱起落架機身減速器旋翼槳轂傾斜器發(fā)動機尾槳傳動裝置三、直升機結構 旋翼系統(tǒng)：包括槳葉和槳轂旋翼系統(tǒng)：包括槳葉和槳轂功用：產(chǎn)生升力、推力和操縱力。功用：產(chǎn)生升力、推力和操縱力。三、直升機結構旋翼旋翼旋翼由槳葉和槳轂組成。一副旋翼旋翼由槳葉和槳轂組成。

9、一副旋翼的槳葉最少有兩片，最多可達七片。的槳葉最少有兩片，最多可達七片。根據(jù)槳葉與槳轂的連接方式，旋翼根據(jù)槳葉與槳轂的連接方式，旋翼形式有四種，即形式有四種，即全鉸式、半鉸式、無鉸式全鉸式、半鉸式、無鉸式和無軸承式。和無軸承式。三、直升機結構 旋翼系統(tǒng)（槳葉）旋翼系統(tǒng)（槳葉）金屬槳葉金屬槳葉混合結構槳葉混合結構槳葉復合材料槳葉復合材料槳葉三、直升機結構 旋翼系統(tǒng)（槳轂）旋翼系統(tǒng)（槳轂）鉸接式槳轂鉸接式槳轂無鉸式槳轂無鉸式槳轂無軸承式槳轂無軸承式槳轂三、直升機結構 全鉸式旋翼全鉸式旋翼軸向鉸又稱變距鉸、垂直鉸又稱阻軸向鉸又稱變距鉸、垂直鉸又稱阻尼鉸、水平鉸又稱揮舞鉸。尼鉸、水平鉸又稱揮舞鉸。三、

10、直升機結構 其它形式旋翼其它形式旋翼半鉸式是兩片槳葉彼半鉸式是兩片槳葉彼此連為一體，共用一個中心此連為一體，共用一個中心水平鉸，沒有垂直鉸，仍有水平鉸，沒有垂直鉸，仍有軸向鉸。軸向鉸。無鉸式是取消水平鉸無鉸式是取消水平鉸和垂直鉸，只保留軸向鉸。和垂直鉸，只保留軸向鉸。無軸承式是取消三個鉸。槳葉的運動靠其無軸承式是取消三個鉸。槳葉的運動靠其扭轉變形和彎曲變形來實現(xiàn)。扭轉變形和彎曲變形來實現(xiàn)。三、直升機結構 尾槳尾槳尾槳是安裝在直升機尾端的小螺旋槳，它產(chǎn)尾槳是安裝在直升機尾端的小螺旋槳，它產(chǎn)生拉力，用以平衡旋翼旋轉時給直升機的反作用扭生拉力，用以平衡旋翼旋轉時給直升機的反作用扭矩，保持預定的飛行方

11、向；矩，保持預定的飛行方向；發(fā)揮飛機安定面作用，保持直升機飛行過程發(fā)揮飛機安定面作用，保持直升機飛行過程中的航向穩(wěn)定。中的航向穩(wěn)定。三、直升機結構 尾槳尾槳結構特點結構特點- 軸向餃和水平鉸軸向餃和水平鉸沒有垂直鉸沒有垂直鉸. .三、直升機結構 尾槳尾槳涵道式尾槳涵道式尾槳常規(guī)尾槳常規(guī)尾槳功用：平衡反扭矩、航向操縱。功用：平衡反扭矩、航向操縱。三、直升機結構 機身機身功用：支撐和功用：支撐和連接直升機各連接直升機各部件，裝載人部件，裝載人員、貨物、設員、貨物、設備等。備等。UH-60三、直升機結構 起落架起落架滑橇式滑橇式輪式輪式功用：支承機體，吸收著陸時的沖擊能量。功用：支承機體，吸收著陸時

12、的沖擊能量。三、直升機結構 操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng)的功用是將駕駛員對駕駛桿和腳操縱系統(tǒng)的功用是將駕駛員對駕駛桿和腳蹬的操縱傳到有關的操縱機構，以改變直升機蹬的操縱傳到有關的操縱機構，以改變直升機的飛行姿態(tài)和方向。的飛行姿態(tài)和方向。操縱系統(tǒng)主要由駕駛桿、腳蹬、油門變距操縱系統(tǒng)主要由駕駛桿、腳蹬、油門變距桿、自動傾斜器、液壓助力器、加載機構、旋桿、自動傾斜器、液壓助力器、加載機構、旋翼剎車、連桿、搖臂等組成。翼剎車、連桿、搖臂等組成。它可分為三部分：油門變距系統(tǒng)、腳操縱它可分為三部分：油門變距系統(tǒng)、腳操縱系統(tǒng)和駕駛桿操縱系統(tǒng)。系統(tǒng)和駕駛桿操縱系統(tǒng)。三、直升機結構 操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng)腳蹬操縱腳蹬操縱

13、 總距操縱總距操縱 周期變距操縱周期變距操縱 改變直升機航向改變直升機航向操縱直升機升降操縱直升機升降改變旋翼拉力方向改變旋翼拉力方向功用：控制直功用：控制直升機的飛行姿升機的飛行姿態(tài)和飛行方向。態(tài)和飛行方向。三、直升機結構 操縱系統(tǒng)（總距桿）操縱系統(tǒng)（總距桿） 使旋翼槳距同時增大或減小，使旋翼槳距同時增大或減小，從而使旋翼升力增大或減小。從而使旋翼升力增大或減小。三、直升機結構 操縱系統(tǒng)（周期變距桿）操縱系統(tǒng)（周期變距桿） 使旋翼槳距產(chǎn)生周期性使旋翼槳距產(chǎn)生周期性變化，從而使槳盤傾斜。變化，從而使槳盤傾斜。三、直升機結構 操縱系統(tǒng)（腳蹬）操縱系統(tǒng)（腳蹬） 整體改變尾槳槳距，從整體改變尾槳槳距，從而改變尾槳拉力，使