直升机原理与技术 教材.doc

史卫成 编著 南昌航空工业学院 2011年3月 前 言 直升机是以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源，能在大气中垂直起落及悬停并能进行前、后飞、定点回转等可控飞行的重于空气的航空器。直升机主要由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。机身上方的旋翼轴上装一副或几副大直径的旋翼，由活塞式发动机或涡轮轴发动机驱动。旋翼转动能在空气中产生向上的升力，只要升力大于直升机重量就可垂直升空。驾驶员操纵旋翼上的自动倾斜器，当旋翼向左右前后倾斜时，就能相应产生向左右前后的水平分力，直升机即可向任一方向飞行。如果保持旋翼升力与直升机重量相等，就能悬停在空中。万一发动机在空中停车，直升机可利用旋翼自转下滑，强迫着陆。直升机的最大速度可达300km/h以上，俯冲极限速度近400km/h,使用升限可达6000m(世界纪录为12450m),一般航程可达600～800km左右。携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米-26(最大起飞重量达56t，有效载荷20t)。直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。 目前直升机相对飞机而言，振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大、使用成本较高，速度较低，航程较短。直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。直升机的发展史 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1 1.2 直升机概念的萌芽 …………………………………………………………… 1 1.3 早期直升机的发展 …………………………………………………………… 3 1.4 直升机的起飞 ………………………………………………………………… 6 1.5 进入涡轮发动机时代 ………………………………………………………… 8 1.6 现代直升机 …………………………………………………………………… 10 1.7 中国直升机发展历史 ………………………………………………………………………………………………………………… 15 2.1 直升机的力 …………………………………………………………………… 15 2.1.1 直升机的升力来源 ………………………………………………………… 15 2.1.2 直升机的旋翼 ……………………………………………………………… 16 2.1.3 直升机的力平衡 …………………………………………………………… 18 2.1.4 直升机的反扭矩 ……………………………………………………………旋翼的布局形式 ……………………………………………………………单旋翼直升机 ……………………………………………………………双旋翼直升机 ………………………………………………………………………………………………………………………… 23 2.2.1 桨毂结构特点 ………………………………………………………………铰接式 ……………………………………………………………………桨毂减摆器 ………………………………………………………………万向接头式及跷跷板式 …………………………………………………2.2.1.4 无铰式 ……………………………………………………………………2.2.1.5 无轴承式旋翼 ……………………………………………………………桨叶 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 34 2.2.2.2 桨叶的构造 ……………………………………………………………… 34 2.2.3 自动倾斜器 ………………………………………………………………… 35 2.2.4 旋翼的…………………………………………………………… 37 2.3 直升机尾桨 …………………………………………………………………… 40 2.3.1 尾桨的作用 ……………………………………………………