共轴机 - 图文(2)

过总距补偿完全可以解决问题。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

2 全差动航向操纵方案

共轴式直升机全差动航向操纵方案是指在航向操纵时大小相等方向相反地改变上下旋翼的总距从而使得直升机的合扭矩不平衡，机体产生航向操纵的力矩。由于在操纵时上下旋翼的总距总是一增一减，因此航向操纵与总升力变化的耦合小，即用于由于差动操纵引起的升力变化所需的总距补偿较小。显然，该方案可减轻驾驶员的操纵负担。前苏联卡莫夫设计局研制的卡莫夫系列共轴式直升机均采用了此种方案。

该操纵机构分别在上旋翼轴内和下旋翼轴内设有可上下移动的套筒，该套筒随旋翼轴同步转动且可沿旋翼轴做上下相对运动。上下旋翼套筒在上下旋翼桨毂附近，套筒连接上下旋翼变距摇臂，变距摇臂在不同距离处与旋翼变距拉杆和自动倾斜器外环支杆铰接形成杠杆摇臂，通过上下移动套筒实现变距运动。两套筒的内部设有变距装置，该装置与设在主减速器底部的总距手柄和航向手柄相连，总距手柄通过垂直拉动变距装置实现上下旋翼总距的同步增减，达到改变直升机升力的目的。航向手柄通过正反转动变距装置实现上下旋翼总距一增一减的运动，进而实现航向操纵。

由于操纵拉杆装置设在轴内，使得整个外部操纵机构简单、干净，上下自动倾斜器在轴向没有运动。这种结构方案比较适合于大型直升机，因为轴的内径相对较大，为安装操纵装置提供了较大的空间。而对于轻小型直升机，由于尺寸的限制，采用这样的方案会有些困难。

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共轴式直升机的传动系统

共轴式直升机的传动系统是将发动机的动力通过离合器、减速器传递给上旋翼轴和下旋翼轴，本文主要介绍比较典型的等转速方案。

所谓等转速方案是指上下旋翼通过齿轮换向并通过齿轮保持相同的减速比。

一般来说，共轴式直升机的上旋翼轴和下旋翼轴都是通过内外轴以实现共轴反转。上下旋翼的内外轴又是通过主减速器内的圆锥齿轮实现换向运动的。因此，主减速器既是动力传递减速装置又是上下旋翼的换向装置。

对于轴系，一般至少应有上下旋翼轴和套筒三部分组成。上旋翼通过桨毂与内轴相连，内轴穿过与下旋翼连接的外轴，在与外轴的交汇处通过轴承隔开，在此，轴承一方面将内外轴的运动隔开，一方面使外轴对内轴在该点进行支撑。内轴在下端与下锥齿轮连接并通过轴承由

减速器壳体支撑。套筒与减速器壳体固连并在下自动倾斜器处通过轴承对外轴支撑。外轴在下端与上锥齿轮通过平键或花键相连并通过轴承与减速器壳体连接。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

由气动分析可知，上旋翼在相同功率下的升力大于下旋翼，尤其是在悬停和低速飞行状态，而上旋翼轴相对下旋翼轴又细又长，因此，存在上旋翼轴危险截面的弯扭组合应力远大于下旋翼轴的严重情况。设计时应予以注意。

共轴式直升机的发展前景

直升机的垂直起降、空中悬停、自转下滑的能力是在所有飞行器中效率最高、并无法代替的。但是，由于采用旋翼作为升力和推进系统，使得直升机的前飞速度受到限制。直升机的前飞速度的限制主要不是来自于发动机功率和机体的废阻力。其最主要的原因是所谓的前行桨叶激波和后行桨叶失速。而首先限制直升机前飞速度的是后行桨叶失速。所谓前行桨叶指的是直升机在前飞中，旋翼旋转的一侧是顺航向，其桨尖处相对桨叶前缘的速度是旋翼切向速度与直升机前飞速度的叠加。如该速度超过音速则产生激波，增加需用功率。后行桨叶失速则是指旋翼向后旋转一侧的桨叶前缘处是旋翼切向速度之差，在旋翼转速一定时，前飞速度越大，该差越大，其桨叶前缘处的速度会越小。西班牙人西尔瓦发明的铰接式旋翼，使旋翼在旋转一周中在空气动力作用下自由挥舞，使得前行桨叶处速度大时迎角小，而后行桨叶处速度小迎角大，从而消除了侧倾力矩，但后行桨叶的迎角一旦超过临界迎角就会失速，最后导致后行侧无升力。实际上当后行桨叶失速区域占桨盘面积的四分之一时，旋翼的气动不平衡力矩传到驾驶杆上的振动使得直升机处于不可控状态。

近些年为提高直升机的飞行速度和航程，人们在寻找其他的方法，比较典型的是美国的X2 复合式直升机和俄罗斯的卡-92 复合式直升机。

这两种飞行器的一个最明显的特点都是采用了共轴双旋翼的布局。X2 复合式直升机采用了共轴双旋翼加短机翼和螺旋桨的形式。俄罗斯卡-92 复合式直升机则是共轴双旋翼加共轴式螺旋桨形式。

这两种飞行器的特点是，采用共轴双旋翼作为垂直飞行时的升力系统，采用推力螺旋桨作为前飞时的推进系统，充分发挥了各自优势，保持了共轴双旋翼的高的悬停效率和自转下滑下滑能力，以及螺旋桨的高效推进能力。 [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

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这种复合式直升机在前飞时螺旋桨和机翼所产生的升力为旋翼卸载，减小了旋翼拉力的前飞分量，从而缓解了前行桨叶激波和后行桨叶失速对飞行器的恶劣影响。由于采用了共轴双旋翼，高速前飞所带来的后行桨叶失速问题可由上下旋翼转速相反，其后行桨叶所处位置相对机体对称的特性而解决：一副旋翼产生的侧倾力矩被另一副旋翼的侧倾力矩平衡。因此，共轴双旋翼反转的对称性，与倾转旋翼的左右布置且反转的对称性相比，具有悬停效率高、保持自转下滑能力、不需倾转机构、安全性高的优势。所需研究和解决的问题是在高速前飞中共轴双旋翼的质量特性和气动特性对机体的影响。

共轴式复合式直升机很可能作为一种新型飞行器，来提高直升机的速度和航程。

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