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　　【正文】 在总重量一吨级的轻型直升机Bell47上。50年代中期又把万向接头式进一步发展成统统板式，研制了总重量达4吨多的中型直升机UH—l和9吨级的BeH214直升机。虽然这两种族翼形式除了贝尔公司外很少采用，但仅仅Bell47型及UH—l系列直升机产量就很大，应用也很广泛。图2．2—8所示为Bell47型直升机万向接头式旋翼桨毂的构造，图2。2—9为其原理图。两片桨叶通过各自的轴向铰和桨毂壳体互相连接，而桨毂壳体又通过万向接头与旋翼轴相连。挥舞运动通过万向接头B—B铰实现。改变总距是通过轴向铰实现的，而周期变距是通过万向接头绕。aa铰的转动实现。跷跷板式旋翼和万向接头式旋翼的主要区别是桨毂壳体只通过一个水平铰与旋翼轴相连，这种桨毂构造比万向接头式简单一些，但是周期变距也是通过变距铰来实现。一般变距铰采用拉扭杆来负担离心力。这两种桨毂形式与铰接式相比，其优点是桨毂构造简单，去绰了摆振铰、减摆器，两片桨叶共同的挥舞铰不负担离心力而只传递拉力及旋翼力矩，轴承负荷比较小，没有“地面共振”问题。但是，这种旋翼操纵功效和角速度阻尼比较小，为了加大角速度阻尼，这种形式的旋翼都要带机械增稳装置——稳定杆，没有办法改善操纵功效，对于机动性要求较高的直升机，上述缺点就很突出。 (四)无铰式从40年代到60年代，铰接式旋翼是主要的旋翼形式。在长期的应用中这种形式发展得比较成熟，经验也比较多。但是，由于结构复杂、维护工作量大、操纵功效及角速度阻尼小等固有的缺点，这种形式不够理想。因此，从50年代起，除了简化铰接式旋冀结构外，还开始了无铰式旋翼的研究工作。经过长期的理论与试验研究，印年代末及70年代初无铰式旋翼进入了实用阶段。带有无铰式旋翼的宜升机如德国的BO—105，英国的“山猫”(WG—13)等，它们取得了成功并投入了批生产。与铰接式旋冀相比，无铰式旋翼的结构的力学特性与飞行的力学特性联系更为密切。这种形式的旋翼会产生一些新的动力稳定性问题，本节着重介绍无铰旋冀的结构特点。(1)BO—105型直升机的无铰式旋翼如图2．2—10所示为BO—105型直升机无较式旋翼，它的桨毂尺寸比较紧凑，刚度也很大，变距铰在桨叶根部与桨毂相连，桨叶挥舞和摆振运动是通过玻璃钢桨叶根部的弯曲变形来实现的。这种桨叶是屑于摆振柔软型旋翼桨叶，摆振频率n，1，0．65，旋翼结构锥度角为2．5。(2)“山猫”直升机的无铰式旋翼图2．2—ll所示为山猫直升机桨毂结构，它与BO—105直，升机桨毂相比刚度要小，桨叶的挥舞运动由和桨轴相联的挥舞柔性件弯曲变形实现，而摆振运动则是由变距铰壳体的延伸段的弯曲变形实现。这种族翼是采用了消除耦合的设计，它的摆振频率。wvl=0．43，也是摆振柔软的旋翼。(3)星形柔性桨毂图2．2—12所示为法国航宇公司的SA—365N“海豚” II型直升机的星形柔性旋翼桨毂构造，它主要是由中央星形件、球面层压弹性体轴承、粘弹减摆器(也称频率匹配器)、夹板和自润滑关节轴承等组成。中央星形件通过螺栓直接固定在旋翼轴接合盘上，球关节轴承套装在星形件四个支臂的外端，而轴承座通过粘弹减摆器与夹板相连接。上、下夹板在外端连接桨叶，而内端通过固定在星形件孔内的球面层压弹性体轴承与星形件相连接。星形件上伸出的四个支臂在挥舞方面是柔性的。1．整流罩2．自润滑关节轴承3．粘弹减摆器4．夹板5．球面弹性轴承6．垫片7．中央星形件8．销子桨叶上的离心力通过夹板传给弹性轴承，弹性体轴承以受压方式将离心力传到星形件上(－13)。由变距拉杆经摇臂作用到夹板上的扭转力矩使弹性轴承产生扭转变形，夹板带动桨叶一起绕弹性体轴承球中心与关节轴承中心的连线转动，从而实现桨叶的变距运动，—14所示。桨叶挥舞运动时，由于星形件柔性臂在挥舞方向是柔性的，因此，当桨叶连同夹板组件一起绕弹性体轴承中心上、下挥舞时，弹性体轴承本身绕球心产生剪切变形，而星形件柔性臂产生上下弯曲变形(—15)。由于星形件柔性臂在摆振方向的刚度要比在挥舞方向大得多，因此当桨叶连同夹板组件一起绕弹性体轴承的中心前后摆动时，弹性体轴承本身产生剪切变形，而在摆振方向刚度比星形件柔性臂低得多的粘弹减摆器的硅橡胶层也将产生剪切变形，这样既提供了阻尼又附加了弹性约束(—16)。由以上所述可以看出，这种形式的桨毂实际上就成了在位接处有弹性约束的铰接式旋翼。其挥舞一阶固有频率wV1=，％只，接近铰接式旋翼的上限；摆振一阶固有频率。wV1=，接近于摆振柔软的无铰式旋翼的下限。所以，星形柔性旋翼其结构动力学特性介于铰接式与无铰式之间。采用这种结构动力学布局的出发点，可能是为了能在操纵功效及角速度阻尼方面比铰接式有所改善。同无铰式旋翼一样，这种形式的旋翼也带有结构锥度角，以消除旋翼拉力所引起的不变的弯距。“海脉”，直升机的桨叶还带有2度的后掠角，这主要是为了改善在巡航状态时桨毂的受力。(五)无轴承式旋翼上面所说的无铰式旋翼只是没有挥舞铰和摆振铰，却仍然保留了变距用的轴向铰，因此也还不是真正的“无铰”。由于保留了承受很大力矩和离心力的变距铰，结构重量难以减轻，结构的简化也受到了限制。无铰式旋翼合乎逻辑的进一步发展，就是取消变距铰。无轴承旋翼就是取消了挥舞铰、摆振铰和变距铰的旋翼，桨叶的挥舞、摆振和变距运动都以桨叶根部的柔性元件来完成。西科斯基公司制出一种所谓“交叉梁”式的无轴承旋翼方案，原理简图见图2．2—17。桨叶的主要承力件是一根单向碳纤维大梁。 士45’铺层的玻璃钢蒙皮构成了桨叶的外形，蒙皮与大梁之间充填泡沫塑料，到达根部蒙皮就转变成为空心的扭管。空心扭管与大梁没有联系，其内端连操纵摇劈。作用在操纵接臂上的操纵力从扭管向外传至大梁，使大梁在扭管中的那一部分产生扭转变形而实现变距。这个方案引人注目地采用了交叉梁的布局，桨叶的离心力在大梁中自身得到平衡，有可能大大地减轻旋翼的重量。与一般无铰式旋具相比，重量可减轻50％。图2．2—18为美国波音—伏托尔公司研制的装于BO—105直升机上的无轴承旋翼方案。它的特点是采用了两个“]”型结构的开剖面单向碳纤维梁，梁的内端与固定在旋翼轴上的连接盘相连接，外端连接桨叶，由士45’铺层的碳纤维构成、固定操纵摇臂的扭管则布置在两个“]”型梁之间。两者之间没有联系，扭管外端与“]”型梁外端固定在一起，内端连接操纵摇劈，来自操纵拐劈上的操纵力通过扭管传给“]”型梁，使梁产生扭转变形，以实现变距。

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