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机械技能

图解直升机结构原理

时刻:2015-08-08 15:02:52   作者:   来历:   阅览:4358   谈论:0
一、机身结构图
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二、机身
    机体用来支撑和固定直升机部件、体系,把它们连接成一个全体,并用来装载人员、物资和设备,使直升机满意既定技能要求。机体是直升机的重要部件。下图为 UH—60A直升机的机身分段图。
    机体外形对直升机飞翔功能、操纵性和稳定性有重要影响。
    在运用过程中,机体除接受各种装载传来的负荷外,还接受动部件、兵器发射和货品吊 装传来的动负荷。这些载荷是经过接头传来的。为了装卸货品及设备设备,机身上要规划很 多舱门和开口,这样就使机体结构杂乱化。
    旋翼、尾桨传给机体的交变载荷,引起机身结构振荡,影响乘员的舒适性及结构的疲惫寿数。因而,在规划机身结构时,有必要采纳办法来下降直升机机体的振荡水平。
    军用直升机机体结构应该有耐弹击损害和抗坠撞的才能。 近年来,复合资料日益广泛地应用于机身结构,与铝合金相比较,它的比强度、比刚度高,可以大大减轻结构分量,并且破损安全功能好,成型工艺简略,所以遭到人们的遍及重 视。例如波音360直升机由于选用了复合资料结构新技能以及先进气动、振荡和飞翔操控技 术,可使巡航速度添加35%,有效载荷添加1296,出产功率进步50%。
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三、发动机直升机的动力设备
    发动机直升机的动力设备大体上分为两类,即航空活塞式发动机和航空涡轮轴发动机。 在直升机开展初期,均选用技能上比较老练的航空活塞式发动机作为直升机的动力设备。但由于其振荡大,功率质量比和功率体积比小、操控杂乱等许多问题,人们就运用现已 开展起来的涡轮喷气技能寻求功能优秀的直升机动力设备,然后研发成功直升机用涡轮铀发动机。
    实践证明,涡轮轴发动机较活塞式发动机更能合适直升机的飞翔特色。当今世界上,除部分小型直升机还在运用活塞式发动机外,涡轮轴发动机已成为直升机动力设备的首要办法。
航空涡轮轴发动机:
    航空涡轮轴发动机,或简称为涡铀发动机,是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。法国 是最早研发涡轴发动机的国家。50年代初,透博梅卡公司研发成一种只要一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机,功率达到了206kW(280hp), 成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机,定名为“阿都斯特—l”(Artouste—1)。首要装用这种发动机的直升机是美国贝尔直升机公司出产的Bell 47(编号为XH—13F),于1954年进行了首飞。
    涡轴发动机自从面世近40年来,产品不断改进开展,结构、功能一代比一代好,类型不断移风易俗。据不完全统计,世界上直升机用航空涡轴发动机,阅历了四代开展时期,输出轴功率从几十千瓦到数千千瓦,大大小小约有二十几个开展系列。
 西方典型的四代航空涡轴发动机
图解直升机结构原理
涡轴发动机分类:
    涡轴发动机据其动力涡轮的办法不同,可分为固定涡轮轴发动机和自在涡轮轴发动机两种。前者的动力涡轮和燃气发作器转于,一起固定在同一根轴上;后者的动力涡轮和燃气发 生器转子,别离固定在两根轴上,动力涡轴与燃气发作器转于互相无机械联络,动力涡轴呈“自在”状况。自在涡轮轴发动机,又可分为后出轴和前出轴两种。
 涡轴发动机的首要机件及其作业原理:
    与一般航空喷气发动机相同,涡轴发动机也有进气设备、压气机、燃烧室、涡轮及排气 设备等五大机件,涡轴发动机典型结构如下图所示。
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四、减速器
    减速器直升机一般为齿轮传动式主减速器(如下图所示), 它有发动机的功率输入端以及与旋翼、尾桨附件传动轴相联的功率输出端,是直升机上首要动部件之一,也是传动设备中最杂乱、最大、最重的一个部件。
主减速器作业特色及要求
  主减速器的作业特色是减速、转向及并车。它将高转速小扭短的发动机功率变成低转 速、大扭短传递给旋翼轴,并按转速、扭矩需求将功率传递给尾桨、附件等,在直升机中它 还起作中枢受力构件的效果,它将直接接受旋翼发作的悉数效果力和力矩并传递给机体。 依据主减速器的作业特色,对其功能有如下要求:
    传递功率大、分量轻。跟着直升机技能不断开展,要求主减速器传递的功率越来越 大,齿轮啮合处的载荷也大得惊人。一台约束传递功率为3000kW直升机主减速器,其中有 的一对啮合齿轮要接受高达10000kg的力,为了确保齿轮、轴的强度,减速器不得不支付相 当大的分量价值。比方直升机的主减速器分量一般要占整个直升机结构分量的 l/7~l/9。
    减速比大,传递功率高。主减速器的减速比即传动比,也便是发动机功率输出轴转 速与旋翼转速之比;传递功率即传递过程中功率的丢失。由于旋翼与发动机输出轴转速相差 非常悬殊,有的直升机总减速比高达120。转速差越大,旋翼轴的扭矩也越大,齿轮载荷就越高。为了减轻载荷,就有必要采纳多级传动和杂乱的齿轮传动系等卸载办法,这必然给传递功率带来晦气影响。 一般现代直升机减速器的传递功率大致保持在0.985左右。
    寿数长、牢靠性好。虽然规划时,现代直升机的主减速器大都零件包含齿轮、轴和 机匣都是按无限寿数规划的,但实践上却是按有限寿数运用。因而要求在实践运用中每作业 一段时刻后,要从直升机上卸下主减速器送往工厂翻修;替换被耗费的零件,查看合格后再 装上直升机从头投入运用。这样的翻修可以进行数次,每两次送厂翻修的距离时刻称作翻修 距离期,或称主减速器翻修寿数。关于主减速器的牢靠性,常用均匀毛病距离时刻(MTBF)表明,即主减速器在实践使 用中,所发作毛病的次数对作业时刻的均匀值(或每两次毛病之间的均匀时刻)。   干作业才能强。由于主减速器内部齿轮多、载荷重,作业时需求滑油循环活动行润 滑,以确保主减速器正常作业,一旦失掉滑油,齿轮之间、轴与轴之间便会因过热而“烧蚀”,结果非常严峻。为了确保飞翔安全,特别是军用直升机应要求主减速器一旦断油后,有必定干作业才能。现代直升机上主减速器一般有30—40min的于作业才能,使飞翔员可以持续完结作战使命,能安全返场或紧迫着陆。
主减速器的结构和作业原理
    在直升机上主减速器是一个独立的部件,设备在机身上部 的减速器舱内,用支架支撑在机体承力结构上。主减速器由机 匣、减速齿轮及轴系和光滑体系组成。见某直升机的主减速器 外形和部面图(右图)。
    该主减速器机匣为铝合金(或镁合金)铸件,构成主减速 器的首要承力构件,内部装有带游星齿轮及轴系的减速设备和 滑油光滑体系附件。旋翼轴从顶部伸出,四周有两个与发动机 动力输出轴相连的设备座以及尾传动轴、其他附件传动轴相联 的设备座,最下方为滑油池。
主减速器的光滑
    主减速器有必要设置独立、自主式光滑体系,用于削减齿轮 和轴承面的冲突和磨损,防过热、防腐蚀、防划伤并经过滑油 循环活动以排出磨损产品。 主减速器光滑体系应确保在各种作业条件下光滑牢靠,散 热充沛,体系密封好,滑油耗费小,带有金属磨损物探测报警 设备保护查看便利。
主减速器作业情况的查看
    由于运用中不可能选用目视查看和直接检测的办法查看主 减速器内部零件的技能状况,除运用时空勤人员可经过滑油温 度和压力指示,以及滑油体系中金属屑报警设备等判别滑油系 统是否作业正常,还应经过定时查看减速器中滑油的状况来判 断这减速器零件的技能状况,由于运用时刻到翻修距离期后, 要及时返厂翻修,这样方能确保直升机要害部件——主减速器 的安全牢靠作业。
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