直升机旋翼系统

旋转翼系中，桨叶是提供升力的重要部件，除了气动力要求外，对桨叶的设计也有动力学和疲劳要求。如设计的桨叶固有频率与气动激振力不共振，桨叶摆动、摆振基频满足操纵稳定性和“地面共振”等要求，以及桨叶承力结构具有疲劳性能好、使用寿命长等优点。旋翼桨叶的发展是基于材料、技术和旋翼理论的综合发展。根据叶片发展的顺序，可分为混合叶型、金属叶型和复合材料叶型三种类型。因为50年代后期混合桨逐渐被新式桨所取代，目前仅用于重型直升机米-6、米-26型。

该金属桨叶是由被挤压的D型铝合金大梁和后段连接件组成的后段。后段外包金属蒙皮，中间垫有泡沫或蜂窝结构，如下图所示。与混合叶片相比，该叶片气动效率高，刚度好，而且加工简单，疲劳寿命高。所以在50年代后期，金属叶片逐渐取代了混合叶片。

复古至70年代早期，随着复合材料的广泛应用，旋翼桨叶在复合材料桨叶上也进入了新的发展阶段。下图所示的复合桨叶结构为“海脉”直升飞机桨叶结构，其主要承力件“C”型横梁主要承受离心力，并提供大部分挥动弯曲刚度，它由拉力和弯曲方面的比刚度和比强度高的零度单向玻璃纤维预浸带组成。机翼前部和后部各布置一根“Z”形横梁。前前后后的“Z”形横梁与蒙皮粘合在一起，使叶片截面形成多封闭室结构；此外，蒙皮全部采用碳纤维铺装，并呈展向+-45度，显然这是为了提高叶片扭转刚度。叶片内部采用泡沫作为支撑，前缘用不锈钢包裹，以防止磨损。

复合桨叶的桨根连接方式是个突出问题。为防止玻璃纤维被切断，通常的方法是将纤维缠绕在金属表面。下面是“海脉”直升飞机桨叶，它将纤维直接缠绕在金属套管上，使得桨根结构清洁、光滑，没有明显的应力集中。既能提高疲劳强度，又能减少维修工作量。