直升机结构
直升飞机的主要组成部分是机体和升力(包括旋翼桨和尾桨),动力,传动三大系统,以及机载飞行设备等。通常,涡轴发动机或活塞式发动机驱动旋翼,其动力来源是一个机械传动系统,包括传动轴和减速机等,或者桨尖喷气产生的反作用力。目前实际应用的是机械传动的单旋翼直升机和双旋翼直升机,其中以单旋翼直升机的数量最多。
直升飞机最高飞行速度可达300米/小时,最大飞行速度可达400米/小时,最大飞行高度可达6000米/小时(世界记录为12450米),一般航程约600~800千米。运载机内外副油箱的转场航程可达2000公里以上。
直升机的起飞重量因需要而异。目前,世界上投入使用的重型直升机数量最多的是俄罗斯的Mi-26型直升机(最大起飞重量56吨,20吨有效载荷)。
直升飞机最显著的特点是能够进行低空(离地数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行,尤其是能够在小面积地区垂直起降。因此,它有着广泛的用途和广阔的发展前景。
军事上广泛应用于对地攻击、飞机降降登陆、武器运输、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通讯联络、反潜扫雷、电子对抗等。用于民用方面,用于短途交通运输,医疗救护,救灾救生,应急救援,起重设备,地质勘探,护林灭火,航空摄影等。海井与基地之间的人员和物资运输是民用运输的重要方面。
目前,与飞机相比,直升机的振动与噪声水平较高,维修与维修工作量大,使用成本高,飞行速度慢,航程短。直升飞机未来的发展方向是在这些方面进行改进。现代化的直升机
90年代是直升机发展的第四个阶段,出现了具有目视、声学、红外和雷达等综合隐身设计的武装侦察直升机。经典的飞机种类有:美国的RAH-66和S-92,以及国际上称为第四代直升机的“虎”、NH90和EH101等。
此阶段的直升机具有如下特点:采用了3代涡轴发动机,该发动机虽仍采用自由涡轴结构,但采用了先进的发动机全数字化控制系统和自动监测系统,并与机载计算机管理系统相结合,具有显著的技术进步和综合性。
三代涡轴发动机的耗油率只有0.28千克/千瓦小时,远低于活塞式发动机。T800,RTM322和RTM390是其典型的引擎。叶轮由碳纤维、碳素纤维和其他高级复合材料制成,叶轮的使用寿命无限。新桨尖形状多样,较突出的是抛物线后掠形和前掠后掠形BERP桨尖。
这种新型桨尖的共同特点是减小了其压缩效应,改善了叶片的气动载荷分布,减小了振动和噪声,提高了叶片的气动效率。球形挠性和无轴承桨毂得到广泛应用,桨毂与桨叶的连接部分采用复合材料,使得结构更加紧凑,重量大大降低,阻力大大减少。
旋转的升阻比为10.5,旋转的效率为0.8。本阶段采用无尾桨反转矩系统,其优点是操纵响应特性好,振动小,噪音低,无需尾部传动轴及尾部减速,零件数量大大减少,从而提高了维修性。
复合材料在直升飞机上得到前所未有的应用。直升飞机开始采用复合材料的主结构,复合材料的使用比例大幅增加,一般为30~50%。在此期间,民用直升机的空重/总重比约为0.37。高集成度电子装置。在直升机上应用了计算机技术、信息技术和智能技术,使直升机电子设备朝着高度一体化的方向发展。
该时期的直升飞机,采用了先进的增稳增控装置,以电传、光传操纵取代了传统的操纵系统,采用了先进的捷联惯导、卫星导航设备和组合导航技术,采用了先进的通信、识别和信息传输设备,采用了先进的火控设备,如目标识别、瞄准、武器发射等,以及先进的电子对抗设备,采用了总线信息传输和数据融合技术,正在向传感器融合方向发展。飞机的电子、火控和飞行控制系统等都是通过多余度数字数据总线进行连接,实现信息共享。
利用多功能集成显示技术,用少量的多功能显示器代替大量的单台仪表,通过键盘控制直升机的飞行信息,利用中央计算机对通信、导航、飞行控制、敌我识别、电子对抗、系统监控、武器射击等信息进行综合处理,实现综合控制。
使用这种先进的一体化电子设备,直升机座舱和仪表板的布置大大简化,系统各部件也被简化,重量大大减轻。更为重要的是,它大大减轻了飞行员的工作负担,提高了直升机的性能和使用性能。直升飞机全升阻比为6.6,振动水平降至0.05g,噪音低于90分贝,时速可达350千米。
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