第 5 章 直升机部件、部分和系统 ................................................................................5-1 简介 ................................................................................5-1 机身设计 ..............................................................................5-2 旋翼叶片设计 ..............................................................................5-2 动力装置设计 ......................................................................5-2 反扭矩系统设计 .............................................................5-2 起落架系统设计 .............................................................5-2 机身 ................................................................................5-2 铝 ................................................................................5-3 优点 .............................................................................5-3 缺点 .............................................................................5-3 复合材料结构 .............................................................5-4 优点 .............................................................................5-4 缺点 .............................................................................5-4 机身 .............................................................................5-4 主旋翼系统 .............................................................................5-4 刚性旋翼系统 .............................................................5-5 半刚性旋翼系统 .............................................................5-5 全铰接式旋翼系统 .............................................................5-8 轴承
飞行员应考虑到风向,并考虑风将如何影响执行飞行机动所需的功率。发动机提供的功率或旋转扭矩通过旋翼系统和传动系统传输,需要尾桨来抵消扭矩效应。在飞机运行的所有机动过程中,都必须充分抵消主旋翼扭矩。如果风向不利,且施加了过多扭矩而没有采用反扭矩,飞行员可能会遇到一种称为 LTE 的状况。LTE 是一种环境条件,其中风是导致失去方向控制的主要因素,这是由于直升机意外的旋转扭矩运动造成的,而飞行员没有预料到或没有(及时)应用适当的控制输入来控制飞机。
20 世纪 90 年代,美国海军发起了一项计划,将其需求整合为两种基本直升机配置,即 MH-60S Knighthawk 和 MH-60R Strikehawk。MH-60S 结合了 Black Hawk 和 Seahawk 的最佳功能,打造出一款多任务海军直升机。其任务包括垂直补给舰船和机上运送、搜索和救援以及特种作战支援。MH-60S 采用 UH-60L 机身和起落架系统。保留了 Seahawk 自动折叠主旋翼、发动机和驱动系统、折叠尾翼和飞行控制系统。MH-60S 于 2002 年开始服役。
A109S“Grand”是使用配备 FADEC 的 PW207C 发动机的 A109E 的改进型。其他差异包括加长的机身(200 毫米)、使用更大的滑动乘客门和增加最大起飞重量。由于机身的改变,后来的认证基础适用,要求座椅符合动态测试要求和防撞油箱。主旋翼毂和新的起落架配置取自 A109LUH;使用与 A119 类似的主旋翼叶片;尾翼经过改装以使用翼尖,并且对包括航空电子设备在内的各种其他系统进行了偶然改进。 A109S 还可以配备“Trekker”套件,该套件引入了固定滑橇装置、航空电子设备更新和 AFCS(如果尚未安装在飞机上作为选项)。
Honeywell VXP 系统由 VXP 采集单元 (AU)、VXP 显示单元 (DU)、软件以及相关随身携带套件和传感器组成。VXP 系统可与飞机各处的振动和转速计传感器连接,此外还可与用于主旋翼叶片跟踪的可选 FasTrak™ 光学跟踪器连接。VXP 软件分为两个主要系统。第一个是操作程序,它永久驻留在 VXP AU 的 EPROM 内存中;第二个是驻留在 VXP DU 上的支持软件,例如 VXP 显示程序、Vib Review™ 趋势软件和 VibraLog™ 高级预测性维护软件。所有数据都带有日期时间戳,并且可以与其他飞机数据系统(即 FDR/HFDM)相关联。
Honeywell VXP 系统由 VXP 采集单元 (AU)、VXP 显示单元 (DU)、软件以及相关随身携带套件和传感器组成。VXP 系统可与飞机各处的振动和转速计传感器连接,此外还可与用于主旋翼叶片跟踪的可选 FasTrak™ 光学跟踪器连接。VXP 软件分为两个主要系统。第一个是操作程序,它永久驻留在 VXP AU 的 EPROM 内存中;第二个是驻留在 VXP DU 上的支持软件,例如 VXP 显示程序、Vib Review™ 趋势软件和 VibraLog™ 高级预测性维护软件。所有数据都带有日期时间戳,并且可以与其他飞机数据系统(即 FDR/HFDM)相关联。
美国海军陆战队航空计划要求 H-1 直升机运行至财政年度 (FY) 30,届时预计会有联合替换飞机可用。AH-1Z 和 UH-1Y 将是当前 AH-1W 和 UH-1N 直升机的升级版和改造版,具有“零时间”机身。H-1 升级计划 (AH-1Z 和 UH-1Y) 的主要优势是两种型号之间大约 85% 的主要部件通用,从而减少了后勤支持、维护工作量和培训要求。AH-1Z 和 UH-1Y 将具有通用的 T700-GE-401 发动机、辅助动力装置、变速箱、传动系统和尾梁。AH-1Z 和 UH-1Y 直升机都将采用改进的四叶主旋翼和尾旋翼系统。用通用四叶旋翼系统替换双叶旋翼系统将提高性能、可靠性和可维护性。
MH-60S 多任务直升机(以前称为 CH-60S)是一款单主旋翼直升机,源自美国海军的 SH-60 海鹰系列和美国陆军的 UH-60 黑鹰系列直升机。MH-60S 正在取代 H-46D、UH-3H、MH-53E、HH-60H 和 HH-1N 直升机。MH-60S 的主要任务包括垂直补给、搜索和救援、垂直机载交付、空降作战、MH-60S 武装直升机和有机载水雷对抗 (OAMCM)。次要任务包括特种作战支援 (SWS)、医疗后送和非战斗人员后送行动。目前,MH-60S 处于国防采购系统的系统开发和演示阶段。基本型 MH-60S 的初始作战能力将于 2002 年 9 月实现;MH-60S OAMCM 版本的初始作战能力计划于 2005 财年实现。
摘要 能够精确测量旋翼叶片动力学的技术几乎可以影响旋翼机领域的所有领域;从维护一直到叶片设计。BladeSense 项目于 2016 年启动,旨在使用能够直接测量形状的新型光纤传感器,在开发和展示这种能力方面迈出一步。在本文中,作者总结了建模和仿真、仪器开发和地面测试方面的关键项目活动。虽然很简短,但还是讨论了这些学科中的工程方法以及相关的挑战和成就。这包括使用计算空气动力学和结构建模来预测叶片动力学,以及开发直接光纤形状传感,允许在叶片上的多个位置上进行 1kHz 以上的测量。此外,还讨论了原型机载系统的开发,该系统克服了在旋转主旋翼和固定机身框架之间传输数据的挑战。 1. 简介
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