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直升机尾桨小知识

尾桨是用来平衡反扭矩和对直升机进行航向操纵的部件。旋转着的尾桨相当于一个垂直安定面,能对直升机航向起稳定作用。虽然后桨的功用与旋翼不同,但是它们都是由旋转而产生空气动力、在前飞时处于不对称气流中工作的状态,因此尾桨结构与旋翼结构有 很多相似之处。尾桨的结构形式有跷跷板式、万向接头式、铰接式、无轴承式、“涵道尾桨” 式等等。前面几种形式与旋翼形式中的讨论相似,只是铰接式尾桨一般不设置摆振铰。70年代以来,又发展了无轴承尾桨(包括采用交叉式布置无轴承尾桨)及“涵道尾桨”。“涵道尾桨”是把尾桨置于机身尾斜梁的“涵道”之中。

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尾桨是单旋翼直升机的一个重要组成部分,它安装在直升机的尾部。发动机产生的功率通过传动装置,按需要转速带动尾桨转动。直升机飞行时,旋翼旋转的反作用扭矩会使直升机向与旋翼旋转的相反方向转动,尾桨产生的拉力可抵消这种转动而实现航向稳定。改变尾桨拉力的大小,可以操纵航向。尾桨桨叶多为2~6片;桨盘直径最小约1米,最大可达6米以上。有少数直升机的尾奖安装在一个具有流线型的环形通道内,这种尾桨直径小,桨叶数多,称为涵道尾桨,与常用的尾桨相比,尺寸小,使用安全,但直升机在悬停和低速飞行时,其气动效率较低。

尾桨的组成

虽然尾桨的功用与旋翼不同,但是它们都是因旋转而产生空气动力,并在直升机前飞时在不对称的气流里工作。由于它们这个相同的基本工作特点,使得尾桨的结构设计与旋翼的结构设计相类似。

常规尾桨通常由尾桨叶、尾桨毂及变距机构组成。尾桨叶连接在尾桨毂上,是产生空气动力的旋转翼面;尾桨毂是连接尾桨叶和尾传动系统、尾操纵系统的中间部件;尾桨变距机构主要由滑筒、三叉拨杆、变距拉杆等组成,用来改变尾桨的桨距角,以改变尾桨拉力的大小和方向。

常规尾桨桨毂没有垂直铰,这是由尾桨的工作特点所决定的:一是尾桨工作时的桨尖线速度与旋翼桨尖线速度差不多,而尾桨的直径却远比旋翼小,尾桨的角速度远远大于旋翼,尾桨单位质量产生的离心力就要比旋翼大得多,这样尾桨的锥角以及挥舞角都要小于旋翼,所以,由哥氏力引起的尾桨旋转面内的受力问题没有旋翼那么严重;二是尾桨桨叶的相对弦长大于旋翼,其外部形状短而宽,尾桨在旋转面内承受弯矩的能力比旋翼强得多。由于这两个特点,为了简化尾桨桨毅的构造,尾桨一般不设垂直铰。

直升机功率状态下和自转状态下平衡和操纵直升机航向所需的尾桨推力方向是相反的。尾桨桨叶负扭转对功率状态下是有利的,而对自转状态下的推力特性将产生不利影响,容易引起气流分离,所以,有的尾桨桨叶没有负扭转。但对设计速度较高的直升机,尾桨桨叶带有负扭转是有利的。


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