復(fù)合式雙槳共軸無人直升機(jī)布局的優(yōu)勢

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1、復(fù)合式雙槳共軸無人直升機(jī)布局的優(yōu)點(diǎn)復(fù)合式雙槳共軸直升機(jī)布局的優(yōu)點(diǎn)很多：???復(fù)合了尾槳的共軸直升機(jī)使飛行時(shí)多了一份安全的保障。由于上下旋翼反向旋轉(zhuǎn)，形成了直升機(jī)水平方向的力矩平衡，所以雙槳共軸直升機(jī)可不需要尾槳來平衡直升機(jī)水平方向上的力矩。前蘇軍在阿富汗的作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)表明，作戰(zhàn)中損失的蘇軍直升機(jī)有30%與尾槳有關(guān)，主要是：尾槳的彈傷或異物損傷；承載的尾梁損傷；長距離的尾槳傳動(dòng)軸系損傷等。共軸式直升機(jī)的設(shè)計(jì)師直升機(jī)的升力產(chǎn)生與尾槳有關(guān)的損傷無緣，同時(shí)復(fù)合的尾槳角度為0度，飛行是可以大大節(jié)省尾槳所耗用的額外功率。即使在尾槳故障發(fā)生時(shí)，它仍可用主旋翼來實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)彎角度的安全返航，當(dāng)一層主旋翼

2、發(fā)生故障是，它仍可以像正常的單旋翼直升機(jī)一樣工作，這帶來了更強(qiáng)的生存能力，比如俄國的卡-50機(jī)身后半部分的結(jié)構(gòu)主要是出于氣動(dòng)布局的需要，即便該部分被擊毀，直升機(jī)依然可以進(jìn)行正常的飛行。氣動(dòng)特性對(duì)稱，機(jī)動(dòng)性好。在使用相同發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，兩副共軸式旋翼的升力比單旋翼/尾槳布局的旋翼升力大12%。共軸式旋翼氣動(dòng)力對(duì)稱性顯然優(yōu)于單旋翼式，不存在各軸之間互相交連的影響，機(jī)動(dòng)飛行時(shí)易于操縱。????改變航向時(shí)，共軸式直升機(jī)很容易保持直升機(jī)的飛行高度，這在超低空飛行和飛越障礙物時(shí)尤其可貴，對(duì)飛行安全有重要意義。因升力大，在提供同樣引擎的情況下，共軸直升機(jī)的外廓尺寸自然要比單翼直升機(jī)要小，因此雷

3、達(dá)識(shí)別特征和目視識(shí)別特征就小，便于隱蔽；外廓尺寸小，受彈面就小，戰(zhàn)斗損傷概率也小。由于復(fù)合式共軸雙槳尾槳距為0度，可減小周期距控制的負(fù)擔(dān)。同時(shí)共軸雙槳直升機(jī)受側(cè)風(fēng)影響較小。共軸雙槳的振動(dòng)也由于兩副反轉(zhuǎn)的旋翼而較好地對(duì)消了，平穩(wěn)性和懸停性好。共軸雙槳在同等升力下，旋翼直徑可以較小，直升機(jī)總尺寸較緊湊，"占地面積"較小，操作更安全。目前由沈陽通飛航空科技有限公司研制的復(fù)合式共軸直升機(jī)設(shè)計(jì)多次在國際飛行器設(shè)計(jì)大賽上獲獎(jiǎng)，并有望近期內(nèi)進(jìn)入通航領(lǐng)域推廣銷售?！　≈鄙龣C(jī)雙槳共軸式布局的缺點(diǎn)：但是傳統(tǒng)雙槳共軸直升機(jī)的缺點(diǎn)也是致命的。共軸雙槳用套筒軸驅(qū)動(dòng)上下兩副反轉(zhuǎn)的旋翼，同樣有串列雙槳的上下旋

4、翼之間的間距問題，間距小了，上下旋翼有可能打架；間距大了，不光阻力高，對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的剛度要求也高，而大功率的套筒軸本來在機(jī)械上就難度很大。套筒軸不光要傳遞功率，還要傳遞上面旋翼的總距、周期距控制，在機(jī)械設(shè)計(jì)上有相當(dāng)?shù)碾y度。共軸式雙旋翼直升機(jī)兩副旋翼一上一下，平常飛行時(shí)不會(huì)相碰。但是在某些特殊的情況下，如在飛行中遇到突然變風(fēng)，機(jī)動(dòng)超過極限值，槳葉變形或損壞時(shí)，作用在槳葉上的氣動(dòng)力、離心力和重力就會(huì)失去原來的平衡，從而偏離正常的運(yùn)行軌跡而發(fā)生碰撞。由于非對(duì)稱升力的緣故，反向旋轉(zhuǎn)的上下旋翼的旋轉(zhuǎn)平面有在一側(cè)“碰撞”的傾向，這進(jìn)一步增加了對(duì)上下旋翼之間間距的要求，并且?guī)砣绻蛴小芭鲎病眱A向

5、一側(cè)轉(zhuǎn)彎時(shí)，必須比向另一側(cè)轉(zhuǎn)彎要輕柔。比如卡-50在向左做上升轉(zhuǎn)彎時(shí)，必須十分謹(jǐn)慎，否則就會(huì)發(fā)生上下旋翼打架這樣嚴(yán)重的事故，從而引起機(jī)毀人亡。這也是為什么看起來技術(shù)更加先進(jìn)的，軍方也十分有好感的卡-50，卻競爭不過米-28N的主要原因之一。雙槳共軸直升機(jī)這一固有缺欠是因?yàn)楝F(xiàn)役直升機(jī)目前采用的是“柔性槳葉”。直升機(jī)為了補(bǔ)償左右的升力不均勻，和減少槳葉的疲勞，槳葉在翼根要采用一個(gè)容許槳葉載回轉(zhuǎn)過程中上下?lián)]舞的鉸鏈，這個(gè)鉸鏈稱為揮舞鉸（flappinghinge，也稱垂直鉸）。槳葉在前行時(shí)，升力增加，槳葉自然向上揮舞。槳葉在后行時(shí)，槳葉的升力不足，自然下垂。由于離心力使槳葉有自然拉直的

6、趨勢，槳葉不會(huì)在升力作用下無限升高或降低，在傳統(tǒng)直升機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)上也采取措施，保證槳葉的揮舞不至于和機(jī)體發(fā)生碰撞。就這樣直升機(jī)在飛行時(shí)，槳葉在環(huán)形過程中，不斷升高、降低，翼尖離圓心的距離不斷改變，就像花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員經(jīng)常把雙臂張開、收攏，以控制旋轉(zhuǎn)速度。要是一個(gè)手臂張開，一個(gè)手臂收攏，就會(huì)失去平衡東倒西歪了，不可能在原地旋轉(zhuǎn)。而為了補(bǔ)償槳葉上下?lián)]舞所造成的科里奧利效應(yīng)，所以槳葉在水平方向也要前后搖擺。槳葉在旋轉(zhuǎn)中容許上下?lián)]動(dòng)和前后擺動(dòng)，這種槳葉稱為柔性槳葉（articulatedrotor）。除了用機(jī)械鉸鏈容許槳葉在環(huán)形過程中相對(duì)于其他槳葉有一定的揮舞外，材質(zhì)也必須具有彈性，這就是為

7、什么直升機(jī)停在地面時(shí)，槳葉總是“耷拉”著的原因。這樣旋翼一旦旋轉(zhuǎn)起來，由于槳葉有一定彈性，所以會(huì)呈一定范圍的上下?lián)]舞。這樣，如果上下旋翼間隔太小的話，上下兩個(gè)擁有自由度的槳葉很容易發(fā)生碰撞，解決的辦法通常是采用剛性主旋翼，或者直接選用尾旋翼來實(shí)現(xiàn)航向控制，主旋翼單純的為升力提供做功，這樣就可以大大避免碰撞的產(chǎn)生，復(fù)合了尾槳的共軸直升機(jī)就可以完全解決傳統(tǒng)共軸直升機(jī)的安全隱患。