直升機飛行全靠它，作為核心機構的旋翼系統軍事頭條網

2019-11-19 22:03:00 輕航之家

我們在談論直升機主旋翼系統差異的時候，其實我們在談論的就是“槳葉連接到槳轂方式的差異”

，這也是我們區分不同類別的旋翼的“標準方法”。對於直升機而言，目前旋翼系統主要有三種基本類型：全鉸接式旋翼、蹺蹺板旋翼（半剛性旋翼）、無鉸式旋翼（剛性旋翼），不過有一些現代化的旋翼系統採用了“組合式構型”的旋翼系統。

Fully articulated：全鉸接式旋翼

Juan de la Cierva（胡安·德拉謝爾瓦）發明了全鉸接式旋翼，不過他並非在研製直升機的過程——而是在研製自轉旋翼機時候——發明這一設計的。但是他的這一偉大發明，大幅推進了直升機的發展——事實上，早期直升機的所謂“旋翼”都是大尺寸的“木製螺旋槳”，一旦試圖前飛，就很容易側翻，這是由於旋翼左右兩側（前行側和後行側）氣流分佈不對稱而形成的升力差引起的滾轉力矩導致了這類事故。

在一套全鉸接式旋翼系統中，每一片旋翼槳葉都通過一組鉸鏈連接到旋翼槳轂上，因為這些鉸鏈的存在使得每片槳葉都能夠“獨立運動”。一般來說，全鉸接式旋翼會具有3片及以上的槳葉。這些槳葉的鉸鏈使其能夠各自實現揮舞、變距和擺振運動。

水平鉸：水平鉸又稱揮舞鉸，旋翼槳葉將會繞著這個鉸上下揮動，形成“揮舞運動”，揮舞運動能夠補償前飛時候旋翼存在的升力分佈不對稱問題，揮舞鉸一般會佈置在離槳轂中心有一定距離的地方，揮舞鉸和槳轂中心的間隔被稱為“揮舞鉸偏置量”；

垂直鉸：垂直鉸又稱為擺振鉸，旋翼槳葉會繞著這個鉸在旋翼槳盤平面內前後擺動，這種擺動是為了平衡旋翼週期性揮舞產生的“哥式力”；

軸向鉸：軸向鉸又稱變距鉸，它的方向指向旋翼槳葉的半徑方向，在駕駛員推拉桿、提總距的時候，操縱桿就會推/拉旋翼槳葉繞著軸向鉸轉動，從而改變槳葉的“幾何迎角”，來實現氣動力的改變，從而實現直升機的操縱。

採用全鉸接式構型旋翼系統的直升機數量可觀，這裡選個歐洲的AW109做代表吧。

Rigid：剛性旋翼

所謂“剛性旋翼”，千萬不要被這幾個字給誤導了，在文獻中，更常見的名稱叫做“無鉸式旋翼”（Hingeless Rotor），也就是說，這類旋翼系統中，槳葉是與槳轂之間是沒有類似於全鉸接式旋翼的鉸鏈的他們是通過一種“剛性方式”連接到槳轂之上的。第一副剛性旋翼是由洛克希德（注意，當時還不是洛克希德·馬丁）公司的Irv Culver（埃夫·卡爾弗）發明的，隨後剛性旋翼系統被廣泛應用於洛克希德公司在1960年到1970年之間製造的一系列直升機上，相信對直升機發展史關注的讀者朋友已經想到了，大名鼎鼎的AH-56夏延直升機，就是配備了這種剛性旋翼。

在剛性旋翼系統中，因為沒有鉸鏈的存在，所以每一片槳葉的揮舞和擺振都是通過槳根部位的彈性段來實現的。從結構上來說，剛性旋翼系統遠比全鉸接式旋翼系統來得簡單。槳葉揮舞和擺振產生的載荷通過旋翼的彎曲來承受，而非傳統的鉸鏈——也就是通過槳葉本身的彎曲變形來補償了以往需要可靠的鉸鏈來實現的高頻率擺動。由此帶來的好處就是：剛性旋翼能夠產生較大的槳轂力矩，該力矩大幅降低了旋翼系統的操縱響應滯後特性（所謂操縱響應滯後，通俗說法就是，你輸入一個操縱量，比如左推杆，直升機不會瞬間響應，而是要稍過一會兒才響應過來，這就是操縱響應滯後）。

AH-56A 夏延直升機當仁不讓成為該種構型的直升機代表。

Semi rigid：半剛性旋翼

半剛性旋翼也叫做“蹺蹺板旋翼”（Teetering Rotor/Seesaw Rotor）。該系統一般都是由兩片旋翼組成的，兩片旋翼之間是通過鉸鏈相互連接的，且通常只有一種鉸鏈（水平鉸或者垂直鉸二者之一，這也是被稱為半剛性的原因），由此，兩片旋翼會繞著槳轂中心一起運動，但方向相反（一個向上揮起，另一個就一定會向下落去），就好像蹺蹺板一樣。