基礎知識 | 直升機機體

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機體(Air frame):整個直升機機體由機身、尾梁、短艙、整流罩、整流裝置、旋翼表面(包括旋翼但不含槳葉和發動機轉子)、起落架和其他部件控制系統組成。

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注:西科斯基(Sikorsky)S-64,1962年5月9日首飛。筆者管叫“大蜻蜓”


機身(Fuselage):詞源自法語fuselé。指航空器主要機體可以裝載機組、乘員以及貨物的部分。

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注:貝爾47(Bell)1945年12月8日首飛。世界第一個取得民用適航證的直升機


尾梁(Booms):直升機尾梁主要分為硬殼、半硬殼和鋼架式三種。

硬殼式(Monocoque):一種由外部蒙皮承載主要尾部載荷的結構,原理類似於可樂雪碧王老吉易拉罐。

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注:R-22與R-44都是屬於硬殼式尾梁的


半硬殼式(Semi-monocoque):一種由外部蒙皮承載主要尾部載荷但另有縱梁和結構加以支撐的尾梁。

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注:麥道MD-500 1963年2月首飛。美國軍方鍾愛之一“小鳥”


鋼架式(Truss):一種由鋼架主樑交織鋼線及鋼性支柱組成並承載所有尾部載荷的尾梁結構。

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注:法國航宇SE-3130 1955年3月12日首飛,“雲雀Ⅱ”世界上第一架量產的渦輪直升機


短艙(Nacelles):一種主要用於航空航天設計,與機身分離並依附於機身,用於裝置發動機或燃油或其他裝備的機艙。

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注:波音與貝爾合力 V-22 1989年3月19日首飛,代號“魚鷹”。紅框中為發動機短艙。


整流罩(Cowlings):

整流罩一般用於包裹發動機(汽車與航空器都有),目的在於減少空氣阻力,通過氣柵開口為發動機降溫,並增加直升機美觀性。

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注:野馬(Mustang)前引擎蓋的整流罩能夠很好的為發動機降溫。

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注:R-22的整流罩為可開關的兩扇小艙門,增加了整個機體的流線型,並且為了美觀,裸露的艙內並不是那麼好看吧。


整流裝置(Fairings):一直主要用於減少空氣阻力,增強流線型的包裹性裝置。

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注:紅框中所示,均為整流裝置。使得主軸與起落架更具流線型,包裹同時又讓主軸顯得沒那麼突兀為了美觀。


翼面(Airfoil Surfaces):直升機上任何設計表面用於產生升力的,包括主旋翼、尾槳和水平(垂直)尾翼。

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注:R-22 主旋翼槳尖 凸出來的一塊叫 配平補翼。與固定翼飛機的配平片不同的是,僅僅作為自動平衡旋翼旋轉軌跡。

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注:水平尾翼的裝配在於平衡直升機頭重尾輕。仔細觀察會發現這片翼面其實是反向於機翼安裝的,前飛過程中產生向下的拉力從而很好的彌補了直升機的頭重腳輕。


起落架(Landing Gear):航空範圍中,是一種用於在地面支撐航空器機體,可使航空器在地面上滑行的裝置。

一般分為:滑橇式、輪式、雪橇式和浮筒式四種

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注:輪式便於地面滑行一般裝配於中型重型直升機;北方多降雪,為了防止起落架陷入雪中而選裝雪橇式;江河湖海上作業所需改裝浮筒式;最常見的滑橇式,優點在於可在複雜地形中降落(如:斜坡)

腐蝕(Corrosion):目前已知的有三種條件會導致機體腐蝕,分別為纖維狀腐蝕、微振磨損和金屬生鏽。

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注:纖維狀腐蝕,出現在外部塗裝或風擋。多由於高溼度環境造成。大範圍情況需要更換原廠塗裝。

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注:微振磨損為表面摩擦相接觸形成,但注意並不是與其它航空器,而是機體自身振動導致。

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注:最為常見的金屬自身腐蝕—生鏽。通知機務進行零部件更換。


最後,學習一下R-22:

R-22 概述:兩座,單主旋翼,單發,機體主要成分為金屬,裝配滑橇式起落架。

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R-22 於1975年8月首飛並於1979年3月獲得FAA頒發的適航證,證書上標註R-22為最大總重7000磅(3175公斤)以下9座以下航空器範疇,R-22可承受載荷範圍在-1G至+3.5G之間。


自獲取適航證後,由初始型Standard不斷升級改進至HP(高性能版1981年出廠)、Alpha(1983年出廠)、Beta(1985年出廠)、Mariner(1985年同時出廠裝配浮筒)、 BetaⅡ(1996年出廠)。

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R-22 機身:機身主要由鋼管焊接加以鋁鉚接,機艙與發動機冷卻系統還有其他整流裝置等由熱塑性塑料和玻璃纖維製成。

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R-22 尾梁:屬於硬殼式尾梁,外部蒙皮包裹外殼,內部為空芯。

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注:R-22尾梁內視圖。整個尾梁由6段組成,共用5個防水口(尾梁外底部仔細觀察可見)


尾梁固定點:

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注:尾梁與機身的固定點為左3右2,因為尾槳在左側帶來反扭矩,故左側的受力會比右側大很多。


R-22 起落架:為彈性、抗屈型起落架。

在重著陸時,能夠吸收抵消大部分力。起落架橫樑彈性向下,使得在重著陸時“劈叉”開來,起落架是否正常查看方法,量取尾橇(stinger)與地面的距離為36英尺。如出現低於36英尺應及時更換橫樑(Alpha低些,為24英尺)。

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注:從正後方觀察橫樑(Horizontal Cross tube),形狀像一個微笑臉

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滑橇鞋:需在低於1/16 英尺時 更換。一般在滑跑著陸時產生比較大的磨損。

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(來源:直升機工廠)


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