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● 半刚性跷跷板式主旋翼桨毂
喷气推力器提供反作用力
升力
尾梁
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● 刚性主旋翼桨毂
旋翼桨毂用于向旋翼桨叶传递主减速器的旋转力矩，同时承受旋翼桨叶产生的
空气动力，并将旋翼的气动合力传给机身。
一. 主旋翼桨毂的比较
目前我们见到最多的是全铰接式主旋翼桨毂和半刚性跷跷板式主旋翼桨毂，
但在采用了弹性材料部件以后，桨毂的分类已经不是那么明显了。
概括地说,最早的主旋翼桨毂根据它的结构设计分为三类：
● 全铰接式主旋翼桨毂—主旋翼桨毂包含挥舞水平关节和摆振垂直关节；
● 半刚性跷跷板式主旋翼桨毂——主旋翼桨毂包含有挥舞水平关节或其它形
式的允许挥舞的部件；
● 刚性主旋翼桨毂——主旋翼桨毂不能使旋翼挥舞或摆振。
每种主旋翼桨毂都有轴向关节轴承以提供旋翼桨距的变化，因此不能用来分类。
另外也有特例，例如在Westland Lynx 直升机上，主旋翼桨毂被定为半刚性跷跷板
式，但它却有一定程度的挥舞和摆振功能。在实际工作中，在直升机维护手册内可
以找到描述该桨毂属于哪一类的具体信息。
1. 全铰接式主旋翼桨毂
全铰接式主旋翼桨毂可能是目前应用在中型到重型直升机上最普遍的类别。
1).优点：
● 挥舞水平关节的采用使主旋翼可以倾斜而不需要使旋翼主轴发生倾斜；
● 挥舞水平关节和垂直关节可以释放旋翼安装处的弯曲应力和载荷；
● 挥舞水平关节可以减少因阵风引起的反应，通过单独的桨叶挥舞，而不会
将影响传递到机身；
● 挥舞水平关节和摆振垂直关节提高了直升机的稳定性，尤其在以中速到高
速的前飞过程中。
2).缺点：
● 挥舞水平关节轴承和轴向关节轴承承受很大的载荷，尤其在沿翼展方
向的离心力，这些载荷如果再得不到足够的润滑就会加速铰接轴承的
磨损和失效；
● 单独的桨叶的挥舞会产生科里奥利效应，就需要摆振关节；
● 需要减摆器来控制旋翼的摆振速率，否则直升机会不稳定。如果这些
减摆器的工作时间不一致，超出规定范围，会增加直升机的水平振动；
● 允许旋翼下摆，就需要下垂止动块，以防止旋翼伤害到人员和机身。
2. 半刚性跷跷板式主旋翼桨毂
半钢性主旋翼桨毂有几种不同的设计，最普遍的是跷跷板式的。
1).优点：
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● 由于取消了单独的挥舞关节和摆振关节，简化了结构，也减少了故障
的产生，尤其减少了象全铰接式主旋翼桨毂产生的振动；
● 由于简化了设计，维护也随之简化，节约了时间；
● 旋翼固定在主旋翼桨毂上，不需要刚性来应付离心力；
● 由于减少了部件，减轻了重量和减少了阻力。
2).缺点：
● 由于单独桨叶挥舞的限制，阵风会引起不稳定性；
● 由于缺少挥舞关节和摆振关节，会在旋翼根部产生更大的弯曲应力,因
此叶片必须有足够强度以承受这种应力，因此重量增加；
● 跷跷板式桨毂需要悬挂式设计以减少科里奥利效应影响。
3．刚性主旋翼桨毂
除了周期变距，这种桨毂不提供旋翼任何的活动。这种设计使操纵反应非常快
速，通常只应用在小型直升机上。
1).优点：
● 设计简单，减少了故障的产生，减轻了维护；
● 相同尺寸时，刚性主旋翼桨毂的横截面积比其它两种的要小，因此阻
力也随之减少；
● 操纵反应既快又准确。
2).缺点：
● 需要更复杂的操纵系统来保证直升机的稳定性，尤其在前飞时，由于
旋翼不能通过挥舞产生平衡的升力，而只能通过使桨叶扭转来实现；
● 桨叶的设计必须有足够强度来承受各种状态下所产生的载荷；
● 钢性主旋翼桨毂非常容易受阵风或侧风的影响。
2.3.2 全铰接式主旋翼桨毂
铰接在这里即为关节。安装在桨毂上的每片旋翼有三个关节——轴向关节轴承、
挥舞关节、垂直关节。全铰接式主旋翼桨毂大多安装有三片或三片以上的旋翼，通
过一个叫做“旋翼轴套”的部件联接，该轴套提供这三个关节。下图为全铰接式主
旋翼桨毂的示意图和各个关节的位置。
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图2-24 全铰接式桨毂
图2-25 典型的全铰接式主旋翼桨毂
旋翼轴套有上下两个安装接耳通过锥形销来安装旋翼。旋翼轴套和心轴这两个
重要部件安装在一起形成一个组件。心轴的一端为叉形接头安装在摆振关节的耳轴
上，轴向关节轴承则安装在该心轴上。轴套包含有一个圆柱形壳体、变距摇臂和安
装接耳，它套在轴向关节轴承的外面，因此操纵系统通过变距摇臂可以使它自由转
动，来使桨距角变化。下图为旋翼轴套和心轴的构造图。
挥舞关节
垂直关节
旋翼轴套和轴向关节
桨毂头
主传动轴
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图2-26 旋翼轴套和心轴的构造图
下垂限动器和挥舞限动块允许主旋翼挥舞有许多好处，例如挥舞可以消除直升
机在前飞时产生的不平衡升力，减少阵风影响的敏感度，但这也带来了不利，需要
克服。
当直升机起动时，旋翼开始转动，由于作用在它们上面的离心力非常小，旋翼
会下坠，即不受控制的上下活动，尤其当有阵风时会更严重；另外当直升机停车时，
旋翼转速减慢，离心力也会减小，同样会引起旋翼下坠，无论哪种状态都会严重危
及安全，在某些情况下可能会拍击尾梁，损坏机身结构。因此就需要一个系统能够
满足当旋翼以正常速度旋转时允许完全自由挥舞，而当转速低于一定值时又能限制
它的下坠。这可以通过在主桨毂的支臂上安装一个下垂限动器来实现，该限动器的
一个卡块位于主旋翼轴套和主桨毂支座之间。当限动器工作时，它就会限制桨叶的
下垂量，当退出工作时就会恢复桨叶的完全自由挥舞。
下垂限动器由两根结实的弹簧拉紧固定，在旋翼启动时，作用在限动器上的离
心力会克服弹簧的拉力，使限动器向外移，从而使卡块退出工作；当关车减速时，
弹簧将限动器拉回，卡块就会卡在主旋翼的轴套和主桨毂支座之间。
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