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图5-28 驾驶舱门抛放机构
5.6.4 发动机和主传动的安装
发动机和主传动的安装必须有足够的强度,能承担部件转动时产生的应力,并
保险丝
保险丝
机头方向
舱门打开定位杆
下部铰链销
抛放连杆
上部铰链销
保险丝
不可滑动窗户
铰链
可滑动窗户
舱门定位机构
滑动窗户导轨
从内侧观察
从外部观察
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能支持自重和重着陆时的惯性载荷。
一发动机的安装
发动机和主传动部件的支撑和安装点有时是分开的,有时是合二为一的。典型
的发动机支撑系统有一个发动机支架,通过一些金属和管状支座(称为载荷支座)
连接到机身结构上。发动机通过两个发动机座连到支撑架上。这种支撑系统包括一
个支座,螺栓连接到发动机底部,通过撑杆支撑,撑杆再通过橡胶/金属减振器连接
到结构。
有些发动机采用锥形螺杆,锥形螺杆穿过一个橡胶减振垫,目的是在发动机安
装过程中保护锥形螺杆的螺纹。
在典型的双发燃气涡轮发动机的直升机上,发动机前支撑也是橡胶金属混合结
构。发动机后部由一个套管支撑,里面包裹着高速传动轴,套管螺栓连接到主减上。
前面外侧安装点有一个可调的支柱,在发动机安装时可根据手册设定。
在正常环境下,我们认为标准的支撑和支座已经有足够强度,然而要有备用安
装以防不测。典型的方法是安装保持钢索和支杆。如果发动机支座出现问题,通常
会感受到机身的振动明显增大。
二主减的安装
用于降低从主桨系统向机舱传递振动的系统称为节点(NODAL)梁式安装系统。主
减通过撑杆连接并支撑在一个柔性梁上。在梁的底部安装惯性阻尼重块。当振动通
过主旋翼传到主减再传给梁,梁上下摆动,梁和惯性重块将吸收振动。机身与梁连
接在节点处,该节点是梁上摆动最小的地方,因此振动几乎没有或只有少量地传递
到机身。
有时检查主减的安装座的状态和可用性比较困难,典型的解决方法是在一些直
升机上装有安装失效指示销。
图5-29 失效指示销的安装
主减可以直接装在结构上,不用任何吸振装置。一些直升机把主减装在管状金
主减速器
主减速器安装座
客舱顶部
槽
失效指示销
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属架上再接到机身上。超美洲豹的主减由3 个撑杆承担升力,而主桨的扭矩载荷和
横向载荷则由一个钛合金柔性板承担。这个板的中间连接到主减底部,在它的外部
的右前端和左后端由螺栓连接到机身上。
图5-30 主减/发动机连接示意图
图5-31 节点梁原理
产生振动的部件
主桨和减速器弹性部件
节点
配重安装座
机身结构
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图5-32 典型的减振座图5-33 典型的主减安装柔性板
图5-34 典型的保持钢索组件
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第5.7 节复合材料
5.7.1 典型复合材料
因为复合材料较高的强度/重量比和耐腐蚀性,因此已被广泛应用在现代直升机
结构上,大多数复合材料能够粘接在一起而不需要铆钉和螺钉,也减轻了直升机的
重量。
复合材料分成以下几种类型,每种类型在直升机构造中满足不同的要求。
1) kevlar 和石墨纤维板
2) kevlar 蜂窝
3) 铝合金蜂窝
4) 玻璃纤维
一kevlar 和石墨纤维材料
引入石墨纤维材料是在复合材料领域的巨大进步之一。这些材料通过在拉伸状
态下加热人工纤维获得,在这些条件下,人造纤维分解,但纤维丝内碳链保持在原
始状态。
这种产品的制造方法是将碳纤维丝按要求放入合适模型中,预先调好的树脂混
合物倒入模型中,当树脂凝固后,一种非常轻的高强度和韧性材料就诞生了。
图5-35 石墨纤维材料的生产
材料的强度取决于碳化炉的温度,3000℃将产生极高强度的材料。
Kevlar 是ARAMZD 纤维,ARAMZD 的原材料是芬芳聚酰胺,为一种尼龙材料。石
墨纤维又称作碳纤维,原材料为纯碳。
二蜂窝结构
粘接的蜂窝结构在直升机制造中是相当常见的。它的使用取决于应用区域。本
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质上,它是一种分层结构,蜂窝粘在两个面之间。不同的地方使用不同的蜂窝材料,
主要用在成型的机身面板、隔框、地板等。
蜂窝材料主要有:
·玻璃纤维
·不锈钢
·铝合金
·钛合金
·Kevlar
·石墨
图5-36 典型的蜂窝结构
三玻璃纤维
最常见的复合材料是树脂预浸玻璃纤维。这种材料是由非常细玻璃纤维和树脂
胶粘在一起组成的。用于蒙皮面板时,纤维丝织成布,再浸树脂胶。使用模型来确
保得到正确的形状。玻璃纤维具有高强度/重量比,而且可以允许无线电、雷达信号
穿过,不会对这些系统造成干扰。
四人造纤维
直升机复合材料结构的人造纤维包括:
· 硼——很昂贵。硼纤维有着非常好的拉伸强度和低密度但很脆。偶尔也用在
对其它材料进行加强;
· 石墨——碳的一种。石墨是较便宜的一种复合材料。它很容易在其它纤维材
料一起使用。它的缺点是“易脆性”,而且石墨不能直接粘贴在金属上,碳可以
与金属形成电化学腐蚀;
· 玻璃纤维——制造旋翼大梁的最常用材料。它是最便宜的纤维产品,而且不
容易失效;
· KEVLAR——按重量比,KEVLAR 比钢强5 倍,比玻璃纤维轻40%。这种材料有
着较高的拉伸强度,而且不容易失效。常用的是KEVLAR49;
· NOMEX——另外一种ARAMZD 纤维。通常用于蜂窝结构,它的强度是玻璃纤维
或铝合金的两倍。NOMEX 蜂窝芯粘在两层KEVLAR 板之间,这种结构的刚度是实
体钢板的9 倍。
5.7.2 复合材料的应用
正如金属取代木头和织物用于航空器结构上,复合材料正取代金属用于越来越
多的地方。纤维和树脂,通过现代凝结技术,制成大而轻,耐用性高的型材。直升
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