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沿切线作用到一个转动中的陀螺上时，陀螺的旋转平面将倾斜，倾斜的最大位移量
则发生在沿陀螺转动方向90°滞后的点上。
另一种理论称为惯性原理，即当变距力作用到桨叶上时，由于桨叶的惯性，桨
叶不会马上对作用力作出反应而使桨叶挥舞，也就是说，产生的升力在使桨叶挥舞
前首先必须克服桨叶的惯性，此时桨叶已经转动了四分之一圆周，所以变距力的作
用的效果将沿转动方向滞后90°。
在进一步学习之前，我们要求大家先接受以下陈述：
陈述A：直升机悬停时，由于总距杆的位置，主桨叶已经有一定的预置基准桨叶角，
提起或放下总距杆，桨叶的桨叶角将增大或减小，直升机将上升或下降。
陈述B：当周期变距杆移动时，某一片桨叶的桨叶角将大于基准桨叶角，桨叶将开
始向上挥舞，而且只要桨叶角大于基准桨叶角，将继续向上挥舞。
陈述C：当周期变距杆移动时，某一片桨叶的桨叶角将小于基准桨叶角，该桨叶将
开始向下挥舞，而且只要桨叶角小于基准桨叶角，将继续向下挥舞。
陈述D：向上或向下挥舞的速率随着桨叶角增大或减小而增加。
陈述E：如果桨叶不挥舞，说明桨叶角必定等于基准角。
为便于理解，对旋转平面规定一些识别点，如图1-33 所示，假设旋转平面向左
运动，旋转方向从上往下看是逆时针方向，则旋转平面的最前点为0°，按转动方
向其他点依次为90°、180°、270°。
图1-33 方位角的确定
机头方向
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将这些点如图1-34 标在水平轴上，从这个图上可以看出桨叶角及与桨叶角有关
的桨叶的挥舞情况在转动中发生的变化，中间的横线代表基准桨叶角和基准桨叶位
置，上面的横线代表最大桨叶角和挥舞量，下面的横线代表最小桨叶角和挥舞量。
前面讲到，基准桨叶角取决于总距杆的位置，最大和最小桨叶角取决于周期变
距杆的移动量。假设基准桨叶角是12°，最大桨叶角是18°，最小桨叶角是6°，
即总距杆在12°的位置，周期变距杆向前移动时，桨叶角可以从基准的12°在转动
四分之一圈增加到18°，在随后的四分之一圈又减小到12°，在第三个四分之一圈
减小到最小的6°，在最后的四分之一圈又增大到12°。
图1-34 挥舞量变化曲线
现在讨论桨叶的挥舞量，如图1-34，我们知道在直升机前飞时，桨叶的最低挥
舞点（或者叫向下挥舞的最大量）应该在0°，桨叶的最高挥舞点（或者叫向上挥
舞的最大量）在180°。由于桨叶的挥舞在转动过程中不存在突然的变化，因此将
这些点用曲线连接起来得到了挥舞量的变化曲线。曲线的斜率代表挥舞的速率。
用同样的曲线讨论桨叶角的变化量，根据前面提到的陈述E，如果桨叶不挥舞，
桨叶角必定等于基准角，按图1-34 说明有三个点桨叶不挥舞，即0°（两端）和180
°。先看0°点，桨叶已完成了向下挥舞，但还没有开始向上挥舞，在180°点，桨
叶已完成了向上挥舞，但没开始向下挥舞，如果我们接受陈述E，我们应认为在这
三个点桨叶角应等于基准桨叶角12°。
在0°到180°之间，桨叶向上挥舞，而如果桨叶向上挥舞，且桨叶角又在基准
角之上，桨叶角必定继续增大（陈述B），因此桨叶角将从基准值12°增大到最大值
18°，然后再回到基准值12°，桨叶角的最大值将出现在0°至180°之间的中间
位置，即90°点。
在180°至0°之间规律是一样的（陈述C），桨叶角必定从基准值12°减小到
最小值6°再回到基准值12°，最小桨叶角将出现在270°点。
这样就得到了五个点，将这些点用一平滑的曲线连接，得到图1-35。
最高挥舞位置
基准挥舞位置
最低挥舞位置
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图1-35 桨叶角变化曲线
将图1-34 和图1-35 叠加，得到图1-36，从图中可以看出，桨叶角变化曲线比
桨叶挥舞量变化曲线要早90°。
图1-36 挥舞量与桨叶角变化曲线
从图1-36 可以得出以下结论：
在0°，桨叶角是基准值，桨叶不挥舞。
0°—90°，桨叶角逐渐增大至最大值，桨叶开始向上挥舞且向上挥舞的速率也
越来越大，当到达90°时桨叶的挥舞速率最大。
90°—180°，桨叶角从最大值逐渐恢复到基准值，此时由于桨叶角大于基准值，
桨叶继续向上挥舞，当桨叶角变成基准值时（180°），桨叶停止向上挥舞。
180°—270°，桨叶角逐渐减小至最小值，桨叶开始向下挥舞，且向下挥舞的
速率也越来越大，当到达90°时桨叶的挥舞速率最大。
270°—0°，桨叶角从最小值逐渐恢复到基准值，此时桨叶角仍小于基准值，
桨叶继续向下挥舞，当到达0°点时，桨叶角变为基准值，桨叶停止向下挥舞，继
续下一个循环。
前面我们讨论了几种引起相位滞后原因的理论，由于这种现象的存在，最大桨
叶角位置相对于需要的最高挥舞位置必须提前90°，最小桨叶角相对于需要的最低
挥舞位置也必须提前90°。
最大桨距位置
基准桨距位置
最小桨距位置
最大
基准
最小
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1.8.2 前置角
在设计直升机主桨系统时必须考虑到相位滞后的因素，绝大多数直升机利用倾
斜盘将操纵通过变距拉杆传递到主桨系统上，变距拉杆和连接主桨叶的夹板或轴向
关节之间加装一变距摇臂，而变距摇臂通常装在桨叶的前缘。变距摇臂操纵输入点
与桨叶之间的夹角称作前置角。
对于两片主桨叶的主桨系统，尤其是装有平衡棒的主桨系统，变距摇臂的前置
角为90°。这是因为平衡棒与桨叶的夹角为90°，驾驶舱操纵首先传递到平衡棒，
然后再到变距摇臂。当倾斜盘前倾时，平衡棒指向前方，最小桨距也传递到平衡棒，
此时桨叶仍在270°，因此最小桨叶角位置相对于最低挥舞位置提前了90°。
现代直升机主桨系统的前置角则为45°，也就是说，变距摇臂的操纵输入点与
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直升机全方位讲述1(8)
