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“跟着教員學飛行系列” 第四期

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我們知道客機能夠起飛，依靠的是發動機的推進力産生速度，在氣流中機翼産生升力而脫離地心引力起飛。

這兩者的功能在直升機上均通過旋翼-旋轉的機翼來實現。

空客H-135直升機

旋翼是直升機的關鍵部件，旋翼的作用是産生升力和側向的水平拉力。通過對旋翼的操縱可以實現直升機的升降、和水平方向的運動。

直升機的旋翼主要由槳毂和槳葉組成。

旋翼槳毂

旋翼槳葉

旋翼的型式由槳毂的型式決定。到目前為止一般可分為全鉸式、半剛性式和剛性式。

槳毂:指的是各個槳葉的安裝結合部位，位于旋翼末端。

鉸指的是槳葉和槳毂之間鉸接結構的連接部分，類似于人體的關節，槳葉可以繞鉸（即連接部位）運動。

垂直鉸（擺振鉸）:垂直的關節，槳葉可以繞垂直鉸做橫向的擺振運動，又稱擺振鉸。

擺振鉸

水平鉸（揮舞鉸）:水平的關節，槳葉可以繞水平鉸做上下揮舞的運動，又稱揮舞鉸

揮舞較

軸向鉸（變距鉸）:軸向的關節，槳葉可以繞軸向鉸做槳葉的變距運動，又稱變距鉸。

變距鉸

直升機在前飛的過程中，由于有前飛速度，旋翼向前旋轉的槳葉（前行槳葉，）所遇到的氣流（相對氣流），大于向後旋轉的槳葉（後行槳葉）遇到的氣流，這個氣流是産生升力用的，氣流越大升力越大，因此造成升力不對稱，旋翼的旋轉面上一邊的升力大于另一邊，緻使槳葉産生上下揮舞運動。

如果不以鉸接的型式安裝，而以剛性安裝，直升機不僅會産生左右滾轉，而且會造成槳葉根部完全受力，在材料不能滿足需要時，槳葉會彎曲變形甚至折斷。

由于槳葉上下揮舞，造成了槳葉距離旋轉中心的距離變化，會産生“科裡奧利效應”。

科裡奧利效應:亦稱作角動量守恒定律，在旋翼上的表現為：槳葉的質量中心離旋轉軸遠時，旋轉速度減小，反之近時旋轉速度增大。

也就是說：揮舞起來，離旋翼旋轉中心近的槳葉，會加速。

科裡奧利效應

花樣滑冰者在做原地旋轉動作時，伸展手臂會使旋轉速度變慢，合攏手臂旋轉速度會加快。這讓我們直觀地觀察到科裡奧利效應的體現。

因為揮舞，槳葉的質量中心距旋轉軸的距離有變化，所以産生槳葉的加減速運動，緻使槳葉橫向擺振（擺動）。為避免槳葉完全受力，設計了擺振鉸。

改變直升機升力的大小，從而使直升機實現升降運動，其方式是改變旋翼槳葉的安裝角度，這必須使槳葉能夠扭轉。槳葉扭轉的過程稱為變距。

變距

全鉸式旋翼包含上述所有的鉸，即揮舞鉸、擺振鉸和變距鉸。通常裝有三個以上數量的槳葉。

全鉸式旋翼

跷跷闆式半剛性旋翼

半剛性旋翼系統通常為隻有兩片槳葉的跷跷闆結構。

羅賓遜R44槳毂

取消了擺振鉸，保留了揮舞鉸和變距鉸用以揮舞和變距。

貝爾-206槳毂

由于其結構型式，在槳葉揮舞時，槳葉的質點距離旋轉中心軸的距離變化不大，科裡奧利效應不明顯，少量的加減速運動由槳葉材料吸收。

空客H135剛性槳毂

随着旋翼制造材料和工藝的發展，目前已經出現了剛性旋翼系統，也就是取消了上述所有的鉸，揮舞、擺振和變距動作均由槳葉材料的彎曲和扭轉來吸收。

空客H135剛性槳毂

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