四川一直升机坠落怎么回事？10分钟看懂直升机飞行原理！( 二 )

桨叶的挥舞虽然解决了升力不均材料疲劳等问题，但也带来了新的问题。桨叶向上挥舞时，重心离旋转轴的距离减小，产生的科氏力矩使桨叶加速旋转，桨叶恢复水平时，重心离旋转轴的距离增加，科氏力矩又会使桨叶减速旋转。科氏力矩的大小和方向随着桨叶的挥舞呈现出周期性变化，桨叶在水平方向也会前后摇摆，补偿挥舞造成的科里奥利效应。如果不加控制，这种摇摆对桨叶根部的损伤会非常大，解决的办法就是安装“摆振铰” 。
“摆振铰”，也叫“垂直铰”，就是在桨叶的根部再设置一个垂直的轴孔，通过插销与桨毂其他结构相连，这种连接方式允许桨叶前后小幅度摆动，从而避免桨叶根部变弯或疲劳断裂。此外为了给桨叶绕摆振铰的摆振运动提供阻尼以及保证其有足够的稳定性裕度，防止出现“地面共振”，摆振铰上通常都还装有摆振阻尼器，称为减摆器。
由于摆振铰的存在，桨叶前行时自然增加后掠角（即所谓“滞后”，因为桨叶在旋转方向上的角速度低于圆心的旋转速度），变相增加桨叶在气流方向上剖面的长度，加强了减小迎角的作用；在后行时，减摆器使桨叶恢复的正常位置（即所谓“领先”，因为桨叶在旋转方向上的角速度高于圆心的旋转速度），加强了增加迎角的作用，所以摆振铰有时也被称为领先-滞后铰。
桨叶根部还有一个重要的铰链装置，那就是“变距铰”，也称“轴向铰” 。它的作用是使桨叶绕其轴线在一定范围内偏转，实现改变其安装角，从而调整桨叶产生的升力，简单说就是实现桨叶变距运动的转动关节。
挥舞铰、摆振铰和变距铰是实现直升机控制和旋翼正常工作的关键。
除了采取这种全铰接式（装有挥舞铰、摆振铰和变距铰）旋翼的直升机外，有的直升机采用一个球面弹性体轴承组件来实现实挥舞铰、摆振铰、变距铰三个铰接组件的功能，还有的直升机采用的是无铰接结构，即取消了独立的挥舞铰与摆振铰，挥舞和摆振的功能由桨叶根部的柔性元件的变形来实现。

文章插图
此外主旋翼只有两片桨叶的直升机通常采用跷跷板式的桨毂结构，及桨毂与主轴通过一个水平插销结构相连接，桨毂可以绕这个插销转动。
前面提到通过控制旋翼和尾桨就可以实现使直升机上升、下降、悬停、前飞、侧飞以及转弯等，因此实际上直升机的操纵机构主要是针对旋翼和尾桨的。直升机的主要操纵机构包括驾驶杆（又称周期变距杆）、总距杆、脚蹬等。
驾驶杆位于驾驶员座椅前面，通过操纵线系与自动倾斜器连接，通过自动倾斜器来实现对旋翼椎体倾斜方向的控制。
总距杆通常位于驾驶员座椅的左方，由驾驶员左手操纵，通过操纵线系与自动倾斜器连接，通过自动倾斜器来控制所有桨叶的迎角，实现桨叶变距，从而改变旋翼升力的大小。有的总距操纵杆的手柄上设置旋转式油门操纵机构，用来调节发动机油门的大小，使发动机输出功率与旋翼桨叶变距后的旋翼需用功率相适应；有的总距杆上则集成了发动机功率控制器，可根据旋翼桨叶变距情况自动对发动机的输出功率进行调整；因此，总距杆又被称为总距油门杆。
自动倾斜器是实现驾驶杆和总距杆操纵的重要部件，由两个主要零件组成：一个不旋转环和一个旋转环。不旋转环安装在旋翼轴上，并通过操纵线系与驾驶杆和总距杆相连。它能够向任意方向倾斜，也能沿旋翼轴上下垂直移动，但是不能转动。旋转环通过轴承被安装在不旋转环上，通过拉杆与变距铰（轴向铰）相连，不但能够同旋翼轴一起旋转，而且能够作为一个单元体随不旋转环同时倾斜和沿旋转轴上下垂直移动。