直升机可以用铝合金来做主旋翼吗?
现在已经没有了,20世纪50年代中期以前,第一代直升机的旋翼桨叶一般是由管式钢梁、木质骨架和蒙布组成的混合式结构。
50年代末到60年代初的第二代直升机旋翼广泛使用以铝合金压制梁为基本结构的金属桨叶。
60年代末到70年代初的第三代直升机旋翼以复合材料(玻璃钢为主)桨叶为标志。
第四代直升机旋翼的桨叶和桨毂将用更先进的复合材料来制造。
旋翼机常用金属材料 1. stainless steel tubes 2. Spring steel For landing gear replaced the original tube and cable design. 3. Alloy 4130 Steel 4130 steel tubing was ubiquitous in welded tube fuselages and other airplane parts. 4.铝合金6061T6 6061合金中的主要合金元素为镁及硅,具有中等强度,良好的抗腐蚀性,可焊接性,氧化效果好。广泛应用于要求有一定强度和耐蚀性的飞机结构件。T6表示一种热处理状态,它的内应力较大,加工易变形。最适合加工的状态应该是T651,它是在T6的基础上进行拉伸,消除内应力。 5. 7075 T6 hard aluminium 6. special honeycomb technology特种蜂窝材料,驾驶舱隔音效果好。 By the use of special honeycomb technology and advanced moulding techniques for the composite fuselage, so as to maintain structural strength and protection for the pilot - but still shaving 40kg off the overall weight.
中国牌号 美国牌号 LD2-1 6061 LC9 7075 30CrMn 4130 中文对照:1.不锈钢管2.弹簧钢 用于起落架替代原来的管、索设计3.4130合金钢 普遍应用在机身需焊接的管结构及其它部件5.7075 T6 坚铝补充:小飞机构件应用更广泛的铝合金似乎是2024-T3~~铝铜合金,属于可热处理合金,最突出的特点是优良的加工性和仅次于7系铝合金的硬度.但抗腐蚀性较差7075~铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性
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国内不少飞行爱好者都有生产,根据单人机还是双人机可以选择不同直径的旋翼,由于材质不同和长短不同,价格大约在2500~5000元/副不等,您可以到旋翼机论坛的器材交易版块里买到。
直升机主旋翼桨叶结构沿展向可以分为根部段、翼型段和桨尖段3 个部分。
1、桨尖段主要用来改善旋翼的气动性能与气动噪声,所受的载荷较小,不是主要结构部分。
2、根部段是桨叶与桨毂连接的部位,结构复杂,零组件较多,桨叶所有动载荷和静载荷都要通过它传递到桨毂上,是桨叶结构受力状态最复杂的部位。
3、翼型段是桨叶结构最主要的部分,确定桨叶剖面的构造形式是桨叶结构设计的首要任务,翼型段一般由蒙皮、大梁、内腔填块、后缘条、前缘包铁等元件构成。
扩展资料
直升机旋翼结构的损伤容限特点表现为:
1、容许裂纹或损伤尺寸较小。
2、小范围内结构上的载荷变化较大。
3、载荷形式为高频低幅。
对于民用直升机,复合材料旋翼损伤容限设计的要求是:
1、保证结构在给定的载荷谱范围内使用是安全的,未被检查出的缺陷、裂纹或其他损伤的扩展造成灾难性破坏的概率最小。
2、保证结构的疲劳强度极限和检查时间间隔最佳,具有竞争力。
对于军用直升机,由于需要在作战环境中使用,除了以上要求外,还有:
1、保证结构在遭受战斗损伤(通常是12.7 mm机枪弹和21mm~23 mm航炮弹的攻击损伤)情况下有足够的剩余强度,即旋翼主结构关键件受弹击损伤后应能承受设计极限载荷而不破坏。
2、如果损伤是允许的,则损伤扩展的速率应是缓慢的,主结构关键件受弹击损伤后至少仍能飞行30 min。
参考资料来源:百度百科-旋翼设计
旋翼 rotor直升机和旋翼机等旋翼航空器的主要升力部件,又称升力螺旋桨。20世纪50年代中期以前,第1代直升机的旋翼桨叶一般是由管式钢梁、木质骨架和蒙布组成的混合式结构。50年代末到60年代初的第 2代直升机旋翼广泛使用以铝合金压制梁为基本结构的金属桨叶。60年代末到70年代初的第 3代直升机旋翼以复合材料(玻璃钢为主)桨叶为标志。第 4代直升机旋翼的桨叶和桨毂将用更先进的复合材料来制造。
旋翼由桨毂和数片桨叶构成。桨毂安装在旋翼轴上,形如细长机翼的桨叶则连在桨毂上。桨叶旋转时与周围空气相互作用,产生沿旋翼轴的拉力(这是主要的),如果相对气流的方向或各片桨叶的桨距不对称于旋翼轴,还产生垂直于旋翼轴的分力。在直升机上,旋翼轴方向近于垂直,因此旋翼首先具有机翼的功能,产生向上的力。其次还具有类似于飞机推进装置的功能,产生向前的力。它还具有类似于飞机操纵面的功能,产生改变机体姿态的俯仰力矩或滚转力矩。
最早的直升机旋翼是木材,50年代末到60年代初的第 2代直升机旋翼广泛使用以铝合金压制梁为基本结构的金属桨叶。60年代末到70年代初的第 3代直升机旋翼以复合材料(玻璃钢为主)桨叶为标志。第 4代直升机旋翼的桨叶和桨毂将用更先进的复合材料来制造。
上面这张图就说的很清楚了,这是美国UH-1C直升机的基本构型,尾旋翼(不是你说的“尾翼”)的驱动是用尾桨传动轴(也有的用链条),从主发动机引出动力,让尾翼旋转起来。
尾旋翼作用为抵销旋翼的扭力.尾旋翼轴是双轴设计.外轴连接着尾旋翼叶片承座.内轴连接着尾旋翼头做变距功能.部分尾旋翼组有倾斜设计可以提供辅助升力.
其实并不是所有的直升机都是有尾旋翼的,例如同轴双层反向旋转式.
左右反向旋转式.
前后反向旋转式.
不仅旋翼由炭纤维等复合材料制造,机身的大部分部件也采用了相同的制造工艺。
现代直升机的复合材料用量已经达到50%以上,甚至有些直升机达到了80-90%。
20世纪90年代,复合材料的应用又达到了一个新的阶段,NH-90战术运输直升机复合材料用量达95%,仅动力舱平台、隔板仍采用金属件,其余部分全部采用复合材料制造。虎直升机机体的复合材料占结构重量的80%以上,RAH-66上的复合材料则占总材料重量的51%。因此,随着复合材料技术的不断发展和在直升机上应用的不断深化,下一代武装直升机将有可能成为全复合材料直升机。
6061铝合金是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品,其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比,但其镁、硅合金特性多,具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。
6061铝合金的主要合金元素是镁与硅,并形成Mg2Si。若含有一定量的锰与铬,可以中和铁的坏作用;有时还添加少量的铜或锌,以提高合金的强度,而又不使其抗蚀性有明显降低;6061铝合金中的主要合金元素为镁与硅,具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性,氧化效果较好。
CH-54是美国西科斯基公司研制的双发单桨起重直升机,公司编号为S-64,绰号“空中吊车”,美国军用编号为CH-54,绰号“塔赫”.S-64是在S-60试验机的基础上发展起来的并采用了S-56的旋翼,动力、装置改装两台普拉特.惠特尼公司的JFTD-12-4A(军用型T73P-1)涡轮轴发动机,截至1974年6月,除民用外,共为美国陆军生产了96架.
S-64有以下几种改型:S-64A,试验用原型机,共制造三架,第一架于1962年5月首次试飞;CH-54A,美国陆军用起重直升机,用来运输装甲车辆、大型设备和回收损坏了的飞机,在越南战场上,CH-54运送过许多重型装备,并回收了380架损坏的飞机,后来,西科斯基公司为CH-54A研制了通用军用吊舱。
1968年6月,又研制了专门用于运输人员的吊舱,其内部尺寸(长宽高)8.3米2.96米1.98米,最大承载能力为9072公斤,可运输45名士兵或24副担架,或用作野外外科医院、指挥所和通讯部;
S-64E,改进的民用型,1969年获得美国联邦航空局适航证,广泛用于伐木,石油勘探、动力线铺设等;CH-54B,CH-54A的加大载重型,为美国陆军使用,共制造了两架;S-64F,CH-54B的民用型,1970年底取得适航证,但没有正式投产。
尺寸数据旋翼直径21.95米,尾桨直径4.88米,机长26.97米,机高(至旋翼桨毂顶部)5.61米、(旋翼和尾桨转动)7.75米,机宽(桨叶折叠)6.65米。
重量数据(CH-54A/S-64E)空重8,720公斤,最大起飞重量19,050公斤。
性能数据(CH-54A/S-64E),正常起飞重量17,240公斤,最大平飞速度(海平面)203公里/小时,最大巡航速度169公里/小时,最大爬升率(海平面)6.75米/秒,悬停升限(有地效)3,230米、(无地效)2,100米,航程(最大燃油,10%余油)370公里。
研制国家:美国型号:CH-54Skycrane/Tarhe“空中吊车”/“塔赫”
研制单位:西科斯基公司现状:退役
CH-54是美国西科斯基公司研制的双发单桨起重直升机,公司编号为S-64,绰号“空中吊车”,美国军用编号为CH-54,绰号“塔赫”.S-64是在S-60的基础上发展起来的并采用了S-56的旋翼。
在1961年4月前S-60样机坠毁前使用涡轮轴发动机的S-64样机就开始开始制造了,虽然美国军方并不像希望那样支持这个计划,但是西德政府却决定对S-64进行评估,而且买下了第一次制造的三架样机中的两架。
1962年5月9日S-64进行了首飞,德国人在评估后并没有下订单,但是美国陆军却表示对S-64感兴趣并于1963年7月定购了6架S-64A用于评估并且将其编号为“YCH-54A”,起名为“塔赫”。虽然他们与样机相似,但是却装备了4500轴马力的涡轴发动机。
评估非常顺利,1964年CH-54A正是开始制造。截至1974年6月,除民用外,共为美国陆军生产了96架。
但是CH-54价格过于昂贵,至少是UH-1的7倍。另外西科斯基的模块化荚舱的概念在战场上的军事行动中弊大于利,而且陆军想要的是一种既可以当作起重机又可以当作运输机使用的直升机而不是让运输行动去适应某种特殊的模块。
于是从20世纪70年代开始CH-54开始从军队退役,到80年代所有CH-54均退出现役进入民用商业领域。
性能指标
机长26.97米
旋翼直径21.95米
尾桨直径4.88米
机高5.61米,尾部旋翼7.75米
机宽(桨叶折叠)6.65米
轮距26.79米
空重8725千克
正常起飞重量17240千克
最大起飞重量19050千克
最大平飞速度(海平面)205千米/小时
最大巡航速度169公里/小时
最大爬升率(海平面)6.75米/秒
有地效悬停升限3230米
无地效悬停升限2100米
航程(最大燃油,10%余油)370千米
结构特点
S-64采用全铰接式六片铝合金桨叶旋翼,尾桨由四片铝合金叶桨组成;机身为铝合金和钢制成的半硬壳吊舱尾梁式结构。机身在驾驶舱后面部份沿用可卸吊舱形式。水平安定面固定在尾斜梁顶部右侧。
CH-54采用不可收放的前三点式起落架。为装卸货物方便,起落架可通过液压轴伸长或缩短。尾部还装有可伸缩的缓冲器。前驾驶舱内有两个并排的正副驾驶员的的座椅,后座舱内有操纵货物装卸的第三个驾驶员的座椅。另外增加了可以坐下两名乘客的折叠座。
CH-54A采用两台普拉特·惠特尼公司JFTD-12-4A涡轴发动机,单台功率为4500轴马力;CH-54B采用两台JFD-12-5A涡轴发动机,单台功率为4800轴马力,最大连续功率为4430轴马力。两个燃油箱的总油量为3328升,辅助油箱容量为1664升,总油量为4992升。
技术特点分析与述评
西科斯基公司为CH-54A研制了通用军用吊舱,1968年6月,又研制了专门用于运输人员的吊舱,其内部尺寸(长宽高)8.3米2.96米1.98米,最大承载能力为9072公斤,可运输45名士兵或24副担架,或用作野外外科医院、指挥所和通讯部。
由于在干燥的天气中存在发动机沾染灰尘和砂子导致故障的现象,因此1967年西科斯基公司研制了一种类似篮子的东西——发动机空气微尘分离器(EAPS),它能在进气口附近形成一个螺旋型的气流把灰尘和沙子抛出进气口。
装备情况及型号演变
S-64有以下几种改型:S-64A,试验用原型机,共制造三架,第一架于1962年5月首次试飞;
CH-54A,正是生产以后的军方代号。在越战中配属给了第一骑兵师
CH-54B,CH-54A的加大载重型,为美国陆军使用,共制造了两架。
S-64E,改进的民用型,1969年获得美国联邦航空局适航证,广泛用于伐木,石油勘探、动力线铺设等。
S-64F,CH-54B的民用型,1970年底取得适航证,但没有正式投产。
CH-54在国民警卫队中一直服役到90年代初期,它不光用于军事训练,还在火灾的时候用一个大水斗运水灭火。
最后一架CH-54于1993年在内华达州的国民警卫队第113航空基地退出现役。
作战使用
CH-54用来运输战斗人员、装甲车辆、大型设备和用于回收那些因为过于沉重而使得CH-47不能运载的飞机。它也用于从船上向岸上卸货。CH-54还被用于投掷重达4536公斤的巨型炸弹,以在浓密的丛林中开辟直升机着陆场。
实战表现
在越南战场上,CH-54运送过许多重型装备,并回收了380架损坏的飞。其可靠性非常高,很少有操作失误,让机组人员非常难忘。