[科普中国]-半刚接式旋翼

旋翼——半刚接旋翼发展背景

旋翼（rotor，lifting rotor）又称“升力桨”、“主旋翼”或简称“升桨”、“主桨”。由连接于旋翼桨毂的两片、三片或数片桨叶（目前最多七片）组成。旋翼相当于旋转的机翼，当它旋转时，产生空气动力，如升力和拉力，用以保持直升机的飞行。旋翼还具有操作面的作用。

旋翼按其结构型式可分为全铰接式（铰接式）、半铰接式（半刚接式）和无铰接式（刚接式）三种。全铰接式旋翼通常有三个铰：挥舞铰（水平铰），摆振铰（垂直铰）和变距铰（轴向铰）。

早期的直升机，桨叶和桨毂为刚性连接，前飞时，前行桨叶和后行桨叶的升力差，使直升机产生横侧倾复力矩，同时桨叶根部承受很大的静、动弯曲载荷，寿命很短。为了消除前飞时的横侧倾复力矩及改善旋翼在挥舞面和旋转面的受力状态，提高寿命，引进了挥舞铰和摆振铰，形成全铰接旋翼。但全铰接式旋翼的桨毂构造复杂，笨重，气动阻力大，制造成本和维护费用高。因而发展了半刚接式旋翼。1

半刚接式旋翼半刚接式旋翼是一个具有共同的中心挥舞铰（或万向铰）而无摆振铰的铰接式旋翼。

半刚接式旋翼一般由跷跷板式和万向接头式二种。跷跷板式的桨毂直接固定到中心铰座上。二片桨叶借助于变距轴固定到桨毂上。它们分别绕自己的变距铰转动；万向接头式的桨毂通过万向铰连接在桨轴上，二片桨叶一起绕万向铰的变距轴转动。

半铰接式旋翼结构较简单，零、组件较少。在中小型直升机上广泛应用其缺点是桨叶旋转方向的弯曲载荷较大，旋翼桨毂力矩为零，全靠升力的倾斜来操纵，故操纵功效最低，这种旋翼型式的直升机操纵性、稳定性较差，振动也较大。1