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  • 1 # 兔子的野史

    樓主的問題非常專業

    直升機操縱最特別就是週期變矩,週期變矩過程中旋翼的攻角不斷變化,氣動力在不停的變化。因此,旋翼葉片所受的力也在不斷變化。這樣就容易產生一種可怕的載荷,叫做交變載荷,由於交變載荷產生的交變應力。交變應力對金屬是致命的。他會導致金屬疲勞,直到發生疲勞斷裂。

    直升機旋翼就不會產生疲勞斷裂麼?也會,以前還發生過,因此引發了一場空難。1999年,一架西科斯基s76直升機因為主旋翼槳葉空中折斷,飛機墜毀,機組和乘客全部遇難。

    後來調查發現,因為這架飛機有一片旋翼曾經因為雷擊返廠維修,但是維修中國產中卻沒有發現翼尖結構的一處小瑕疵。不久後這一片旋翼在空中疲勞折斷。

    不過這只是個案,事故之後西科斯基公司要求客戶加強了旋翼定檢檢查。

    直升機旋翼是如何避免疲勞斷裂的發生呢?

    結構方面

    上圖這是s76飛機的旋翼

    主旋翼葉片的主要結構構件是焊接的鈦梁,具有大部分的平面、扭轉和離心承載能力。採用熱成形工藝,使圓管鈦梁進入翼型輪廓。帶貫穿螺栓襯套的孔位於葉柄端,用於將葉片與主軸連線。蓋皮是由交叉編織玻璃纖維與石墨後緣加強條。金屬絲網浸漬在外殼上,提供防雷保護。旋翼剩下的主體部分由Nomex蜂窩結構構成。旋翼蒙皮由玻璃纖維組成。

    旋翼的鈦梁是旋翼的結構主樑,鈦是一種比強度非常高的金屬材料,主樑結構是鈦金屬薄壁結構,可以承受巨大的拉伸應力。

    旋翼蒙皮下面是蜂窩結構,也有非常高的應力承載能力

    定期檢查

    旋翼的大梁結構會定期檢查:旋翼大梁要定期檢查裂紋,有的大梁甚至裡面充滿氣體靠測量氣壓要預警裂紋。

    旋翼夾頭也會定期無損探傷,探傷可以發現肉眼發現不了的小裂紋。

    複合材料的應用

    由於複合材料的使用讓旋翼抵禦交變應力的能力越來越強。這也是複合材料的優勢之一,符合材料怕分層,金屬材料怕交變應力,把這些材料結合起來發揮他們的長處,這樣旋翼效能就有了很大提升。

  • 2 # 兔子的野史

    樓主的問題非常專業

    直升機操縱最特別就是週期變矩,週期變矩過程中旋翼的攻角不斷變化,氣動力在不停的變化。因此,旋翼葉片所受的力也在不斷變化。這樣就容易產生一種可怕的載荷,叫做交變載荷,由於交變載荷產生的交變應力。交變應力對金屬是致命的。他會導致金屬疲勞,直到發生疲勞斷裂。

    直升機旋翼就不會產生疲勞斷裂麼?也會,以前還發生過,因此引發了一場空難。1999年,一架西科斯基s76直升機因為主旋翼槳葉空中折斷,飛機墜毀,機組和乘客全部遇難。

    後來調查發現,因為這架飛機有一片旋翼曾經因為雷擊返廠維修,但是維修中國產中卻沒有發現翼尖結構的一處小瑕疵。不久後這一片旋翼在空中疲勞折斷。

    不過這只是個案,事故之後西科斯基公司要求客戶加強了旋翼定檢檢查。

    直升機旋翼是如何避免疲勞斷裂的發生呢?

    結構方面

    上圖這是s76飛機的旋翼

    主旋翼葉片的主要結構構件是焊接的鈦梁,具有大部分的平面、扭轉和離心承載能力。採用熱成形工藝,使圓管鈦梁進入翼型輪廓。帶貫穿螺栓襯套的孔位於葉柄端,用於將葉片與主軸連線。蓋皮是由交叉編織玻璃纖維與石墨後緣加強條。金屬絲網浸漬在外殼上,提供防雷保護。旋翼剩下的主體部分由Nomex蜂窩結構構成。旋翼蒙皮由玻璃纖維組成。

    旋翼的鈦梁是旋翼的結構主樑,鈦是一種比強度非常高的金屬材料,主樑結構是鈦金屬薄壁結構,可以承受巨大的拉伸應力。

    旋翼蒙皮下面是蜂窩結構,也有非常高的應力承載能力

    定期檢查

    旋翼的大梁結構會定期檢查:旋翼大梁要定期檢查裂紋,有的大梁甚至裡面充滿氣體靠測量氣壓要預警裂紋。

    旋翼夾頭也會定期無損探傷,探傷可以發現肉眼發現不了的小裂紋。

    複合材料的應用

    由於複合材料的使用讓旋翼抵禦交變應力的能力越來越強。這也是複合材料的優勢之一,符合材料怕分層,金屬材料怕交變應力,把這些材料結合起來發揮他們的長處,這樣旋翼效能就有了很大提升。

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