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沿切線作用到一個轉動中的陀螺上時，陀螺的旋轉平面將傾斜，傾斜的最大位移量
則發(fā)生在沿陀螺轉動方向90°滯后的點上。
另一種理論稱為慣性原理，即當變距力作用到槳葉上時，由于槳葉的慣性，槳
葉不會馬上對作用力作出反應而使槳葉揮舞，也就是說，產(chǎn)生的升力在使槳葉揮舞
前首先必須克服槳葉的慣性，此時槳葉已經(jīng)轉動了四分之一圓周，所以變距力的作
用的效果將沿轉動方向滯后90°。
在進一步學習之前，我們要求大家先接受以下陳述：
陳述A：直升機懸停時，由于總距桿的位置，主槳葉已經(jīng)有一定的預置基準槳葉角，
提起或放下總距桿，槳葉的槳葉角將增大或減小，直升機將上升或下降。
陳述B：當周期變距桿移動時，某一片槳葉的槳葉角將大于基準槳葉角，槳葉將開
始向上揮舞，而且只要槳葉角大于基準槳葉角，將繼續(xù)向上揮舞。
陳述C：當周期變距桿移動時，某一片槳葉的槳葉角將小于基準槳葉角，該槳葉將
開始向下?lián)]舞，而且只要槳葉角小于基準槳葉角，將繼續(xù)向下?lián)]舞。
陳述D：向上或向下?lián)]舞的速率隨著槳葉角增大或減小而增加。
陳述E：如果槳葉不揮舞，說明槳葉角必定等于基準角。
為便于理解，對旋轉平面規(guī)定一些識別點，如圖1-33 所示，假設旋轉平面向左
運動，旋轉方向從上往下看是逆時針方向，則旋轉平面的最前點為0°，按轉動方
向其他點依次為90°、180°、270°。
圖1-33 方位角的確定
機頭方向
29
將這些點如圖1-34 標在水平軸上，從這個圖上可以看出槳葉角及與槳葉角有關
的槳葉的揮舞情況在轉動中發(fā)生的變化，中間的橫線代表基準槳葉角和基準槳葉位
置，上面的橫線代表最大槳葉角和揮舞量，下面的橫線代表最小槳葉角和揮舞量。
前面講到，基準槳葉角取決于總距桿的位置，最大和最小槳葉角取決于周期變
距桿的移動量。假設基準槳葉角是12°，最大槳葉角是18°，最小槳葉角是6°，
即總距桿在12°的位置，周期變距桿向前移動時，槳葉角可以從基準的12°在轉動
四分之一圈增加到18°，在隨后的四分之一圈又減小到12°，在第三個四分之一圈
減小到最小的6°，在最后的四分之一圈又增大到12°。
圖1-34 揮舞量變化曲線
現(xiàn)在討論槳葉的揮舞量，如圖1-34，我們知道在直升機前飛時，槳葉的最低揮
舞點（或者叫向下?lián)]舞的最大量）應該在0°，槳葉的最高揮舞點（或者叫向上揮
舞的最大量）在180°。由于槳葉的揮舞在轉動過程中不存在突然的變化，因此將
這些點用曲線連接起來得到了揮舞量的變化曲線。曲線的斜率代表揮舞的速率。
用同樣的曲線討論槳葉角的變化量，根據(jù)前面提到的陳述E，如果槳葉不揮舞，
槳葉角必定等于基準角，按圖1-34 說明有三個點槳葉不揮舞，即0°（兩端）和180
°。先看0°點，槳葉已完成了向下?lián)]舞，但還沒有開始向上揮舞，在180°點，槳
葉已完成了向上揮舞，但沒開始向下?lián)]舞，如果我們接受陳述E，我們應認為在這
三個點槳葉角應等于基準槳葉角12°。
在0°到180°之間，槳葉向上揮舞，而如果槳葉向上揮舞，且槳葉角又在基準
角之上，槳葉角必定繼續(xù)增大（陳述B），因此槳葉角將從基準值12°增大到最大值
18°，然后再回到基準值12°，槳葉角的最大值將出現(xiàn)在0°至180°之間的中間
位置，即90°點。
在180°至0°之間規(guī)律是一樣的（陳述C），槳葉角必定從基準值12°減小到
最小值6°再回到基準值12°，最小槳葉角將出現(xiàn)在270°點。
這樣就得到了五個點，將這些點用一平滑的曲線連接，得到圖1-35。
最高揮舞位置
基準揮舞位置
最低揮舞位置
30
圖1-35 槳葉角變化曲線
將圖1-34 和圖1-35 疊加，得到圖1-36，從圖中可以看出，槳葉角變化曲線比
槳葉揮舞量變化曲線要早90°。
圖1-36 揮舞量與槳葉角變化曲線
從圖1-36 可以得出以下結論：
在0°，槳葉角是基準值，槳葉不揮舞。
0°—90°，槳葉角逐漸增大至最大值，槳葉開始向上揮舞且向上揮舞的速率也
越來越大，當?shù)竭_90°時槳葉的揮舞速率最大。
90°—180°，槳葉角從最大值逐漸恢復到基準值，此時由于槳葉角大于基準值，
槳葉繼續(xù)向上揮舞，當槳葉角變成基準值時（180°），槳葉停止向上揮舞。
180°—270°，槳葉角逐漸減小至最小值，槳葉開始向下?lián)]舞，且向下?lián)]舞的
速率也越來越大，當?shù)竭_90°時槳葉的揮舞速率最大。
270°—0°，槳葉角從最小值逐漸恢復到基準值，此時槳葉角仍小于基準值，
槳葉繼續(xù)向下?lián)]舞，當?shù)竭_0°點時，槳葉角變?yōu)榛鶞手担瑯~停止向下?lián)]舞，繼
續(xù)下一個循環(huán)。
前面我們討論了幾種引起相位滯后原因的理論，由于這種現(xiàn)象的存在，最大槳
葉角位置相對于需要的最高揮舞位置必須提前90°，最小槳葉角相對于需要的最低
揮舞位置也必須提前90°。
最大槳距位置
基準槳距位置
最小槳距位置
最大
基準
最小
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1.8.2 前置角
在設計直升機主槳系統(tǒng)時必須考慮到相位滯后的因素，絕大多數(shù)直升機利用傾
斜盤將操縱通過變距拉桿傳遞到主槳系統(tǒng)上，變距拉桿和連接主槳葉的夾板或軸向
關節(jié)之間加裝一變距搖臂，而變距搖臂通常裝在槳葉的前緣。變距搖臂操縱輸入點
與槳葉之間的夾角稱作前置角。
對于兩片主槳葉的主槳系統(tǒng)，尤其是裝有平衡棒的主槳系統(tǒng)，變距搖臂的前置
角為90°。這是因為平衡棒與槳葉的夾角為90°，駕駛艙操縱首先傳遞到平衡棒，
然后再到變距搖臂。當傾斜盤前傾時，平衡棒指向前方，最小槳距也傳遞到平衡棒，
此時槳葉仍在270°，因此最小槳葉角位置相對于最低揮舞位置提前了90°。
現(xiàn)代直升機主槳系統(tǒng)的前置角則為45°，也就是說，變距搖臂的操縱輸入點與
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直升機全方位講述1(8)
