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成直升机结构、旋翼和传动系统过载。和固定翼飞机不同,直升机不需要对速度、
高度和马赫数等所反应的复杂的感觉系统,它只需要对操纵位移所产生的感觉力。
这种感觉力也叫“回中力”,因为在飞行员操纵取消后,它的自然趋势是要回到它所
安装的中立位。最简单的方法就是使用一个弹簧装置,来作为一个“梯度组件”。
2 主旋翼系统感觉——梯度组件
最简单的梯度组件可能就只包括两个弹簧,相互预加负荷,或只一个弹簧,安
装在壳体内,两端安装有驱动装置。当有飞行操纵输入时,根据它施加在梯度组件
上的运动,会使弹簧压缩或拉长。这个梯度组件通常不作为飞行操纵系统整体的一
部分,而是依据操纵程度而施加给飞行员的额外的力的一部分。下图是该组件的原
理图。
1 左系统油箱
2 左系统液压泵
3 辅助泵
4 单向活门
5 右系统油箱
6 右系统液压泵
7 电磁活门
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图2-74 典型的梯度组件
梯度组件内有一根弹簧,安装在一根杆上,在弹簧的两端安装有座圈。这种方
式可以保证任何方向的运动都会受弹簧力作用,从而在飞行操纵系统的人工操作部
分产生一定程度的感觉力。这种感觉力与弹簧的变形程度成正比,施加的力越大,
则感觉到的力也越大。
梯度组件一般安装在所有的飞行操纵输入件上,一个安装在总距输入件上,两
个安装在周期变距件上,其中一个在俯仰通道,另外一个在翻滚通道。
由于产生了一个回中立位的力,梯度组件就增加了操纵组件初始移动的脱开力,
随着操纵组件的移动,它还会产生动摩擦力,并且随着操纵组件远离中立位,这个
动摩擦力还会继续增加。
3 尾桨操纵系统感觉——航向脚蹬阻尼器
航向脚蹬阻尼器有时也叫“脚蹬阻尼器”或“航向阻尼器”,而要注意后者应用
在固定翼飞机上时的作用是完全不同的。航向阻尼器提供三项功能:
图2-75 典型航向脚蹬阻尼器图2-76 典型航向脚蹬阻尼器的工作
● 防止对尾桨操纵系统过快的操纵输入;
● 提供了感觉力;
● 提供了配平保持力。
如果在尾桨操纵系统里没有提供感觉力的装置,就容易使操纵输入过快,导致
限流孔
平衡状态下的活塞
B 腔
A 腔
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操纵过量,造成对直升机结构的损伤。航向脚蹬阻尼器的作用就是限制操纵输入的
速率,它还可以用来对尾桨操纵系统进行配平调整。
航向脚蹬阻尼器的工作通常以液压油作为阻尼介质,根据阻尼器的原理,即运
动的速率与液压油的流动速率成正比。在它的壳体内的腔体上安装有一个平衡活塞
(它的两端都联接有动力杆),腔体内注满液压油,两头都与一个小孔相连,该小孔
在壳体内,中间还有一个限流装置。通常还有一个小型的储油器安装在这个装置上
以便有轻微泄漏发生时保证装置满油。
活塞的移动会压缩一端的液压油,使它从一端流到另外一端。流动的限制会控
制它传递的速率,从而控制操纵系统移动的速率。图2-47 是该部件的工作原理图。
活塞右移,使液压油通过传输通道和限制器,从A 腔流向B 腔。限流孔决定了
流动的速率,因此也就决定了尾桨操纵系统移动的速率。另外,由于流动被限制,
在A 腔内的压力也因此增加,从而给航向脚蹬提供一个感觉力。然而在主旋翼操纵
上由于没有这种回中功能,也就没有这种感觉力,当脚蹬的操纵输入取消后,航向
脚蹬阻尼器活塞两侧的液压会相互平衡,因此就可以保持在新的位置。有一些直升
机在使用这种阻尼器的同时还安装了一根弹簧来提供额外的感觉力。
它还可以提供配平并保持功能。当飞行员需要对直升机进行调整而操纵尾桨时,
他只需要给脚蹬一个力使其移动到所要求的位置,然后就可以移开脚。而脚蹬仍然
会保持在新位置,直到下一次操纵。在很多情况下阻尼器是可调的,但通常是在该
部件从直升机上拆卸下来后再做调节,而且需要特殊的夹具和定时设备。
4 安全作用
很多时候当航向脚蹬阻尼器的工作失效时,也会危及到直升机和机组安全。例
如虽然它和飞行操纵推拉管平行安装,但当细小的传输通道或限制器堵塞的情况下,
液压油就不能传输,导致操纵系统不能操纵。另外在紧急情况下,飞行员需要比平
常快得多的速度来操纵尾桨系统,但如果没有安全装置,这一切几乎不可能实现。
为了防止这些不利的发生,在动力活塞上安装了两个释压活门,互相朝不同方向。
如果正常的传输通道堵塞或需要比平常大的力来操纵时,腔内的压力就会迅速升高,
当压力超过释压活门的设定值时,液压油就会通过释压活门和活塞流到另外一个腔。
图2-77 航向脚蹬阻尼器活塞释压活门、油箱和单向活门
油箱
单向活门
释压活门
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许多航向脚蹬阻尼器,尤其是那些没有安装透明蓄压器的,通常使用压力加油
而不是用油壶加油,这就需要另外第三个释压活门,以防止在系统加油过多超压时
将过多的油排出。
使用整体液压油箱的阻尼器的加油是通过重力注油方式的,在油箱的低部有一
个单向活门,当航向脚蹬移动使腔内压力升高时,该活门就会关闭。如果该活门发
生卡滞或堵塞,液压油就会反流回油箱,而不是另外一侧的腔体。导致阻尼器操纵
松软,操纵时间更快。
5 安装有自动飞行系统的整体感觉系统
在飞行操纵系统中安装有自动飞行系统的直升机,通常就不再需要感觉装置了,
因为这些自动飞行系统不需要感觉,而且它本身的设计就已经避免操纵输入过快了。
然而如果飞行员想矫正操纵或从自动飞行转换为人工操纵,就需要马上断开自驾,
重新恢复反馈的感觉力。
在自动飞行时感觉力可以通过将操纵输入放在感觉组件的下游来消除其作用,
而不使任何的移动反馈回驾驶舱内。这可以通过将自动飞行输入直接与飞行操纵系
统内的液压伺服助力器连接,或与辅助伺服助力器连接来实现。
飞行员对飞行操纵具有优先权,他可以通过在操纵手柄或航向脚蹬上的电子开
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