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响直升机的前飞速度,从而需要更多的功率来克服所增加的阻力。
图2-88 直升机固定安定面
可调安定面的优点就是可以在任何飞行速度和操纵输入状态下提供最佳的角
度。这样可以使直升机在前飞过程中,当达到一定速度后安定面发挥作用,它就可
以通过水平安定面获得最大的好处。
最简单的可调安定面就是将安定面与周期操纵系统直接联接。当前后操纵周期
变距杆时,周期操纵输入也同时操纵安定面,以确保它可以提供正确的回复力矩,
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使直升机机身在该飞行状态下仍保持所需的角度。这种联接可以是通过钢索或推拉
管系统,安定面则安装在一根扭力管上,该管穿过尾梁安装在轴承上。该系统也属
于直升机主要飞行操纵系统的一部分,需要进行调整检查,以确保在一定的操纵输
入下获得正确的角度。
图2-89 可调安定面与周期操纵系统的连接
另外一种较复杂的系统是可以根据操纵系统的输入、直升机的飞行速度、功率
的变化以及直升机重心的变化来改变安定面的活动量和方向。这种系统可以在所有
的前飞过程保证直升机机身保持在一个相对平稳的姿态。为了达到这个目的,就需
要一个操纵系统,根据许多不同的输入来不断改变对安定面的操纵输入。在BELL
214ST 直升机上完全采用的是电传操纵系统,它的安定面可以做向上10 度和向下15
度的活动,对直升机的姿态有明显的影响,它的功能和固定翼飞机的升降舵很相似,
而不只是单单作为安定面那么简单。
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第2.10 节典型的直升机飞行操纵系统
2.10.1 系统描述
以一种典型的直升机飞行操纵系统为例,本章描述整个系统的原理及其工作。
该系统采用推拉杆为主旋翼提供操纵输入,穿过尾梁的钢索操纵尾桨变距,它们之
间还有相位组件、液压动力自驾组件和其它为系统提供指示和安全操纵的组件。
一.相位组件
在直升机飞行原理中我们已经了解了陀螺进动和相位滞后的道理,对于转动的
物体,任何的输入只有在沿着转动方向转动90 度才能获得最大的输出。因此对于主
旋翼就需要在它所预期的操纵效应前提前90 度提供操纵输入。例如,如果需要直升
机做俯仰运动,那么就要在沿机头方向右侧90 度的固定倾斜盘上提供操纵输入,才
能使直升机按照操纵的输入值进行相应的抬头或低头,这样才能符合飞行员的本能
反应。图2-90 为其原理图。
图2-90 相位滞后
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在中型至大型直升机上,为了满足相位滞后的需要,主旋翼操纵作动器的安装
会在倾斜盘上产生很大的弯曲应力,因此必须采用强度更高的材料以承受该应力。
解决的办法就是将三个主伺服装置安装在倾斜盘的四周,以达到平均承受该载荷的
目的,即以平均120 度的间隔安装三个主伺服装置。但是三个平均点却不能提供2
条相互垂直的倾斜轴线。从图2-91 我们可以看出小型直升机和中型直升机的区别。
图2-91 在轻型和重型直升机上伺服位置的分配
位于倾斜盘联接组件间的相位组件,其作用就是使倾斜盘沿这两条轴线偏转。
其工作原理很简单,将倾斜盘通过三根平均间隔的杆a-b-c(作动器)与另一个作动
盘(相位组件)相联接,相位组件的任何活动就会完全在倾斜盘上体现出来。例如,
如果相位组件被横向杆和前后作动杆以相差90 度的A`点和E 点运动,它就会沿
X1-X1`和Y1-Y1`两条轴线倾斜,从而使倾斜盘相应的沿XX`和YY`轴线偏转,使主
旋翼做相应的运动。
如果作动器和变距摇臂的前置角刚好是90 度,相位组件就会进行有效的操纵。
右---横向
左---横向
前后
倾斜盘
轻型直升机
实际操纵输入点A、B、C 均在倾斜轴线XXˊ和YYˊ上
重型直升机
伺服器的安装平均以120º为间隔,以确保均衡的弯曲应力,
倾斜盘不能绕XXˊ和YYˊ轴倾斜
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而在实际直升机结构中,相位组件也不是直接安装在倾斜盘下方的。
图2-92 相位组件的工作原理
二.自动飞行输入
增稳和自驾组件对该系统的输入与以上系统的方法不同。在该系统中,AFCS 作
动器是在一个组件内,通常称为ASE 组件(自动稳定设备)或自驾组件,而不是在
操纵系统内分散的组件。由自动飞行系统产生的操纵输入和以前的一样,在这种情
况下,它们通过操纵组件内的伺服活门,然后在液压作用下操纵组件动力活塞。和
伺服作动器的工作相似,自驾组件通过电动马达操纵组件内的伺服活门,由液压系
统为飞行操纵系统提供输入。
安装在驾驶舱操纵系统上的杆力开关可以用来暂时断开所有的自驾飞行输入,
由飞行员完全控制飞行操纵系统,当飞行员的操纵输入停止后,自驾组件就会立刻
重新恢复工作。
2.10.2 操纵系统上的各种部件
相位组件使倾斜盘绕XXˊ和YYˊ轴线倾斜
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一.总距操纵系统
在这些飞行操纵系统内还有一些其它的部件安装在总距操纵系统上,如:配重
和超桨距指示、总距指示器、液压阻尼器。
1. 配重和超桨距指示
当飞行员需要松开总距杆去操纵其它的开关或仪表板上仪器时,安装在总距杆
扭力管上的配重可以提供一个平衡力来防止总距的自由活动。另外在限动块和弹簧
装置的共同作用下,配重还可以用来提示飞行员最大主旋翼桨距角是否已经超限。
图2-93 中的(5)为配重,(2)为弹簧装置,安装在一个与总距杆扭力管相联
的作动臂(1)上。在正常工作状态,配重会随着总距杆的活动而上下移动;当总距
杆被提升到最大桨距17 度位置时,配重就会接触到安装在驾驶舱下的限动块(4);
如果总距杆被继续提升到19 度位置时,操纵杆就会碰到自驾组件内的止动块,防止
进一步的输入,同时总距杆和配重的连杆就会拉伸弹簧(3)增加总距杆上的感觉载
荷,警告飞行员最大桨距角已经超限了。
图2-93 总距杆配重和止动装置
2. 总距指示器
在主旋翼齿轮箱和固定倾斜盘之间安装有一个电子位置传感器,当有总距输入
时,该传感器就会将信号传递给安装在驾驶舱仪表板上的总距指示表上。如果该装
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