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在直升机停留于地面时，用于断开电路。（参照图7.2-16）
图7.2-16 空速开关
7.2.5 升降速度表
1. 简介
由于压差表非常灵敏，因此，将其用于测量直升机的升降速度，升降速度表以
英尺/每分钟为单位，它指示直升机的爬升和下降率。典型的直升机升降速度表，如
图7.2-17 所示。
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图7.2-17 典型的直升机升降速度表
Ps
上升
下降
内端
毛细管外端
开口膜盒
图7.2-18 升降速度表工作示意图
2. 工作原理
在密封的酚醛塑料表壳内装有一种非常灵敏的铍铜膜盒，膜盒连接到直升机的
静压管路，测量组件（毛细管）也允许静压进入表壳。在地面或者平飞时，静压管
路，膜盒内部气压等于表壳内气压，膜盒内外没有压差，仪表指针指零。直升机周
围的气压会随着高度的改变而改变，膜盒内部可以随时探测到直升机周围气压的任
何变化，但由于毛细管阻碍了气流，使表壳内气压的变化会以一定的速率延迟，这
样就在膜盒内部与表壳之间产生了压差。膜盒的膨胀与收缩驱动指针指示出直升机
的升降速度。（参照图7.2-18）。
3. 结构
1) 传送机构
膜盒的膨胀和压缩通过推杆、摇摆轴、扇型轮、小齿轮驱动指针，其中小齿轮
驱动指针轴，指针轴上的游丝吸收齿轮的后冲。该传送机构会放大膜盒的膨胀和压
缩。
2) 刻度盘的刻度
指针的零位一般设置在刻度盘上90 度位置，爬升和下降的指示范围从0 到某个
值。刻度盘上的每个数字点分为相等的5 小格。传送机构可进行排列，因此指针的
运动对应爬升和下降率是线形的，于是可以在刻度盘上的每个标点给出相同的刻度。
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在某些情况下，传送机构的排列给出一个指针的对数移动，这需在较小值时给
出更大的间隔和在较大值时给出较小的间隔，使VSI 更精确，以及在低刻度时易读。
3) 机械止动
这一功能一般安装在英国直升机上，防止仪表指针的运动超过最大量程。这主
要通过限制推杆的行程来实现，但允许膜盒膨胀和压缩时超过正常范围。
4) 仪表延迟
仪表需要膜盒内部和表壳有压差产生，带动膜盒给出爬升或下降的读数。实际
上压差产生前直升机已经改变了高度，因此指示有轻微的延迟。在大多数情况下，
该延迟是很小，可以忽略不计。
可是，对于直升机和高性能滑翔机，就要求同步指示。这可在静压接口的毛细
管中加入一个或两个作动筒来实现，这个作动筒包括一个螺钉控制的活塞。
5) 温度补偿
与其它膜盒仪表一样，在温度变化时，膜盒的弹性发生变化，影响读数。为了
消除这一影响，行程杆由不变钢和黄铜制成。
第7.3 节陀螺仪
7.3.1 地平仪工作原理
1. 地平仪工作原理
地平仪是一种陀螺仪表，它可以指示直升机的俯仰和横滚姿态。其指示不会出
现延迟。利用地平仪中直升机符号与水平杆的相对位置，飞行员可以一目了然的知
道直升机的俯仰和横滚姿态。
地平仪利用一个垂直陀螺固定在一个万向支架上，支架的外框可围绕直升机的
纵轴转动，内框可围绕直升机的横轴转动。图7.3-1 是一个简单的结构原理图。
1) 俯仰指示
如果直升机在俯仰方向上改变姿态，仪表的外盒会随直升机姿态的改变而绕
y-y1 轴转动，所以，相应的，直升机标识就会相对水平杆上下移动
直升机抬头：外环随直升机向上倾斜，而陀螺旋转轴要保持垂直，所以固定在
内环的动作杆相当于一个支点将水平杆向下带动。
直升机低头：外环随直升机向下倾斜，水平杆向上移动。
2) 横滚指示
当直升机横滚姿态发生改变时，仪表的外盒和直升机标识随直升机绕纵轴z-z
转动，并和水平杆成一定角度，同时，倾斜刻度盘也随直升机移动，所以横滚指针
就可以相对的指示出倾斜角。
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另外，所有的陀螺地平仪中都有一个校准装置，它用以保持陀螺的旋转轴
一直在垂直方向。
图7.3-1 陀螺仪结构原理
2. 电动地平仪
下面所用到的图和电路仅是作为例子，实际中有很多不同的类型，各不相同。
电动地平仪的陀螺转子由一个三相鼠笼式感应马达组成。在结构上，鼠笼部分
构成转子，在垂直轴上绕定子线圈转动。这种构造使转子的重量都尽可能集中在周
边，从而尽可能取得最大的转动惯量。
陀螺的静子接上115V、三相、400HZ 交流后产生24000RPM 的旋转磁场，转子的
实际转速大约22500RPM，其转差率为6%。
电源可以来自直升机的主电源系统，只要频率保持恒定；也可以来自一个直流
转三相交流的变流机。另外，当地平仪作为应急备用仪表时，机上电源系统只能提
供单相交流，因此，需要利用静变流机将单相交流电转为三相交流电供地平仪使用。
陀螺转子转轴的漂移问题通过液体摆启动修正系统来修正，图7.3-2(a)是一个
水银开关。两个液态水银平衡开关控制两个修正马达。横滚水银开关控制位于万向
节外框和内框之间的力矩马达，俯仰水银开关控制位于外环和壳体之间的力矩马达。
当水银开关探测陀螺转轴距离垂直位置的偏差时，接通相应的力矩马达控制电
路，陀螺在马达的作用下产生进动，使转轴重新回到垂直位，水银开关也回到水平
位，切断向力矩马达的供电，使陀螺的进动停止。如图7.3-2(b)所示。
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图7.3-2 水银开关和电动地平仪结构简图
7.3.2 协调转弯仪
在一些小型和早期的直升机上会用到这类仪表，它用来代替转弯侧滑仪。
协调转弯仪的机械构造和转弯侧滑仪类似，不同的是在协调转弯仪里陀螺的万
向框是倾斜放置的，与直升机纵轴大约成30 度角。这种构造使得陀螺在直升机转弯
和直升机横滚倾斜时都会产生进动。当直升机进入转弯时，直升机在横滚方向上发
生倾斜，在协调转弯仪上，直升机符号会移动，从而指示出直升机倾斜的方向；飞
行员根据直升机符号指示的外圈刻度来控制直升机到达所需的转弯率，如图7.3-3，
图中的一个刻度代表RATE1-每分钟180 度。转弯的协调性由曲形管内的小球的中立
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直升机全方位讲述2(5)
