圖 1-44尾槳的安裝位置示意圖
第 2章直升機飛行操縱系統(tǒng)
第 2.1節(jié)主旋翼操縱
2.1.1簡介
在上一章我們學習了直升機飛行和操縱原理,在本章我們要講述直升機操縱系統(tǒng)如何將飛行員的操縱傳遞到主旋翼的。
直升機的機動飛行是繞著三條軸線來轉(zhuǎn)動的:橫軸、縱軸和立軸三條軸線。它可以繞縱軸做橫滾運動,繞橫軸做俯仰運動,繞立軸做航向運動。同其它航空器一樣,直升機在正副駕駛位置也可以是雙套操縱裝置,而有些直升機的副駕駛操縱裝置還會被設計成可拆卸的以便滿足飛行的需要。
航向
圖 2-1直升機的三軸
三種操縱系統(tǒng)用來實現(xiàn)直升機的機動飛行:總距操縱、周期變距操縱和腳蹬操縱。總變距桿移動可以同時等量的改變所有主槳葉的槳距角,從而改變旋翼有效力。周期變距桿是用來傾斜主旋翼旋轉(zhuǎn)面,向前、向后、向左或向右,以及這些方向的合成。這樣就會在這個旋轉(zhuǎn)面的傾斜方向產(chǎn)生一個作用力,使直升機沿該方向移動。當飛行員操縱周期變距桿,就會引起主旋翼的各個槳葉的槳距角在轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生不同的變化,通過改變相應槳葉的槳距來使該槳葉向上或向下運動,從而使主旋翼旋轉(zhuǎn)面按照飛行員的操縱要求發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
在現(xiàn)代的直升機設計上,旋翼在飛行中的轉(zhuǎn)速是基本不變的,這是由燃油調(diào)節(jié)器或計算機控制的全權(quán)數(shù)字發(fā)動機控制系統(tǒng)(FADEC)來實現(xiàn)的。而在一些老式的直升機或一些最大起飛重量在 5700公斤以下的直升機上,則可能是由一個安裝在總變距桿上的油門操縱手柄來控制的。燃油調(diào)節(jié)器或 FADEC系統(tǒng)是通過自動調(diào)節(jié)油量來滿足功率的變化,而油門操縱手柄則是由飛行員根據(jù)操縱需要來改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,顯然燃油調(diào)節(jié)器或 FADEC系統(tǒng)對因飛行員的操縱而引起額外功率需求時,保持旋翼轉(zhuǎn)速方面更加準確和可靠。
腳蹬用于操縱和改變尾槳葉的槳距角,但只能改變槳葉的總距,而不能夠進行周期變距輸入。我們知道尾槳是用來抵消因主旋翼轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的扭矩的,主旋翼總距的增加會相應增加該扭矩,因此就需要尾槳也相應增加力來抵消它。
除了用來抵消扭矩作用外,腳蹬還可以實現(xiàn)對直升機航向的控制,即機頭轉(zhuǎn)左或轉(zhuǎn)右。當直升機要沿扭矩相反方向偏航時,則需要尾槳產(chǎn)生更多的力來抵消它;當直升機要沿扭矩相同方向偏航時,則需要尾槳力減小而只靠該扭力作用使直升機轉(zhuǎn)向。
由此可見,直升機的飛行操縱是相互影響的,例如在懸停時主旋翼總距增加會引起扭矩的增加,因此就需要尾槳產(chǎn)生額外的力來抵消它以防止使直升機發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
許多直升機,除了最基本型外,在飛行操縱系統(tǒng)內(nèi)大多有電氣系統(tǒng)來使直升機增穩(wěn),大型直升機使用的則是自駕系統(tǒng)。
增穩(wěn)系統(tǒng)能使直升機不受外界(如陣風等)的干擾影響,保持已定的高度、已定的航向和速度。該系統(tǒng)使直升機保持穩(wěn)定,不需要飛行員進行不斷的修正,從而減輕了飛行員的工作強度。
許多大型直升機安裝了全套的自駕系統(tǒng),直升機可以按照預先輸入的飛行計劃飛行,而只需要飛行員最少量的操作,從而進一步減輕飛行員的工作強度。
通常飛行操縱系統(tǒng)從總距桿和周期變距桿到主旋翼伺服作動器的操縱傳遞是一種推拉桿形式,而尾槳操縱系統(tǒng)從腳蹬到尾槳葉片則是通過鋼索來完成的,同時還有張力調(diào)節(jié)器,在兩端使用推拉桿。而在一些大型直升機上也有完全采用推拉桿系統(tǒng)來作為尾槳操縱的。
尾槳操縱采用鋼索的最主要原因是尾槳的操縱系統(tǒng)所經(jīng)路徑通常較主旋翼操縱系統(tǒng)長,使用鋼索則相對可以減輕重量,并且還可以隨直升機機身結(jié)構(gòu)變化而伸縮。
2.1.2操作系統(tǒng)部件
本節(jié)簡單講述應用在直升機上的部分部件。一.鋼索系統(tǒng)
1.操縱鋼索
應用在直升機上的操縱鋼索一般是鍍鋅碳合金或不銹鋼材料制造。它們適用于可發(fā)生變形的結(jié)構(gòu)上,兩端由適當?shù)亩祟^部件連接。
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