圖 1-44尾槳的安裝位置示意圖
第 2章直升機(jī)飛行操縱系統(tǒng)
第 2.1節(jié)主旋翼操縱
2.1.1簡(jiǎn)介
在上一章我們學(xué)習(xí)了直升機(jī)飛行和操縱原理,在本章我們要講述直升機(jī)操縱系統(tǒng)如何將飛行員的操縱傳遞到主旋翼的。
直升機(jī)的機(jī)動(dòng)飛行是繞著三條軸線來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)的:橫軸、縱軸和立軸三條軸線。它可以繞縱軸做橫滾運(yùn)動(dòng),繞橫軸做俯仰運(yùn)動(dòng),繞立軸做航向運(yùn)動(dòng)。同其它航空器一樣,直升機(jī)在正副駕駛位置也可以是雙套操縱裝置,而有些直升機(jī)的副駕駛操縱裝置還會(huì)被設(shè)計(jì)成可拆卸的以便滿足飛行的需要。
航向
圖 2-1直升機(jī)的三軸
三種操縱系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)直升機(jī)的機(jī)動(dòng)飛行:總距操縱、周期變距操縱和腳蹬操縱。總變距桿移動(dòng)可以同時(shí)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(lái)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(huì)在這個(gè)旋轉(zhuǎn)面的傾斜方向產(chǎn)生一個(gè)作用力,使直升機(jī)沿該方向移動(dòng)。當(dāng)飛行員操縱周期變距桿,就會(huì)引起主旋翼的各個(gè)槳葉的槳距角在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生不同的變化,通過(guò)改變相應(yīng)槳葉的槳距來(lái)使該槳葉向上或向下運(yùn)動(dòng),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(jī)設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)控制的全權(quán)數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(FADEC)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而在一些老式的直升機(jī)或一些最大起飛重量在 5700公斤以下的直升機(jī)上,則可能是由一個(gè)安裝在總變距桿上的油門(mén)操縱手柄來(lái)控制的。燃油調(diào)節(jié)器或 FADEC系統(tǒng)是通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)油量來(lái)滿足功率的變化,而油門(mén)操縱手柄則是由飛行員根據(jù)操縱需要來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,顯然燃油調(diào)節(jié)器或 FADEC系統(tǒng)對(duì)因飛行員的操縱而引起額外功率需求時(shí),保持旋翼轉(zhuǎn)速方面更加準(zhǔn)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(jìn)行周期變距輸入。我們知道尾槳是用來(lái)抵消因主旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的扭矩的,主旋翼總距的增加會(huì)相應(yīng)增加該扭矩,因此就需要尾槳也相應(yīng)增加力來(lái)抵消它。
除了用來(lái)抵消扭矩作用外,腳蹬還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)直升機(jī)航向的控制,即機(jī)頭轉(zhuǎn)左或轉(zhuǎn)右。當(dāng)直升機(jī)要沿扭矩相反方向偏航時(shí),則需要尾槳產(chǎn)生更多的力來(lái)抵消它;當(dāng)直升機(jī)要沿扭矩相同方向偏航時(shí),則需要尾槳力減小而只靠該扭力作用使直升機(jī)轉(zhuǎn)向。
由此可見(jiàn),直升機(jī)的飛行操縱是相互影響的,例如在懸停時(shí)主旋翼總距增加會(huì)引起扭矩的增加,因此就需要尾槳產(chǎn)生額外的力來(lái)抵消它以防止使直升機(jī)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
許多直升機(jī),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(lái)使直升機(jī)增穩(wěn),大型直升機(jī)使用的則是自駕系統(tǒng)。
增穩(wěn)系統(tǒng)能使直升機(jī)不受外界(如陣風(fēng)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(jī)保持穩(wěn)定,不需要飛行員進(jìn)行不斷的修正,從而減輕了飛行員的工作強(qiáng)度。
許多大型直升機(jī)安裝了全套的自駕系統(tǒng),直升機(jī)可以按照預(yù)先輸入的飛行計(jì)劃飛行,而只需要飛行員最少量的操作,從而進(jìn)一步減輕飛行員的工作強(qiáng)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(dòng)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(guò)鋼索來(lái)完成的,同時(shí)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(jī)上也有完全采用推拉桿系統(tǒng)來(lái)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(zhǎng),使用鋼索則相對(duì)可以減輕重量,并且還可以隨直升機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)變化而伸縮。
2.1.2操作系統(tǒng)部件
本節(jié)簡(jiǎn)單講述應(yīng)用在直升機(jī)上的部分部件。一.鋼索系統(tǒng)
1.操縱鋼索
應(yīng)用在直升機(jī)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(dāng)?shù)亩祟^部件連接。
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