2.7.2動力飛行操縱系統(tǒng)
一.簡介
隨著直升機越來越大和速度越來越快,作用在旋翼上的氣動載荷已經(jīng)超出了機組人員的體力承受能力,因此需要一定形式的輔助使作用在操縱設(shè)備上的負載保持在合理的水平,同時還保持所需的能夠反應(yīng)本能的、安全的、有效的和精確的操縱性質(zhì)。
這種輔助通常是一種液壓伺服助力器,也叫伺服助力器。它屬于直升機液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件,但大多用于操縱系統(tǒng),其作用是對輸入的指令信號(機械操縱位移信號或電信號)進行功率放大,以便推動旋翼或尾槳變總距或周期性變距。動力操縱組件通過操縱作動桿提供信號給伺服助力器控制活門,從而控制液壓來移動伺服助力器內(nèi)的活塞桿。飛行員則只需要克服飛行操縱系統(tǒng)的靜態(tài)摩擦力和移動伺服助力器的控制活門。
傳遞飛行操縱到液壓伺服助力器可以采用鋼索或推拉管等機械方式,或通過增穩(wěn)、自駕和電傳操縱系統(tǒng)等電子方式。二.動力操縱系統(tǒng)的方式
基本有兩種動力操縱應(yīng)用在直升機的飛行操縱系統(tǒng)上:
●動力輔助;
●動力操縱。另外對于飛行操縱作動筒的安裝,根據(jù)它安裝在機身結(jié)構(gòu)上的方式分為:
●柱塞安裝式;
●殼體安裝式。
1.柱塞安裝式伺服助力器
這種伺服助力器是將活塞桿固定安裝在機身結(jié)構(gòu)上。在二十世紀五六十年代這種方式在固定翼和直升機都是普遍采用的。這種設(shè)計有一個主要優(yōu)點,就是當有操縱輸入時,活塞固定不動,伺服助力器的殼體移動,而殼體的移動又會使伺服助力器上的出入口通過伺服活門回到零位 /中立位。當操縱伺服助力器 /殼體到達所要求的位置,就會切斷液壓,停止移動。
圖 2-67柱塞安裝式作動器這是一種簡單的解決方法,既能提供反饋又能在到達所需位置后取消操縱輸入。顯然這種形式的安裝需要柔性管作為液壓壓力管和回油管。
然而這種安裝方式有幾個缺點,主要是它需要較大的空間來滿足伺服助力器的活動,另外又大又重的伺服助力器的活動可能會影響重心的變化,尤其是安裝在離直升機重心較遠的位置,如尾槳等位置時這種影響更明顯。
圖 2-68是柱塞安裝式伺服助力器的工作原理圖。
圖 2-68柱塞安裝式作動器的工作
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2.殼體安裝式伺服助力器
這種伺服助力器是將殼體固定安裝在機身結(jié)構(gòu)上,或當作為直升機的主旋翼伺服時,安裝在主減速器上。由于它只有柱塞和動力桿移動,因此只需要較小的空間即可,而且減少了對重心的影響。
然而這種伺服助力器需要附加部件來獲得反饋和在到達所需位置后使伺服活門回到零位。如圖所示,通過使用反饋桿和 U形件我們就可以獲得這種功能。U形件通過一種緩沖連桿安裝在伺服助力器殼體上,從復合搖臂傳遞過來的操縱輸入傳遞到 U形件的頂端,它的末端與反饋桿相聯(lián)。伺服活門的連接一般是位于操縱輸入和寬松連接之間。
當飛行員的操縱輸入從復合搖臂傳遞到 U形件,就會使它繞末端旋轉(zhuǎn),從而作動伺服活門,使伺服活門開啟,液壓油就會流入或流出伺服助力器的腔體,柱塞和作動桿就會運動到所要求的位置。
柱塞的移動會帶動反饋桿一起移動,從而帶動 U形件。當所有的操縱輸入停止后,反饋桿會以操縱輸入端為支點轉(zhuǎn)動 U形件,直到伺服活門回到零位 /中立位為止。下圖為該運動過程示意圖。
必須強調(diào)的是這里所展示的是它的工作原理圖,大多情況下它的運動為了清楚起見被夸大了,另外在這里輸入和反饋是分開講述的,而事實上它們是同時作動的,而且在壓力作用下它們的作動速度是非?斓。
后面的章節(jié)會具體講述真實的飛行操縱伺服助力器上部件的其它功能。
圖 2-69殼體安裝式作動器
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圖 2-70作動器的移動和反饋
三.動力飛行操縱系統(tǒng)的必要條件和許多飛行操縱系統(tǒng)一樣,動力飛行操縱系統(tǒng)同樣需要具備符合人員操縱習慣、安全的、有效的和精確的操縱特性。另外,動力飛行操縱系統(tǒng)還應(yīng)滿足以下的條件:
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