可調安定面的優(yōu)點就是可以在任何飛行速度和操縱輸入狀態(tài)下提供最佳的角度。這樣可以使直升機在前飛過程中,當達到一定速度后安定面發(fā)揮作用,它就可以通過水平安定面獲得最大的好處。
最簡單的可調安定面就是將安定面與周期操縱系統(tǒng)直接聯(lián)接。當前后操縱周期變距桿時,周期操縱輸入也同時操縱安定面,以確保它可以提供正確的回復力矩,使直升機機身在該飛行狀態(tài)下仍保持所需的角度。這種聯(lián)接可以是通過鋼索或推拉管系統(tǒng),安定面則安裝在一根扭力管上,該管穿過尾梁安裝在軸承上。該系統(tǒng)也屬于直升機主要飛行操縱系統(tǒng)的一部分,需要進行調整檢查,以確保在一定的操縱輸入下獲得正確的角度。
圖 2-89可調安定面與周期操縱系統(tǒng)的連接
另外一種較復雜的系統(tǒng)是可以根據操縱系統(tǒng)的輸入、直升機的飛行速度、功率的變化以及直升機重心的變化來改變安定面的活動量和方向。這種系統(tǒng)可以在所有的前飛過程保證直升機機身保持在一個相對平穩(wěn)的姿態(tài)。為了達到這個目的,就需要一個操縱系統(tǒng),根據許多不同的輸入來不斷改變對安定面的操縱輸入。在 BELL 214ST直升機上完全采用的是電傳操縱系統(tǒng),它的安定面可以做向上 10度和向下 15度的活動,對直升機的姿態(tài)有明顯的影響,它的功能和固定翼飛機的升降舵很相似,而不只是單單作為安定面那么簡單。
第 2.10節(jié)典型的直升機飛行操縱系統(tǒng)
2.10.1系統(tǒng)描述
以一種典型的直升機飛行操縱系統(tǒng)為例,本章描述整個系統(tǒng)的原理及其工作。該系統(tǒng)采用推拉桿為主旋翼提供操縱輸入,穿過尾梁的鋼索操縱尾槳變距,它們之間還有相位組件、液壓動力自駕組件和其它為系統(tǒng)提供指示和安全操縱的組件。
一.相位組件
在直升機飛行原理中我們已經了解了陀螺進動和相位滯后的道理,對于轉動的物體,任何的輸入只有在沿著轉動方向轉動 90度才能獲得最大的輸出。因此對于主旋翼就需要在它所預期的操縱效應前提前 90度提供操縱輸入。例如,如果需要直升機做俯仰運動,那么就要在沿機頭方向右側 90度的固定傾斜盤上提供操縱輸入,才能使直升機按照操縱的輸入值進行相應的抬頭或低頭,這樣才能符合飛行員的本能反應。圖 2-90為其原理圖。
圖 2-90相位滯后
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在中型至大型直升機上,為了滿足相位滯后的需要,主旋翼操縱作動器的安裝會在傾斜盤上產生很大的彎曲應力,因此必須采用強度更高的材料以承受該應力。解決的辦法就是將三個主伺服裝置安裝在傾斜盤的四周,以達到平均承受該載荷的目的,即以平均 120度的間隔安裝三個主伺服裝置。但是三個平均點卻不能提供 2條相互垂直的傾斜軸線。從圖 2-91我們可以看出小型直升機和中型直升機的區(qū)別。
實際操縱輸入點 A、B、C均在傾斜軸線 XXˊ和 YYˊ上
伺服器的安裝平均以 120o為間隔,以確保均衡的彎曲應力,傾斜盤不能繞 XXˊ和 YYˊ軸傾斜
圖 2-91在輕型和重型直升機上伺服位置的分配
位于傾斜盤聯(lián)接組件間的相位組件,其作用就是使傾斜盤沿這兩條軸線偏轉。其工作原理很簡單,將傾斜盤通過三根平均間隔的桿 a-b-c(作動器)與另一個作動盤(相位組件)相聯(lián)接,相位組件的任何活動就會完全在傾斜盤上體現(xiàn)出來。例如,如果相位組件被橫向桿和前后作動桿以相差 90度的 A`點和 E點運動,它就會沿 X1-X1`和 Y1-Y1`兩條軸線傾斜,從而使傾斜盤相應的沿 XX`和 YY`軸線偏轉,使主旋翼做相應的運動。
如果作動器和變距搖臂的前置角剛好是 90度,相位組件就會進行有效的操縱。
而在實際直升機結構中,相位組件也不是直接安裝在傾斜盤下方的。
相位組件使傾斜盤繞 XXˊ和 YYˊ軸線傾斜
圖 2-92相位組件的工作原理
二.自動飛行輸入
增穩(wěn)和自駕組件對該系統(tǒng)的輸入與以上系統(tǒng)的方法不同。在該系統(tǒng)中,AFCS作動器是在一個組件內,通常稱為 ASE組件(自動穩(wěn)定設備)或自駕組件,而不是在操縱系統(tǒng)內分散的組件。由自動飛行系統(tǒng)產生的操縱輸入和以前的一樣,在這種情況下,它們通過操縱組件內的伺服活門,然后在液壓作用下操縱組件動力活塞。和伺服作動器的工作相似,自駕組件通過電動馬達操縱組件內的伺服活門,由液壓系統(tǒng)為飛行操縱系統(tǒng)提供輸入。
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