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塞斯纳庞巴迪

直升机操纵

  直升机不同于固定翼飞机,一般都没有在飞行中供操纵的专用活动舵面。这是由于在小速度飞行或悬停中,其作用也很小,因为只有当气流速度很大时舵面或副翼才会产生足够的空气动力。 单旋翼带尾桨的直升机主要靠旋翼和尾桨进行操纵,而双旋翼直升机靠两副旋翼来操 纵。由此可见,旋翼还起着飞机的舱面和副翼的作用。

  为了说明直升机操纵特点,先介绍直升机驾驶舱内的操纵机构。直升机驾驶员座舱操纵机构及配置 直升机驾驶员座舱主要的操纵机构是:驾驶杆(又称周期变距杆)、脚蹬、油门总距杆。 此外还有油门调节环、直升机配平调整片开关及其他手柄(如下图所示)。

  驾驶杆位于驾驶员座椅前面,通过操纵线系与旋翼的自动倾斜器连接。驾驶杆偏离中立位置表示:

向前——直升机低头并向前运动;

向后——直升机抬头并向后退;

向左——直升机向左倾斜并向左侧运动;

向右——直升机向右倾斜并向右侧运动。

  脚蹬位于座椅前下部,对于单旋翼 带尾桨的直升机来说,驾驶员蹬脚蹬操 纵尾桨变距改变尾桨推(拉)力,对直升机实施航向操纵。

  油门总距杆通常位于驾驶员座椅的左方,由驾驶员左手操纵,此杆可同时 操纵旋翼总距和发动机油门,实现总距和油门联合操纵。

  油门调节环位于油门总距杆的端部,在不动总距油门杆的情况下,驾驶员左手拧动油门调节环可以在较小的发动机转速范围内调 整发动机功率。

  调整片操纵(又称配平操纵)的主要原因是因为直升机在飞行中驾驶杆上的载荷,不同于飞机的舵面载荷。如果直升机旋翼使用可逆式操纵系统,那么驾驶杆要受周期(每一转)的 可变载荷,而且此载荷又随着飞行状态的改变而产生某些变化。为减小驾驶杆的载荷,大多 数直升机操纵系统中都安装有液压助力器。操纵液压助力器可进行不可逆式操纵,即除了操纵系统的摩擦之外,旋翼不再向驾驶杆传送任何力。

  为了得到飞行状态改变时驾驶杆力变化的规律性,可在操纵系统中安装纵向和横向加载 弹簧。因为宜升机平衡发生变化(阻力及其力矩发生变化),驾驶杆的位置便随飞行状态变 化而变化,连接驾驶杆的加载弹簧随着驾驶杆位置的变化而变化时,则驾驶杆力随着飞行速 度不同也出现带有规律性的变化,这对飞行员来说是十分重要的。

  为消除因飞行状态改变而产生的驾驶杆的弹簧载荷,可对弹簧张力进行调整,相当于飞 机上的调整片所起的调整作用,因此在直升机上通常把此种调整机构称为调整片,或称作调 平机构。弹簧张力是由调整片操纵开关或电动操纵按钮控制的。

自动倾斜器的主要零件包括:旋转环连接桨叶拉杆,旋转环利用滚珠轴承连接在不旋转环上,不旋转环压在套环上;套环带有横向操纵拉杆和纵向操纵拉杆;操纵总桨距的滑筒。直升机的驾驶杆动作时,旋转环和不旋转环随同套环一起向前、后、左、右倾斜或任意方向倾斜。

  因为旋转环用垂直拉杆同桨叶连接,所以旋转环的旋转面倾斜会引起桨叶绕纵轴做周期性转动,即旋翼每转一周重复一次,换句话说,每一桨叶的桨距将进行周期性变化。为了解桨距的变化,应分别分析直升机的两种飞行状态,即垂直飞行状态和水平飞行状态。

  垂直飞行,靠改变总距来实施,换句话说,就是靠同时改变所有桨叶的迎角来实施。此时所有桨叶同时增大或减小相同的迎角,就会相应地增大或减小升力,因而直升机也会相应 地进行垂直上升或下降。操纵总距是用座舱内驾驶员座椅左侧的油门总距杆。 从下图中看出,若上提油门总距杆,则不旋转环和旋转环向上抬起,各片桨叶的桨距增大,直升机上升。若下放油门总距杆,直升机则垂直下降。

  直升机水平飞行要使旋翼旋转平面倾斜,使旋翼总空气动力矢量倾斜得出水平分力。旋 转平面倾斜是靠周,期性改变桨距得到的。这说明,旋翼每片桨叶的桨距在每一转动周期中 (每转一周),先增大到某一数值,然后下降到某一最小数值,继而反复循环。 各种方位的桨距周期性变化如下图所示。下面考察自动倾斜器未倾斜和向前倾斜时作用于桨叶上的各力。

  旋翼旋转时,每片桨叶上的作用力如下图所示:升力 Y叶,重力G叶,挥舞惯性 力J和离心力J离心力。

层桨的构造同旋翼相似,不过比旋翼要简单得多。尾桨的每一桨叶和旋翼桨叶一样, 其旋转铀转动。由于尾桨转速很高,工作时会产生很大的离心力。

  尾桨操纵没有自动倾斜器,也不存在周期变距问题。靠蹬脚蹬改变尾桨的总距来操纵尾桨。当驾驶员蹬脚蹬后,齿轮通过传动链条带动蜗杆螺帽转动,蜗杆螺帽沿旋转轴推动滑动操纵杆滑动(见上图),杆用轴承固定在三爪传动臂上,另一端则用槽与支座 相连,以防止滑动操纵杆转动。 三爪传动臂随同尾桨叶转动,通过三个拉杆使三片桨叶绕自身纵轴同时转动,此时,根据脚蹬蹬出方向和动作量大小,来增大或减小尾桨桨距。

直升机操纵图解

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