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直升机全方位讲述

时间:2011-04-04 21:08来源:蓝天飞行翻译 作者:航空 点击:

2.7.2动力飞行操纵系统
一.简介
随着直升机越来越大和速度越来越快,作用在旋翼上的气动载荷已经超出了机组人员的体力承受能力,因此需要一定形式的辅助使作用在操纵设备上的负载保持在合理的水平,同时还保持所需的能够反应本能的、安全的、有效的和精确的操纵性质。
这种辅助通常是一种液压伺服助力器,也叫伺服助力器。它属于直升机液压系统的执行元件,但大多用于操纵系统,其作用是对输入的指令信号(机械操纵位移信号或电信号)进行功率放大,以便推动旋翼或尾桨变总距或周期性变距。动力操纵组件通过操纵作动杆提供信号给伺服助力器控制活门,从而控制液压来移动伺服助力器内的活塞杆。飞行员则只需要克服飞行操纵系统的静态摩擦力和移动伺服助力器的控制活门。
传递飞行操纵到液压伺服助力器可以采用钢索或推拉管等机械方式,或通过增稳、自驾和电传操纵系统等电子方式。二.动力操纵系统的方式
基本有两种动力操纵应用在直升机的飞行操纵系统上:
●动力辅助;

●动力操纵。另外对于飞行操纵作动筒的安装,根据它安装在机身结构上的方式分为:

●柱塞安装式;

●壳体安装式。


1.柱塞安装式伺服助力器
这种伺服助力器是将活塞杆固定安装在机身结构上。在二十世纪五六十年代这种方式在固定翼和直升机都是普遍采用的。这种设计有一个主要优点,就是当有操纵输入时,活塞固定不动,伺服助力器的壳体移动,而壳体的移动又会使伺服助力器上的出入口通过伺服活门回到零位 /中立位。当操纵伺服助力器 /壳体到达所要求的位置,就会切断液压,停止移动。

图 2-67柱塞安装式作动器这是一种简单的解决方法,既能提供反馈又能在到达所需位置后取消操纵输入。显然这种形式的安装需要柔性管作为液压压力管和回油管。
然而这种安装方式有几个缺点,主要是它需要较大的空间来满足伺服助力器的活动,另外又大又重的伺服助力器的活动可能会影响重心的变化,尤其是安装在离直升机重心较远的位置,如尾桨等位置时这种影响更明显。
图 2-68是柱塞安装式伺服助力器的工作原理图。

图 2-68柱塞安装式作动器的工作
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2.壳体安装式伺服助力器
这种伺服助力器是将壳体固定安装在机身结构上,或当作为直升机的主旋翼伺服时,安装在主减速器上。由于它只有柱塞和动力杆移动,因此只需要较小的空间即可,而且减少了对重心的影响。
然而这种伺服助力器需要附加部件来获得反馈和在到达所需位置后使伺服活门回到零位。如图所示,通过使用反馈杆和 U形件我们就可以获得这种功能。U形件通过一种缓冲连杆安装在伺服助力器壳体上,从复合摇臂传递过来的操纵输入传递到 U形件的顶端,它的末端与反馈杆相联。伺服活门的连接一般是位于操纵输入和宽松连接之间。
当飞行员的操纵输入从复合摇臂传递到 U形件,就会使它绕末端旋转,从而作动伺服活门,使伺服活门开启,液压油就会流入或流出伺服助力器的腔体,柱塞和作动杆就会运动到所要求的位置。
柱塞的移动会带动反馈杆一起移动,从而带动 U形件。当所有的操纵输入停止后,反馈杆会以操纵输入端为支点转动 U形件,直到伺服活门回到零位 /中立位为止。下图为该运动过程示意图。
必须强调的是这里所展示的是它的工作原理图,大多情况下它的运动为了清楚起见被夸大了,另外在这里输入和反馈是分开讲述的,而事实上它们是同时作动的,而且在压力作用下它们的作动速度是非常快的。
后面的章节会具体讲述真实的飞行操纵伺服助力器上部件的其它功能。

图 2-69壳体安装式作动器
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图 2-70作动器的移动和反馈
三.动力飞行操纵系统的必要条件和许多飞行操纵系统一样,动力飞行操纵系统同样需要具备符合人员操纵习惯、安全的、有效的和精确的操纵特性。另外,动力飞行操纵系统还应满足以下的条件:

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