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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:


电源可以来自直升机的主电源系统,只要频率保持恒定;也可以来自一个直流转三相交流的变流机。另外,当地平仪作为应急备用仪表时,机上电源系统只能提供单相交流,因此,需要利用静变流机将单相交流电转为三相交流电供地平仪使用。
陀螺转子转轴的漂移问题通过液体摆启动修正系统来修正,图 7.3-2(a)是一个水银开关。两个液态水银平衡开关控制两个修正马达。横滚水银开关控制位于万向节外框和内框之间的力矩马达,俯仰水银开关控制位于外环和壳体之间的力矩马达。
当水银开关探测陀螺转轴距离垂直位置的偏差时,接通相应的力矩马达控制电路,陀螺在马达的作用下产生进动,使转轴重新回到垂直位,水银开关也回到水平位,切断向力矩马达的供电,使陀螺的进动停止。如图 7.3-2(b)所示。

图 7.3-2水银开关和电动地平仪结构简图
7.3.2协调转弯仪
在一些小型和早期的直升机上会用到这类仪表,它用来代替转弯侧滑仪。
协调转弯仪的机械构造和转弯侧滑仪类似,不同的是在协调转弯仪里陀螺的万向框是倾斜放置的,与直升机纵轴大约成 30度角。这种构造使得陀螺在直升机转弯和直升机横滚倾斜时都会产生进动。当直升机进入转弯时,直升机在横滚方向上发生倾斜,在协调转弯仪上,直升机符号会移动,从而指示出直升机倾斜的方向;飞行员根据直升机符号指示的外圈刻度来控制直升机到达所需的转弯率,如图 7.3-3,图中的一个刻度代表 RATE1-每分钟 180度。转弯的协调性由曲形管内的小球的中立位为指示。
在协调转弯仪里使用的陀螺有多种多样。有的使用工作在 6000rpm的直流马达,也有使用通过仪表内自带的静变流机供电的交流无刷马达。也有一些采用气动和电动一体的,这种仪表在其中一种能源失效的情况下仍能正常工作。
在一些直升机上,陀螺的万向框的移动用来操作机翼平衡系统,在直升机受到气流的影响时,该系统可以自动稳定直升机在横滚方向的变化。这种仪表还必须注明 “没有俯仰姿态信息 ”,以免和地平仪混淆。

图 7.3-3协调转弯仪
7.3.3转弯侧滑仪和速率陀螺
1.转弯侧滑仪通过对陀螺仪表的介绍,我们知道速率陀螺是一种单自由度陀螺,它用来测量直升机围绕垂直轴转动的速率,单位为度 /分,而不是测量转动的度数。
转弯侧滑仪由两部分组成,转弯指示部分由陀螺机构控制,而侧滑指示部分可以是重力操作指针,也可以是比较多见的曲形管球装置,如图 7.3-4所示。

图 7.3-4转弯侧滑仪
2.速率陀螺
通过图 7.3-5我们来看看速率陀螺的原理。陀螺转子绕其自转轴旋转,它支撑在内框上。内框连接到仪表的结构上,这样使转子绕内框轴有一个自由度。转弯率的测量运用了陀螺的进动性,用一根弹簧来限制内框的移动。
当陀螺静止时,由于弹簧的限制力,陀螺保持旋转轴水平,因此,对于速率陀螺不需要一个专门的起动机构,同样速率陀螺的转子不需要很高的转速,一般在 4000-5000转/分钟。当然维持转速在适当的值同样重要,因为陀螺的进动性直接与转速成正比。
假设直升机向左转弯,左转弯使得内框前端向左移动,这相当于在转子上施加
了一个垂直于旋转平面的力,这个力与直升机的转弯速率成正比。于是,陀螺的进动性将会使内框带指针转动一定读数。
如果没有限制弹簧,对于一个稳定的力 F,陀螺的旋转轴将一直转动,直到与力的输入轴重合为止。由于弹簧的存在,陀螺的进动力与弹簧的力将会达到一个平衡,内框将维持在一定的角度,从刻度盘上得到一个直升机转弯率的指示。各种仪表有不同的刻度盘,但它们都有一个相同的标准,RATE1代表每分钟 180度,RATE2代表每分钟 360度,RATE3代表每分钟 540度,RATE4代表每分钟 720度,不是所有的仪表都有这四个刻度,通常在零刻度左右两边各有一个刻度,并且刻度下面标有 “两分钟转弯 ”,这代表指针指在一个刻度时直升机完成 360度转弯需要两分钟。

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