直升机飞行操控的基本原理

直升机飞行操控的基本原理

图 1 直升机飞行操纵系统- 概要图

(a)

(b)

图2 直升机操纵原理示意图

1、改变旋翼拉力的大小

2、改变旋翼拉力的方向

3、改变尾桨的拉力

飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统与航向操纵系统。如图2所示,周期变距操纵系统控制直升机的姿态(横滚与俯仰),总距操纵系统控制直升机的高度,航向操纵系统控制直升机的航向。

一、周期变距操纵系统

周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。当桨距周期改变时,引起桨叶拉力周期改变,而桨叶拉力的周期改变,又引起桨叶周期挥舞,最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜,从而实现直升机的纵向(包括俯仰)及横向(包括横滚)运动。

纵向与横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵,但二者就是各自独立的。

周期变距操纵系统(见图3)包括右侧与左侧周期变距操纵杆(1)与(3)、可调摩擦装置(2)、橡胶波纹套(4)、俯仰止动件(5)、横滚连杆(7)、俯仰连杆(8)、横滚止动件及中立位置定位孔(9)、横滚拉杆(10)、横滚协调拉杆(11)、俯仰扭矩管轴组件(12)、总距拉杆(13)、与复合摇臂相连接的拉杆(14)、伺服机构(15)、伺服机构(横滚+总距)(16)、伺服机构(俯仰+总距)(17)与可调拉杆(18)等组件。

1、右侧周期变距操纵杆3、左侧周期变距操纵杆

2、可调摩擦装置4、橡胶波纹套5、俯仰止动件6、复合摇臂 7、横滚连杆8、俯仰连杆9、横滚止动件及中立位置定位孔10、横滚拉杆11、横滚协调拉杆12、俯仰扭矩管轴组件1

3、总距拉杆1

4、与复合摇臂相连接的拉杆1

5、伺服机构1

6、伺服机构(横滚+总距) 1

7、伺服机构(俯仰+总距) 1

8、

可调拉杆

图 3 直升机周期变距操纵系统

(一)纵向操纵情况

当前推驾驶杆时,通过俯仰扭矩管轴组件(9)及俯仰连杆(8),使复合摇臂(6)上的纵向摇臂逆时针转动,通过其后的拉杆、摇臂,使左前侧纵向伺服机构下移,自动倾斜器固定盘向左前方倾斜,旋翼桨盘前倾,进而使直升机向前运动。后拉驾驶杆,情况相反。

(二)横向操纵情况

当右压驾驶杆时,驾驶杆向右偏转,带动左横滚连杆(7)向前运动,同时右横滚连杆(7)向后

运动。通过复合摇臂(6)及其后的拉杆、摇臂,使左后侧横向伺服机构上移,右侧伺服机构下移,自动倾斜器固定盘向右前方倾斜,旋翼桨盘右倾,进而使直升机向右运动。左压驾驶杆情况相反。

二、总距操纵系统

总距操纵系统用于操纵旋翼的总桨距,使各片桨叶的桨距同时增大或减小,从而改变旋翼拉力的大小。旋翼总桨距改变时,其需用功率也随之改变。因此,还必需相应地改变发动机的油门,使发动机输出功率与旋翼的需用功率相匹配。为了减轻驾驶员的负担,通常将发动机的油门操纵与总桨距操纵交联。这样,当驾驶员操纵总桨距时,发动机的油门开度(供油量)也相应改变。所以,总桨距操纵又称为桨距—油门操纵,它就是由一根桨距—油门杆来进行操纵的。

旋翼的总桨距以及周期变距操纵都就是通过自动倾斜器实现的。

总距操纵系统包括旋翼手柄(1)、可调摩擦装置(2)、总距扭矩管(3)、总距拉杆(4)、复合摇臂(5)、总距杆配平弹簧(6)、总距止动件及中心位置定位孔(7)、左侧与右侧总距杆(8)与(9)、复合摇臂上的预调器操纵摇臂(10)、横滚连杆(11)、俯仰拉杆(12)、与复合摇臂相连接的拉杆(13)、伺服机构(14)、伺服机构(横滚+总距)(15)、伺服机构(俯仰+总距)(16)与可调拉杆(17)等组件。

1、旋翼手柄

2、可调摩擦装置

3、总距扭矩管

4、总距拉杆

5、复合摇臂

6、总距杆配平弹簧

7、总距止动件及中心位置定位孔

8、左侧总距杆

9、右侧总距杆 10、复合摇臂上的预调器操纵摇臂11、横滚连杆12、俯仰拉杆13、与复合摇臂相连接的拉杆14、伺服机构15、伺服机构(横滚+总距16、伺服机构(俯仰+总距) 17、可调拉杆

图4 直升机总距操纵系统

当上提总距杆时,总距拉杆(4)向前运动,带动复合摇臂及其上的三个周期变距操纵摇臂顺时针旋转,经后面三个拉杆(13)、摇臂传动使伺服机构作动筒壳体都向上移动同一位移,自动倾斜器也上移同一位移,三片桨叶安装角同时增大某一值,进而使直升机的升力增加。下放总距杆时正好相反。

三、航向操纵系统

航向操纵系统用于操纵尾桨叶的桨距,改变尾桨推力(或拉力)大小,以实现航向操纵。航向操纵系统由脚蹬组件与操纵线系两大部分组成。

航向操纵系统(见图8-7与8-8)包括右侧脚蹬组件(1)、尾梁中的连接装置(2)、航向柔性操纵钢索(3)、止动件(4)、左侧脚蹬组件(5)与扭力管(6)等组件。

1、右侧脚蹬组件

2、尾梁中的连接装置

3、航向柔性操纵索

4、止动件

5、

左侧脚蹬组件

6、扭力管

图5 直升机航向操纵系统

图 6 脚蹬组件分解

驾驶员蹬脚蹬,经操纵线系,保持或改变尾桨叶的桨距,以改变尾桨推力的大小,保持或改变直升机的方向。当向前蹬右脚蹬时,尾桨叶桨距增加,进而增加尾桨推力,直升机向右转;而向前蹬左脚蹬时,效果正好相反。

四、飞行操纵系统简要说明

图5 操纵杆操作简要示意图

图6总桨距操作简要示意图

尾桨操纵的工作原理:

当向前蹬右脚蹬时,尾

桨桨距增加,当向前蹬左脚

蹬时其效果相反。

旋翼操纵系统的工作原理:

周期变距操纵杆与总桨距操纵

杆的作用如图7所示。

1) 横向周期变距操纵杆的作

用:

当向左压周期变距操纵杆时,左

右横向线系作反向的等距运动,使自

动倾斜器绕Y轴(该Y轴通过纵向伺服

机构安装点)向右倾斜。

2)纵向周期变距操纵杆的作

用:

当向前推周期变距操纵杆时,

纵向线系使自动倾斜器绕X轴(该轴

通过两个横向伺报机构的安装点)向

前倾斜。

3) 总桨距操纵杆的作用:

当上提总桨距操纵杆时,总桨距

值增大,纵向与横向线系自复合摇臂处起,在相同方向作等量的位移,使得自动倾斜器平行于初始位置向上平移。