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塞斯納龐巴迪

直升機操縱

  直升機不同于固定翼飛機,一般都沒有在飛行中供操縱的專用活動舵面。這是由于在小速度飛行或懸停中,其作用也很小,因為只有當氣流速度很大時舵面或副翼才會產生足夠的空氣動力。 單旋翼帶尾槳的直升機主要靠旋翼和尾槳進行操縱,而雙旋翼直升機靠兩副旋翼來操 縱。由此可見,旋翼還起著飛機的艙面和副翼的作用。

  為了說明直升機操縱特點,先介紹直升機駕駛艙內的操縱機構。直升機駕駛員座艙操縱機構及配置 直升機駕駛員座艙主要的操縱機構是:駕駛桿(又稱周期變距桿)、腳蹬、油門總距桿。 此外還有油門調節環、直升機配平調整片開關及其他手柄(如下圖所示)。

  駕駛桿位于駕駛員座椅前面,通過操縱線系與旋翼的自動傾斜器連接。駕駛桿偏離中立位置表示:

向前——直升機低頭并向前運動;

向后——直升機抬頭并向后退;

向左——直升機向左傾斜并向左側運動;

向右——直升機向右傾斜并向右側運動。

  腳蹬位于座椅前下部,對于單旋翼 帶尾槳的直升機來說,駕駛員蹬腳蹬操 縱尾槳變距改變尾槳推(拉)力,對直升機實施航向操縱。

  油門總距桿通常位于駕駛員座椅的左方,由駕駛員左手操縱,此桿可同時 操縱旋翼總距和發動機油門,實現總距和油門聯合操縱。

  油門調節環位于油門總距桿的端部,在不動總距油門桿的情況下,駕駛員左手擰動油門調節環可以在較小的發動機轉速范圍內調 整發動機功率。

  調整片操縱(又稱配平操縱)的主要原因是因為直升機在飛行中駕駛桿上的載荷,不同于飛機的舵面載荷。如果直升機旋翼使用可逆式操縱系統,那么駕駛桿要受周期(每一轉)的 可變載荷,而且此載荷又隨著飛行狀態的改變而產生某些變化。為減小駕駛桿的載荷,大多 數直升機操縱系統中都安裝有液壓助力器。操縱液壓助力器可進行不可逆式操縱,即除了操縱系統的摩擦之外,旋翼不再向駕駛桿傳送任何力。

  為了得到飛行狀態改變時駕駛桿力變化的規律性,可在操縱系統中安裝縱向和橫向加載 彈簧。因為宜升機平衡發生變化(阻力及其力矩發生變化),駕駛桿的位置便隨飛行狀態變 化而變化,連接駕駛桿的加載彈簧隨著駕駛桿位置的變化而變化時,則駕駛桿力隨著飛行速 度不同也出現帶有規律性的變化,這對飛行員來說是十分重要的。

  為消除因飛行狀態改變而產生的駕駛桿的彈簧載荷,可對彈簧張力進行調整,相當于飛 機上的調整片所起的調整作用,因此在直升機上通常把此種調整機構稱為調整片,或稱作調 平機構。彈簧張力是由調整片操縱開關或電動操縱按鈕控制的。

自動傾斜器的主要零件包括:旋轉環連接槳葉拉桿,旋轉環利用滾珠軸承連接在不旋轉環上,不旋轉環壓在套環上;套環帶有橫向操縱拉桿和縱向操縱拉桿;操縱總槳距的滑筒。直升機的駕駛桿動作時,旋轉環和不旋轉環隨同套環一起向前、后、左、右傾斜或任意方向傾斜。

  因為旋轉環用垂直拉桿同槳葉連接,所以旋轉環的旋轉面傾斜會引起槳葉繞縱軸做周期性轉動,即旋翼每轉一周重復一次,換句話說,每一槳葉的槳距將進行周期性變化。為了解槳距的變化,應分別分析直升機的兩種飛行狀態,即垂直飛行狀態和水平飛行狀態。

  垂直飛行,靠改變總距來實施,換句話說,就是靠同時改變所有槳葉的迎角來實施。此時所有槳葉同時增大或減小相同的迎角,就會相應地增大或減小升力,因而直升機也會相應 地進行垂直上升或下降。操縱總距是用座艙內駕駛員座椅左側的油門總距桿。 從下圖中看出,若上提油門總距桿,則不旋轉環和旋轉環向上抬起,各片槳葉的槳距增大,直升機上升。若下放油門總距桿,直升機則垂直下降。

  直升機水平飛行要使旋翼旋轉平面傾斜,使旋翼總空氣動力矢量傾斜得出水平分力。旋 轉平面傾斜是靠周,期性改變槳距得到的。這說明,旋翼每片槳葉的槳距在每一轉動周期中 (每轉一周),先增大到某一數值,然后下降到某一最小數值,繼而反復循環。 各種方位的槳距周期性變化如下圖所示。下面考察自動傾斜器未傾斜和向前傾斜時作用于槳葉上的各力。

  旋翼旋轉時,每片槳葉上的作用力如下圖所示:升力 Y葉,重力G葉,揮舞慣性 力J和離心力J離心力。

層槳的構造同旋翼相似,不過比旋翼要簡單得多。尾槳的每一槳葉和旋翼槳葉一樣, 其旋轉鈾轉動。由于尾槳轉速很高,工作時會產生很大的離心力。

  尾槳操縱沒有自動傾斜器,也不存在周期變距問題。靠蹬腳蹬改變尾槳的總距來操縱尾槳。當駕駛員蹬腳蹬后,齒輪通過傳動鏈條帶動蝸桿螺帽轉動,蝸桿螺帽沿旋轉軸推動滑動操縱桿滑動(見上圖),桿用軸承固定在三爪傳動臂上,另一端則用槽與支座 相連,以防止滑動操縱桿轉動。 三爪傳動臂隨同尾槳葉轉動,通過三個拉桿使三片槳葉繞自身縱軸同時轉動,此時,根據腳蹬蹬出方向和動作量大小,來增大或減小尾槳槳距。

直升機操縱圖解

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