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直升機全方位講述

時間:2011-04-04 21:08來源:藍天飛行翻譯 作者:航空 點擊:


電源可以來自直升機的主電源系統,只要頻率保持恒定;也可以來自一個直流轉三相交流的變流機。另外,當地平儀作為應急備用儀表時,機上電源系統只能提供單相交流,因此,需要利用靜變流機將單相交流電轉為三相交流電供地平儀使用。
陀螺轉子轉軸的漂移問題通過液體擺啟動修正系統來修正,圖 7.3-2(a)是一個水銀開關。兩個液態水銀平衡開關控制兩個修正馬達。橫滾水銀開關控制位于萬向節外框和內框之間的力矩馬達,俯仰水銀開關控制位于外環和殼體之間的力矩馬達。
當水銀開關探測陀螺轉軸距離垂直位置的偏差時,接通相應的力矩馬達控制電路,陀螺在馬達的作用下產生進動,使轉軸重新回到垂直位,水銀開關也回到水平位,切斷向力矩馬達的供電,使陀螺的進動停止。如圖 7.3-2(b)所示。

圖 7.3-2水銀開關和電動地平儀結構簡圖
7.3.2協調轉彎儀
在一些小型和早期的直升機上會用到這類儀表,它用來代替轉彎側滑儀。
協調轉彎儀的機械構造和轉彎側滑儀類似,不同的是在協調轉彎儀里陀螺的萬向框是傾斜放置的,與直升機縱軸大約成 30度角。這種構造使得陀螺在直升機轉彎和直升機橫滾傾斜時都會產生進動。當直升機進入轉彎時,直升機在橫滾方向上發生傾斜,在協調轉彎儀上,直升機符號會移動,從而指示出直升機傾斜的方向;飛行員根據直升機符號指示的外圈刻度來控制直升機到達所需的轉彎率,如圖 7.3-3,圖中的一個刻度代表 RATE1-每分鐘 180度。轉彎的協調性由曲形管內的小球的中立位為指示。
在協調轉彎儀里使用的陀螺有多種多樣。有的使用工作在 6000rpm的直流馬達,也有使用通過儀表內自帶的靜變流機供電的交流無刷馬達。也有一些采用氣動和電動一體的,這種儀表在其中一種能源失效的情況下仍能正常工作。
在一些直升機上,陀螺的萬向框的移動用來操作機翼平衡系統,在直升機受到氣流的影響時,該系統可以自動穩定直升機在橫滾方向的變化。這種儀表還必須注明 “沒有俯仰姿態信息 ”,以免和地平儀混淆。

圖 7.3-3協調轉彎儀
7.3.3轉彎側滑儀和速率陀螺
1.轉彎側滑儀通過對陀螺儀表的介紹,我們知道速率陀螺是一種單自由度陀螺,它用來測量直升機圍繞垂直軸轉動的速率,單位為度 /分,而不是測量轉動的度數。
轉彎側滑儀由兩部分組成,轉彎指示部分由陀螺機構控制,而側滑指示部分可以是重力操作指針,也可以是比較多見的曲形管球裝置,如圖 7.3-4所示。

圖 7.3-4轉彎側滑儀
2.速率陀螺
通過圖 7.3-5我們來看看速率陀螺的原理。陀螺轉子繞其自轉軸旋轉,它支撐在內框上。內框連接到儀表的結構上,這樣使轉子繞內框軸有一個自由度。轉彎率的測量運用了陀螺的進動性,用一根彈簧來限制內框的移動。
當陀螺靜止時,由于彈簧的限制力,陀螺保持旋轉軸水平,因此,對于速率陀螺不需要一個專門的起動機構,同樣速率陀螺的轉子不需要很高的轉速,一般在 4000-5000轉/分鐘。當然維持轉速在適當的值同樣重要,因為陀螺的進動性直接與轉速成正比。
假設直升機向左轉彎,左轉彎使得內框前端向左移動,這相當于在轉子上施加
了一個垂直于旋轉平面的力,這個力與直升機的轉彎速率成正比。于是,陀螺的進動性將會使內框帶指針轉動一定讀數。
如果沒有限制彈簧,對于一個穩定的力 F,陀螺的旋轉軸將一直轉動,直到與力的輸入軸重合為止。由于彈簧的存在,陀螺的進動力與彈簧的力將會達到一個平衡,內框將維持在一定的角度,從刻度盤上得到一個直升機轉彎率的指示。各種儀表有不同的刻度盤,但它們都有一個相同的標準,RATE1代表每分鐘 180度,RATE2代表每分鐘 360度,RATE3代表每分鐘 540度,RATE4代表每分鐘 720度,不是所有的儀表都有這四個刻度,通常在零刻度左右兩邊各有一個刻度,并且刻度下面標有 “兩分鐘轉彎 ”,這代表指針指在一個刻度時直升機完成 360度轉彎需要兩分鐘。

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