轉彎側滑儀

在飛行器中用來指示轉彎方向、轉彎快慢及側滑方向、側滑程度的組合儀表稱為轉彎側滑儀，由轉彎儀和側滑儀兩部分組成。

轉彎儀是一種陀螺儀表。指針偏轉的方向，表示飛機轉彎的方向，指示偏轉角的大小，表示飛機轉彎角速度的大小。側滑儀由一個彎曲玻璃管和一個小黑球組成。當飛機平飛時，小球受重力的作用，停在管子的中央。飛機轉彎時若無側滑，由於沒有側向力作用，小球仍保持在管子的中央。若轉彎動作不正確，發生側滑，就產生側向力，使小球滾向玻璃管的一端。所以，從小球偏離管中央位置的距離和方向，可以看出飛機側滑的程度和方向。

基本介紹

• 中文名：轉彎側滑儀
• 外文名：turn-and-slip indicator
• 組成：轉彎儀和側滑儀
• 套用領域：航空科技

側滑儀簡介

在飛行器中用來指示轉彎方向、轉彎快慢及側滑方向、側滑程度的組合儀表稱為轉彎側滑儀。

轉彎側滑儀是由轉彎儀和側滑儀兩個獨立的儀器組合而成。由於轉彎儀和側滑儀的綜合指示，對於駕駛員保持飛機平直飛行和作無側滑的協調轉彎具有重要作用，因此常把它們組裝在一起。

轉彎儀是一種陀螺儀表。指針偏轉的方向，表示飛機轉彎的方向，指示偏轉角的大小，表示飛機轉彎角速度的大小。側滑儀由一個彎曲玻璃管和一個小黑球組成。當飛機平飛時，小球受重力的作用，停在管子的中央。飛機轉彎時若無側滑，由於沒有側向力作用，小球仍保持在管子的中央。若轉彎動作不正確，發生側滑，就產生側向力，使小球滾向玻璃管的一端。所以，從小球偏離管中央位置的距離和方向，可以看出飛機側滑的程度和方向。

典型的轉彎側滑儀的盤面如圖所示。圖中，指針和刻度盤屬於轉彎儀，小球和玻璃管屬於側滑儀。

轉彎側滑儀表面

轉彎儀的刻度盤左右各分三格，在最大刻度上標有“45”的字樣。轉彎角速度為零時，指針垂直向上，指在刻度中央；當飛機轉彎時，指針向轉彎的方向偏轉。

刻度盤上還刻有“500公里/小時”幾個字，它表示當飛機以500公里/小時的真空速做協調轉彎時，指針所指的刻度數值，就是飛機當時的坡度。所謂協調轉彎，就是無側滑的轉彎，即飛機在水平面內做等速圓周運動。例如，當飛機以500公里/小時真空速向右做協調轉彎，指針正好指在右45的刻度上，則表示飛機向右傾斜(即右坡度)45°，此時的轉彎角速度數值為4°/秒。

轉彎儀

轉彎儀是用來指示飛機轉彎(或盤旋)的方向，並粗略反映轉彎的快慢程度，有的轉彎儀還能用來指示飛機在某一真空速時無側滑轉彎的傾斜角(坡度)。

轉彎儀結構

轉彎儀的基本組成如圖示，它由單自由度陀螺、平衡彈簧、空氣阻尼器和指示機構等組成。陀螺的自轉軸與飛機橫軸平行，自轉角速度矢量指向左機翼，內框軸與飛機的縱軸平行，測量軸與飛機立軸平行。

指示轉彎方向

轉彎儀是利用單自由度陀螺進動性工作的。當飛機直線飛行時，內框在平衡彈簧作用下，穩定在初始位置，指針指在刻度盤中央，表示飛機沒有轉彎。

當飛機以一定的角速度向左轉彎時，轉彎角速度矢量向上。由於自轉角速度矢量指向左機翼，所以內框順時針進動，直到引起進動的力矩(這個力矩稱為陀螺力矩)與平衡彈簧的反作用力矩相等為止。內框的轉角通過撥桿傳送機構傳給指針，使指針偏向左方，表示飛機正在向左轉彎。轉彎停止後，陀螺力矩消失，內框在平衡彈簧作用下回到初始位置，指針指在刻度盤中央。

當飛機向右轉彎時，內框反時針進動，帶動指針向右偏離刻度盤中央，表示飛機正在向右轉彎。

指示轉彎快慢

如果飛機以恆定的角速度轉彎，引起陀螺進動的力矩是恆定的，內框轉角和指針偏轉角也一定。飛機轉彎角速度越大，引起陀螺進動的力矩也越大。因此內框轉角和指針的偏轉角也越大。這樣，轉彎儀也就可以反映飛機轉彎的快慢程度。

轉彎儀的內框轉角不僅與飛機轉彎角速度有關，而且還和飛機傾斜角有關。一般情況，飛機的傾斜角不是固定不變的，因此轉彎儀只能粗略反映飛機轉彎的快慢程度。

還有一種轉彎儀，它的陀螺自轉軸與飛機縱軸平行，內框軸與飛機橫軸平行。由於這種轉彎儀受飛機傾斜角影響更大，所以用得不多。

指示飛機無側滑轉彎時的傾斜角

有些轉彎儀，除了能指示飛機的轉彎方向以外，還能在一定條件下指示飛機的傾斜角。因此，這樣的轉彎儀還可以輔助地平儀指示飛機傾斜角。

飛機轉彎時為了不使飛機發生側滑，在飛行速度一定的條件下，飛機的轉彎角速度越大，傾斜角也越大。可見，在飛機速度一定的條件下，飛機無側滑轉彎時的傾斜角，取決於轉彎角速度。這樣，測量飛機的角速度，就可以表示飛機的傾斜角。

這就說明，當飛機的飛行速度(真空速)一定時，陀螺內框轉角只取決於飛機無側滑轉彎時的傾斜角。飛機作無側滑轉彎時的傾斜角越大，內框和指針轉角也越大；反之，傾斜角越小，內框和指針轉角也越小。

側滑儀

飛行中，空速矢量與飛機對稱面不平行的飛行狀態，稱為側滑。空速矢量與飛機對稱面之間的夾角稱為側滑角。飛機轉彎時，空速矢量偏向轉彎內側叫內側滑；偏向轉彎外側叫外側滑。直線飛行時，空速矢量偏向對稱面左側叫左側滑；偏向對稱面右側叫右側滑。

側滑儀是用來指示飛機有無側滑和側滑方向的儀表，常與轉彎儀配合，供駕駛員操縱飛機協調轉彎。

基本結構

側滑儀由小球、玻璃管和阻尼液等組成。小球是敏感元件，相當於單擺的擺錘，能在玻璃管中自由滾動。玻璃管的曲率半徑相當於擺長。阻尼液對小球起阻尼作用。玻璃管的一端有很小的膨脹室，以便阻尼液因溫度升高，容積增大時占用。

側滑儀結構

工作原理

飛機在原來沒有橫向運動的情況下，只要在轉彎時保持沿橫軸方向的合力為零，就不會發生橫向運動，即不會發生側滑。

飛機作無側滑轉彎時，沿橫軸方向的作用力有慣性離心力在橫軸方向的分力和重力在橫軸方向上的分力，這兩個分力的方向是相反的。因此，只要這兩個分力大小相等，其合力便基本上等於零(忽略方向舵偏轉後產生的空氣動力、螺旋槳扭轉氣流作用力等)，飛機不會側滑；反之，若這兩個分力大小不等其橫向合力便不等於零，飛機就會發生側滑。因此，測量飛機轉彎時的橫向合力，便可知道飛機的側滑情況。

直接測量飛機飛行時的受力狀況是比較困難的。如果我們在飛機上懸掛一個單擺，在飛行時，擺錘可以模擬飛機的受力狀況，擺錘的位移就反映了飛機的側滑。側滑儀就是利用單擺模擬飛機承受的橫向合力，根據擺錘在橫向合力作用下的運動狀態指示飛機的側滑。下面具體分析飛機飛行時，側滑儀的工作情況。

直線飛行

飛機平直飛行時，側滑儀的小球受重力作用，停在玻璃管中央的兩條標線中間。

飛機帶坡度產生側滑時，重力使小球偏離中央。飛機左側滑，小球偏向左邊；飛機右側滑，小球偏向右邊。

轉彎飛行

當飛機以角速度作無側滑轉彎時，飛機的立軸相對於地垂線傾斜了 角。此時，作用在飛機上的橫向合力為零，飛機沒有側滑。由於側滑儀的玻璃管也跟著飛機傾斜了角，作用在小球上的橫向合力(沿玻璃管的切線方向)也等於零，故小球處在玻璃管中央，表示飛機沒有側滑。

若飛機轉彎時的傾斜角過小或轉彎角速度過大，則在橫向合力作用下，飛機要發生外側滑。此時，作用在小球上的橫向合力大於零，小球在橫向合力作用下偏離玻璃管中央向右(外)側運動。由於玻璃管是彎曲的，所以隨著小球向右(外)運動，作用在小球上的慣性力離心力分力和重力分力都要改變。慣性力離心力分力不斷減小，重力分力不斷增大。當這兩個分力相等時，小球停止運動。

反之，若飛機發生內側滑，作用在小球上的橫向合力小於零，使小球偏離玻璃管中央而向左(內)側運動。若飛機橫向合力越大，側滑越嚴重；小球橫向合力越大，則偏離中央位置越遠。因此，小球偏離中央位置的方向和距離，可以表示飛機側滑的方向和嚴重程度。

綜上所述，如果飛機轉彎時，橫向合力等於零，小球便停在玻璃管中央，表示無側滑；橫向合力大於零，小球便偏向玻璃管外側，表示外側滑；橫向合力小於零，小球便偏向玻璃管內側，表示內側滑。橫向合力越大，小球偏離中央位置越遠，表示側滑越嚴重。