基本介紹
- 中文名：飛機主操縱系統
- 外文名：Aircraft master operating system
- 所屬領域：航空航天
- 用途：操縱主舵面偏轉
- 分類：液壓式、機械式
- 組成：主操縱面、機械傳動裝置
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組成
飛行主操縱面
飛機飛行主操縱面包括副翼、升降舵(或全動平尾)和方向舵，分別控制飛機繞縱軸、橫軸和立軸轉動。飛行主操縱面安裝於機翼和尾翼的後緣。它們偏轉後改變了機翼、尾翼的氣動特性，從而達到操縱飛機的目的。通常將飛行操縱面按功能分為主操縱面和輔助操縱面兩大類。
副翼鉸接於兩邊機翼外側的後緣。兩邊副翼相對反向偏轉時產生對飛機縱軸的力矩，即橫滾力矩，實現對飛機的橫滾操縱，並與方向舵配合使飛機協調轉彎。副翼上偏一側機翼的升力減小．副翼下偏一側機翼的升力增大．因此飛機會向副翼上偏一側進行滾轉。飛機轉彎時，副翼產生的滾轉力矩可以抵消方向舵偏轉造成的附加滾轉力矩，使飛機向方向舵偏轉的方向轉彎，防止出現反向側滑。
升降舵鉸接於水平安定面之後，向上或向下偏轉時會產生附加氣動力，從而形成對飛機橫軸的力矩，即俯仰力矩，實現對飛機的俯仰操縱。某些小型飛機將水平安定面和升降舵做成整體，稱為全動平尾，主要是為了提高俯仰操縱的效率。升降舵上偏時飛機抬頭，反之則低頭。
機械傳動
小型飛機的操縱系統．特別是主操縱系統的操縱力和操縱位移信號都採用無助力機械傳動機構來傳遞(即人工操縱)。因此，傳動機構是否正常工作，直接關係到飛行安全。根據操縱系統組成和工作特點，將機械傳動機構分為硬式傳動、軟式傳動及這二者的組合，即混合式傳動。
1．硬式傳動機構
硬式傳動機構南剛性件組成，主要構件包括傳動桿、搖臂和導向滑輪等．其特點是單條傳動路線可實現推、拉兩個方向的傳動。硬式傳動具有剛度大、操縱靈敏性好等優點．但其重量相對較大、所需空問大、不易繞過障礙。
1)傳動桿
傳動桿一般用鋁合金管或鋼管制成，其長度一般不超過2m，以防止其失穩或與機體產生共振。如果必須使用長桿，則應在長桿中間加導向滑輪。傳動桿兩端裝有接頭，其中一端的接頭通常是可調的。在調整拉桿的長度時，為了防止接頭的螺桿調出過多，而使螺紋結合圈數過少，在管件端部設有檢查小孔。調長傳動桿時，接頭螺桿的末端不應越過小孔。傳動桿的支撐件主要是搖臂，它與傳動桿之間的連線均採用鉸接方式。在傳動過程中，傳動桿不僅要作往復直線運動，而且還要相對於搖臂轉動，所以其接頭內通常都安裝有滾珠軸承。此外，有的傳動桿的端部採用旋轉接頭，以便能繞自身軸線轉動；有的採用帶有球形軸承的接頭，以便能夠向兩側擺動。
2)搖臂
搖臂通常用鋁合金製成，按其功能分為單搖臂、雙搖臂、復搖臂等幾種。單搖臂有的僅起到支撐傳動桿的作用，有的還可以改變力的大小；一端同定在舵面轉軸上的單搖臂用來傳動舵面偏轉，習慣上將其稱為操縱搖臂；雙搖臂兩臂之間的夾角有的是180°，有的小於180°。它們除了用來支撐傳動桿外，還可以改變傳動桿的運動方向和力的大小；復搖臂除了具有與雙搖臂相同的作用外，還可以用來同時傳動幾根傳動桿運動。在上述各種搖臂中，僅起支撐作用的單搖臂在傳動時不受彎矩，其他搖臂都要承受彎矩。因此，為了使搖臂在傳動時不致產生顯著的彈性變形，承受彎矩的搖臂剛度都較大，維護、修理工作中不得任意改換。
2．軟式傳動機構
軟式傳動機構由鋼索、滑輪、扇形輪(搖臂)、導向裝置、鬆緊螺套或張力調節裝置等組成。因為鋼索只能承受拉力。所以必須構成鋼索迴路，以實現對操縱面的雙向傳動。軟式傳動具有重量相對較輕、容易布局和安裝、便於繞過障礙等優點。
分類
液壓助力式
由於幹線運輸機發展日趨大型、高速化，舵面樞軸力矩也隨之增大。因此，大型高速飛機的主操縱系統需要額外的動力來幫助飛行員操縱舵面。除了少數飛機採用氣動或電動助力外，目前絕大多數民用運輸機都採用液壓助力式操縱系統。助力器動作筒的活塞桿與飛機結構連線，帶活塞的殼體與舵面連線，助力器的控制活門則通過活門控制桿接受操縱信號。
無助力機械傳動式
靠人力操縱飛機主舵面的飛行主操縱系統稱為無助力機械傳動式主操縱系統。這種主操縱系統常為低速小型飛機採用，一些中型飛機的備用主操縱也採用這種型式。飛行員通過操縱機構發出的操縱信號(操縱位移量和操縱速度)及施加的操縱力由機械傳動系統傳遞至舵面操縱搖臂，作動舵面按需要偏轉。舵面樞軸力矩通過機械傳動機構反傳到主操縱機構，由飛行員施加的操縱力來平衡。因此，這種主操縱系統的操縱靈敏性、準確性和安全性在很大程度上取決於傳動機構工作性能的好壞。另外，操縱力的減小或消除即配平操縱由調整片系統完成。
操縱方式
橫滾與航向操縱
飛機在飛行中轉彎時，必須由副翼和方向舵協同操縱才能完成。若只有方向舵偏轉，則出現反向側滑，飛機無法向方向舵偏轉的一側轉彎。這是因為當方向舵偏轉時，由於垂尾產生的氣動力作用線不經過機身軸線，因此會對機身產生扭矩，該扭矩的方向總是與偏航方向相反，此時飛機會反向側滑，無法向希望的方向轉彎。副翼的協同偏轉可以抵消垂尾對機身的扭矩，並產生與偏航方向同向的滾轉力矩，幫助飛機實現空中轉彎。岡此飛機轉彎時需要同時使用副翼和方向舵。許多現代小型飛機上，副翼和方向舵操縱系統之問存在某種形式的機械聯動關係，這就使得副翼隨操縱方向舵腳蹬的運動而偏轉，實現協同轉彎。
俯仰操縱
常規布局的水平尾翼包括固定於機身後部的水平安定面，以及鉸接於同定水平安定面後緣的升降舵。在升降舵後緣通常鉸接安裝配平調整片，用於在所有允許飛行速度下對飛機尾部下沉載荷進行調整，以便飛行員能夠鬆手飛行。
某些小型飛機因其飛行速度較低、升降舵尺寸較小，僅靠升降舵不能完全滿足俯仰操縱的要求，故將水平安定面和升降舵設計成整體，稱為全動平尾。
