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作為一種特殊的飛行器，直升機的升力和推力均通過螺旋槳的旋轉獲得，這就決定了其動力和操作系統必然與各類固定機翼飛機有所不同。一般固定翼飛機的飛行原理從根本上說是對各部位機翼的狀態進行調節，在機身周圍制造氣壓差而完成各類飛行動作，并且其發動機只能提供向前的推力。但直升機的主副螺旋槳可在水平和垂直方向上對機身提供動力，這使其不需要普通飛機那樣的巨大機翼，二者的區別可以說是顯而易見。下面我們便對直升機的操控系統做一個簡單的剖析。 6 Y* g9 a0 x, F- [
直升機的操縱系統可分為三大部分：
踏板 在直升機駕駛席的下方通常設有兩塊踏板，駕駛員可以通過它們對尾螺旋槳的輸出功率和槳葉的傾角進行調節，這兩項調整能夠對機頭的水平方向產生影響。
周期變距桿 位于駕駛席的中前方，該手柄的控制對象為主螺旋槳下方自動傾斜器的不動環。不動環可對主螺旋槳的旋轉傾角進行調整，決定機身的飛行方向
5 g+ ?! c! S3 \ 總距桿 位于駕駛席的左側，該手柄的控制對象為主螺旋槳下方自動傾斜器的動環。動環通過對主螺旋槳的槳葉傾角進行調節來對調整動力的大小。另外，貝爾公司生產的系列直升機在總距桿上還集成有主發動機功率控制器，該控制器可根據主螺旋槳槳葉的旋轉傾角自動對主發動機的輸出功率進行調整。 * G, d5 j5 X, |8 [( j" d
飛行操作
升降 有些讀者可能會認為，直升機在垂直方向上的升降是通過改變主螺旋槳的轉速來實現的。誠然，改變主螺旋槳的轉速也不失為實現機體升降的方法之一，但直升機設計師們很早之前便發現，提升主螺旋槳輸出功率會導致機身整體負荷加大。所以，目前流行的方法是在保持主螺旋槳轉速一定的情況下依靠改變主螺旋槳槳葉的傾角來調整機身升力的大小。駕駛員可通過總距桿完成這項操作。當把總距桿向上提時，主螺旋槳的槳葉傾角增大，直升機上升；反之，直升機下降。需要保持當前高度時，一般將總距桿置于中間位置。
平移 直升機最大飛行優勢之一是：可以在不改變機首方向的情況下，隨時向各個方向平移。這種移動是通過改變主螺旋槳的旋轉傾角來實現的。當駕駛員向各個方向扳動周期變距桿時，主螺旋槳的主軸也會發生相應的傾斜。此時，主螺旋槳所產生的推力分解為垂直和水平兩個方向的分力，垂直方向的分力依舊用于保持飛行高度，水平方向上的分力可使機身在該方向上產生平移。
2 f- ]: l( p& S) U0 v" o4 n* y& L需要指出的是，以上分析是將主螺旋槳看作一個整體而得出的。如果我們把目光投向每一片槳葉的受力情況，將呈現出更為復雜的情況。直升機螺旋槳的橫截面與普通飛機機翼的橫截面類似，均為頭粗尾尖的紡錘型或半紡錘型。當槳葉劃過空氣時的切入角度發生變化時，槳葉所產生的升力也會隨之改變。而在直升機主螺旋槳的旋轉面偏離水平面的情況下，單片槳葉劃過空氣的切入角度將隨著螺旋槳的轉動而發生周期性的變化。同理，該片槳葉所產生的升力也會表現為周期性的改變。這也是駕駛艙中控制主螺旋槳主軸角度的操縱桿被稱為周期變距桿的由來。以四槳葉結構的螺旋槳為例，當其旋轉面發生傾斜時，相對的兩片槳葉所產生的升力差同樣會對機身的飛行姿態和移動方向造成影響。事實上，設計師正是利用了這種升力差，才能夠使直升機在空中靈活自如地飛行。
旋轉 那么直升機又是如何在水平面上進行旋轉的呢？這個功能是通過直升機的尾螺旋槳來完成的。對于只裝有一具主螺旋槳的直升機來說，如果把機身和主螺旋槳看作一對施力和受力物體的話，主螺旋槳旋轉所產生的反作用力必然會使機身向相反的方向轉動。要保持機身的穩定，就必須增加一個額外的力矩來抵消這種旋轉，這也是設計師在直升機尾部安裝尾螺旋槳的原因。當直升機處于直線飛行時，尾槳的推力力矩與主槳的反作用力矩剛好構成一對平衡力矩，而只需改變尾槳的輸出功率機身就可以在水平面上進行旋轉。大多數直升機都是通過駕駛席前方的一對腳踏板來調整機頭方向。有了上面的分析，我們就不難理解這對踏板實際控制的是尾槳的功率。
通過上面的介紹，相信讀者已經對直升機的駕駛和飛行原理有了初步的了解。事實上，直升機的每一個動作都是上述三個基本控制系統共同作用的結果。以起飛為例，直升機在起飛時通常是先啟動主螺旋槳，使飛機垂直升至1～1.5米的高度，然后駕駛員會一方面加大主螺旋槳的槳葉傾角來加快爬升，另一方面還會讓主螺旋槳向前傾斜以提升飛行速度。隨著主螺槳旋功率的增加，駕駛員還需不斷調整尾螺旋槳的功率使機身保持直線飛行。可以說直升機在飛行中的每時每刻都貫穿著數個力的平衡與失衡，所以直升機的操作系統看似簡單，要想真正掌握卻絕非易事。
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發表于 2007-9-17 14:00:09
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發表于 2007-9-17 15:23:08
