直升机飞行操控的基本原理

直升机飞行操控的基本原理

图 1 直升机飞行操纵系统 - 概要图

（a）

（b）

图2 直升机操纵原理示意图

1.改变旋翼拉力的大小 2.改变旋翼拉力的方向 3.改变尾桨的拉力

飞行操纵系统包括周期变距操纵系统、总距操纵系统和航向操纵系统。如图 2所示，周期变距操纵系统控制直升机的姿态（横滚和俯仰），总距操纵系统控制直升机的高度，航向操纵系统控制直升机的航向。

一、周期变距操纵系统

周期操纵系统用于操纵旋翼桨叶的桨距周期改变。当桨距周期改变时，引起桨叶拉力周期改变，而桨叶拉力的周期改变，又引起桨叶周期挥舞，最终使旋翼锥体相对于机身向着驾驶杆运动的方向倾斜，从而实现直升机的纵向（包括俯仰）及横向（包括横滚）运动。

纵向和横向操纵虽然都通过驾驶杆进行操纵，但二者是各自的。

周期变距操纵系统（见图3）包括右侧和左侧周期变距操纵杆（1）和（3）、可调摩擦装置（2）、橡胶波纹套（4）、俯仰止动件（5）、横滚连杆（7）、俯仰连杆（8）、横滚止动件及中立位置定位孔（9）、横滚拉杆（10）、横滚协调拉杆（11）、俯仰扭矩管轴组件（12）、总距拉杆（13）、与复合摇臂相连接的拉杆（14）、伺服机构（15）、伺服机构（横滚+总距）

（16）、伺服机构（俯仰+总距）（17）和可调拉杆（18）等组件。

1.右侧周期变距操纵杆 3.左侧周期变距操纵杆 2.可调摩擦装置 4.橡胶波纹套 5.俯仰止动件 6.复合摇臂 7.横滚连杆 8.俯仰连杆 9.横滚止动件及中立位置定位孔 10.横滚拉杆 11.横滚协调拉杆 12.俯仰扭矩管轴组件 13.总距拉杆 14.与复合摇臂相连接的拉杆 15.伺服机构 16.伺服机构（横滚+总距） 17.伺服机构（俯仰+总距） 18.

可调拉杆

图 3 直升机周期变距操纵系统

（一）纵向操纵情况

当前推驾驶杆时，通过俯仰扭矩管轴组件（9）及俯仰连杆（8），使复合摇臂（6）上的纵向摇臂逆时针转动，通过其后的拉杆、摇臂，使左前侧纵向伺服机构下移，自动倾斜器固

定盘向左前方倾斜，旋翼桨盘前倾，进而使直升机向前运动。后拉驾驶杆，情况相反。

（二）横向操纵情况

当右压驾驶杆时，驾驶杆向右偏转，带动左横滚连杆（7）向前运动，同时右横滚连杆（7）向后运动。通过复合摇臂（6）及其后的拉杆、摇臂，使左后侧横向伺服机构上移，右侧伺服机构下移，自动倾斜器固定盘向右前方倾斜，旋翼桨盘右倾，进而使直升机向右运动。左压驾驶杆情况相反。

二、总距操纵系统

总距操纵系统用于操纵旋翼的总桨距，使各片桨叶的桨距同时增大或减小，从而改变旋翼拉力的大小。旋翼总桨距改变时，其需用功率也随之改变。因此，还必需相应地改变发动机的油门，使发动机输出功率与旋翼的需用功率相匹配。为了减轻驾驶员的负担，通常将发动机的油门操纵与总桨距操纵交联。这样，当驾驶员操纵总桨距时，发动机的油门开度（供油量）也相应改变。所以，总桨距操纵又称为桨距—油门操纵，它是由一根桨距—油门杆来进行操纵的。

旋翼的总桨距以及周期变距操纵都是通过自动倾斜器实现的。

总距操纵系统包括旋翼手柄（1）、可调摩擦装置（2）、总距扭矩管（3）、总距拉杆（4）、复合摇臂（5）、总距杆配平弹簧（6）、总距止动件及中心位置定位孔（7）、左侧和右侧总距杆（8）和（9）、复合摇臂上的预调器操纵摇臂（10）、横滚连杆（11）、俯仰拉杆（12）、与复合摇臂相连接的拉杆（13）、伺服机构（14）、伺服机构（横滚+总距）（15）、伺服机构（俯仰+总距）（16）和可调拉杆（17）等组件。

1.旋翼手柄 2.可调摩擦装置 3.总距扭矩管 4.总距拉杆 5.复合摇臂 6.总距杆配平弹簧 7.总距止动件及中心位置定位孔 8.左侧总距杆 9.右侧总距杆 10.复合摇臂上的预调器操纵摇臂 11.横滚连杆 12.俯仰拉杆 13.与复合摇臂相连接的拉杆 14.伺

服机构 15.伺服机构（横滚+总距 16.伺服机构（俯仰+总距） 17.可调拉杆

图4 直升机总距操纵系统

当上提总距杆时，总距拉杆（4）向前运动，带动复合摇臂及其上的三个周期变距操纵摇臂顺时针旋转，经后面三个拉杆（13）、摇臂传动使伺服机构作动筒壳体都向上移动同一位移，自动倾斜器也上移同一位移，三片桨叶安装角同时增大某一值，进而使直升机的升力增加。下放总距杆时正好相反。

三、航向操纵系统

航向操纵系统用于操纵尾桨叶的桨距，改变尾桨推力（或拉力）大小，以实现航向操纵。航向操纵系统由脚蹬组件和操纵线系两大部分组成。

航向操纵系统（见图 8-7和8-8）包括右侧脚蹬组件（1）、尾梁中的连接装置（2）、航向柔性操纵钢索（3）、止动件（4）、左侧脚蹬组件（5）和扭力管（6）等组件。

1.右侧脚蹬组件 2.尾梁中的连接装置 3.航向柔性操纵索侧脚蹬组件 6.扭力管

图5 直升机航向操纵系统

4.止动件 5.左

图 6 脚蹬组件分解

驾驶员蹬脚蹬，经操纵线系，保持或改变尾桨叶的桨距，以改变尾桨推力的大小，保持或改变直升机的方向。当向前蹬右脚蹬时，尾桨叶桨距增加，进而增加尾桨推力，直升机向右转；而向前蹬左脚蹬时，效果正好相反。

四、飞行操纵系统简要说明

图5 操纵杆操作简要示意图

图6总桨距操作简要示意图

尾桨操纵的工作原理：

当向前蹬右脚蹬时，尾桨桨距增加，当向前蹬左脚蹬时其效果相反。

旋翼操纵系统的工作原理：

周期变距操纵杆和总桨距操纵杆的作用如图7所示。

1) 横向周期变距操纵杆的作用： 当向左压周期变距操纵杆时，左右横向线系作反向的等距运动，使自动倾斜器绕Y轴(该Y轴通过纵向伺服机构安装点)向右倾斜。

2) 纵向周期变距操纵杆的作

用：

当向前推周期变距操纵杆时，纵向线系使自动倾斜器绕X轴(该轴通过两个横向伺报机构的安装点)向前倾斜。

3) 总桨距操纵杆的作用： 当上提总桨距操纵杆时，总桨距值增大，纵向和横向线系自复合摇臂

处起，在相同方向作等量的位移，使得自动倾斜器平行于初始位置向上平移。

图8 复合摇臂运动示意图