版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

直升机驾驶有什么不同

597.9高地科创团
原创
军事知识、武器装备和军事技术等科普图文、视频、音频创作。
收藏

当一架直升机从头顶低空飞过的时候,很多人可能都会想,直升机是怎么驾驶的,和开汽车是不是差不多?媒体报道有驾照就会开99A坦克,那开直升机是什么体验呢?今天我们就探讨一下这个问题。 驾驶手动挡汽车相对复杂,行驶过程中,双手负责控制方向盘,右手还要负责换档,左脚控制离合器,右脚控制油门和刹车。驾驶直升机也需要手脚并用,下面就以单旋翼带尾桨直升机为例,分析如何操控直升机飞行。首先需要了解一下直升机结构,如图1所示。

图1 直升机结构示意图(图片来源:专家资料图)

简单讲,直升机的发动机产生动力,桨叶产生升力,桨毂控制旋翼,尾桨控制机头方向。驾驶直升机需要使用驾驶舱内的周期变距杆、总距油门杆和脚蹬等操纵机构。周期变距杆控制直升机在水平方向的运动,总距杆控制直升机起降,脚蹬则控制直升机的航向。为了便于理解,下面按照操纵机构分别进行分析。

图2 直升机简易控制示意图(图片来源:专家资料图)

问题一:如何控制直升机的飞行方向?

直升机前飞、后飞、左飞或右飞是通过周期变距杆进行控制的。周期变距杆,也被称为驾驶杆,前推变距杆,直升机则前飞,后推则后飞,左右也是一样。直升机的升力,来自于转动的旋翼。旋翼转动时会形成一个底面朝上的旋转锥体。在直升机低空悬停时,旋转锥体向上的拉力和直升机重力平衡。向前推杆,锥体前倾,旋翼拉力在垂直方向和水平方向产生两个分力,水平方向的分力就是直升机前飞的拉力。

图3 直升机前飞和悬停受力分析示意图(图片来源:专家资料图)

周期变距杆的动作将引起一连串非常复杂的机械链接互动。如图4、图5所示,变距杆通过液压筒,会带动自动倾斜器下 方不动环随着变距杆倾斜,进而带动自动倾斜器上方的动环同步倾斜。自动倾斜器动环通过变距杆带动桨叶产生强制挥舞,桨叶迎角产生周期性改变,最终整个旋翼发生倾斜,旋翼拉力方向同步随着周期变距杆发生改变,带动直升机飞行。

图4 与周期变距杆连接的旋翼部件(图片来源:专家资料图)

问题二:直升机如何控制起降?

直升机的高度变化是通过总距杆控制的,通过上提和下放总距杆,可以控制直升机飞行高度上升和下降。总距杆最终改变的是所有桨叶的总桨距,简称总距。上提总距杆时,通过液压筒带动自动倾斜器不动环整体上升,进而使动环跟随上升,推动变距杆增大所有桨叶迎角,桨叶升力增加,整个旋翼的拉力自然也增加,旋翼则带动直升机上升。上提总距杆时,还有一根钢索会同步控制燃油调节器,加大燃油喷射,从而使发动机输出功率与旋翼增加总距的动力需求相适应。

图5 操纵机构控制过程示意图(图片来源:专家资料图)

下放总距杆的工作过程和上提总距杆工作过程正好相反。在这里需要特别说明一个问题,当上提或下放总距杆同步控制油门增大或减小时,改变的是旋翼的总距,而不会大幅改变旋翼的转速,旋翼转速一直保持相对稳定,这和驾驶汽车是不同的。

问题三:直升机如何调整航向?

前面解释了直升机如何直线飞行和如何改变高度两个问题。下面分析直升机如何转弯的问题。直升机是通过两个脚蹬来改变航向的。蹬左侧脚蹬直升机向左转,蹬右侧脚蹬直升机向右转。如图5所示,脚蹬和尾桨相连,能够控制尾桨的桨距。

直升机尾桨主要是用来克服主旋翼旋转时产生的反作用力矩。千万别小看尾桨,一旦失效,机头就会向主旋翼旋转的反方向转动,极易造成飞行事故。踩下一侧脚蹬时,改变了尾桨桨叶的角度,带来尾桨桨距变化,主旋翼反作用力矩与尾桨力矩平衡被打破,直升机会向左或向右转动,机头方向也自然随着发生改变。

图6 尾桨拉力变化与直升机航向关系示意图(图片来源:专家资料图)

以上分别介绍了周期变距杆、总距杆、脚蹬等机构的操作,在实际飞行过程中,飞行员需要协调使用操纵机构,才能让直升机保持稳定的飞行状态。比如直升机前飞时,向前推周期变距杆,旋翼拉力倾斜后不仅让直升机加速,也会绕直升机重心产生下俯力矩,使机身向下倾斜。也就是说,直升机前飞加速是要低头的。飞行员必须在下俯角度达到要求时,及时往回拉杆使俯仰力矩平衡,否则直升机一直下俯,就会失去控制。另外,直升机前飞加速时,旋翼上的拉力是不对称的,会让机身产生倾斜,旋翼右旋直升机会向右倾,左旋直升机向左倾,加速度越大,倾角就越大。因此飞行员向前推杆时还要向左或向右压杆,以保持平衡状态。

如果在加上复杂气流的影响,保持直升机稳定难度会进一步增加,需要直升机飞行员通过操纵机构不断调整以保持动态平衡。可见,驾驶直升机比驾驶汽车要复杂得多,有没有想学直升机驾驶的冲动?

科普团队简介:597.9高地科创团队,是一个致力于现代战争研究、作战理论创新、军事科学普及和提供专业军事理论咨询的年轻科技创新团队。团队由数名军事学博士组成,有丰富的部队、院校、科研机构任职经历,有丰硕的学术科研成果,具备严谨求实的治学态度、敢为人先的创新精神。团队的根本宗旨是“传播科技知识、弘扬战斗精神、助力强国强军”。

出品:科普中国军事科技前沿

作者:陆鹰(军事专家)

策划:金赫

科学审核:梁春晖(军事专家)

监制:光明网科普事业部

来源: 科普中国军事科技

评论
love萝
学士级
驾驶直升机比驾驶汽车要复杂得多。
2023-10-07
清 风 徐 来
举人级
6666666
2023-10-07
科普5cd13971955ba
太师级
2023-10-07