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不要惊奇!飞机其实是没有方向盘的,取而代之的是飞机的“操作杆”。操作杆伴着飞翔器的诞生而诞生,操作杆的开展离不开飞机飞翔操控体系的开展,操作杆的生长伴跟着飞机飞翔操控体系的生长而改变。

操作杆作为飞机操作体系的要害部件之一,有时也称驾驭杆,它将飞翔员与操作体系联络在一起,首要是为飞机飞翔操控体系供给操作指令,完结飞机的三轴操控。一般意义上,现在飞机运用的操作杆为中心杆、盘和侧杆。

名词解释:

【操作杆】 飞翔过程中,飞翔员首要经过操作杆/盘和脚蹬操作升降舵、方向舵、副翼,使飞机从一种飞翔状况转变为另一种飞翔状况,以完结起飞、爬高、巡航、下降、进近着陆等。

操作杆的开展前史

操作杆伴着飞翔器的诞生而诞生,操作杆的开展离不开飞机飞翔操控体系的开展,操作杆的生长伴跟着飞机飞翔操控体系的生长而改变。

最早的飞机以机械操作为主,这种操作方法较为简略根底,操作杆动作经过杆、绳子和滑轮组等组件直接传递给执行组织。可是跟着后来飞机规划得越来越大,飞翔速度越来越快,机身结构越来越重,风阻也越来越大,这种需求靠飞翔员膂力来完结操作的体系逐步退出了飞机商场。

20世纪50年代起,飞翔操作体系以液压助力的机械操作为主,类似千斤顶的原理,操作杆动作传递至液压活塞,再推进液体,另一端活塞接着去推进执行组织。这种操作体系依然是经过机械方法完结,仍是需求飞翔员能够直观地“看到”自己的动作。

20世纪70年代起,电传操作体系逐步抢占了飞机飞翔操控体系,操作杆的动作经过伺服组织转化为电信号,经过电缆传输至执行组织。这种方法不再需求飞翔员“做大动作使大力气”,也节省了驾驭舱的空间。当然这也不是一开端就这样的,空客公司前期的 A300、A310飞机都仍是中心杆/盘。到20世纪80年代,空客公司在A320飞机上首先选用了电传操作技能,开端选用侧杆。

中心杆/盘与侧杆

在规划布局上,中心杆/盘坐落飞翔员的两腿之间,经过双手操作前后运动,完结操控飞机的俯仰、左右旋转,操控飞机的滚转。侧杆由绷簧和阻尼设备组成,选用固定杆力曲线,飞翔员能够经过前后左右移动手柄操控飞机的俯仰、滚转运动。

中心杆/盘还有一个特点是双手操作,可像轿车方向盘相同绕转轴旋转,飞翔员能够依据自己的习气运用左手或右手进行操作。而侧杆坐落飞翔员身体的一侧,飞翔员很难用别的一只手对其进行操作,因而无法双手替换操作驾驭杆。

中心杆/盘的零部件比侧杆要多,包含传力钢索、扭力杆、杆力组织、伺服电机等,其体积涣散不便于计算,但其分量与占用的空间一般是侧杆的几倍。中心杆/盘的设备比较复杂,不便于拆开,整个设备大多只能在日常修理时替换,而侧杆为独立的可替换单元部件,可在20-30分钟内完结替换。中心杆/盘的接口比较复杂,可达性差,侧杆相对简略,经过机械接口设备在飞翔员外侧的操作台上,经过电气接口与相关的设备进行通讯。侧杆的信号方式简略,中心杆/盘的信号独立性较强。

单个侧杆与中心杆操作类似,相同具有中心杆/盘所具有的杆力设备,但因为是力臂短且单手操作,杆力特性会有所不同。需求阐明的是,中心杆/盘是联动的,任何一个人有操作的话,在另一个操作杆上也会有相同的位移量;侧杆是独立的,一个人操作另一个不会有改变,在两个侧杆上各有一个争夺操控权的按钮,正副驾驭一起操作时,计算机把两个人的操作量相加并不超越最大值。中心杆/盘和侧杆的功用差异,导致了其相关特点的要求不完全共同。因而不同飞机对中心杆/盘、侧杆的性质要求是不同的。

中心杆/盘的飞机能够依照CCAR25部中25.143,25.145, 25.147,25.171,25.173,25.175,25.177 等条款规划操稳特性,而25部没有关于侧杆的操稳特性规划要求。运用行程较大的中心杆/盘完结姿势、轨道的准确操控要比运用行程很小的侧杆简单,因而要满意选用了侧杆的飞机的飞翔质量要求,需求对操控律规划提出更高的要求。

自动侧杆与被迫侧杆

因为操作杆和飞机受控面之间不存在机械衔接,飞翔员操作时无法直接感触到飞机受控运动后的反作用力,使飞翔员“感觉匮乏”,因而或许会形成操作过快、过量或难以及时做出批改。为了补偿“感觉匮乏”的缺乏,近些年来,跟着伺服操控技能的老练,开端自动侧杆技能的研讨。详细来看,自动侧杆能够依据不同飞翔环境和要求调整操作杆的力位移特性,取得杰出的操作功用,也能经过驱动设备,完结可变的杆力曲线,并能够反驱驾驭杆运动,完结正副驾驭的联动。

现在还没有自动侧杆在商用飞机上运用的事例,首要的研讨会集在地上实验或直升机、战斗机运用方面,如BAE公司在F-35战斗机、 JAS-39 战斗机、UH-60直升机、CH-53直升机等飞机上运用自动侧杆,在湾流G500和G600预备运用自动侧杆。Liebherr公司为SSJ-100飞机的飞翔模拟器供给了自动侧杆。别的,美国联合技能航空航天体系公司为MS-21供给自动侧杆,该自动侧杆已在法国菲雅克的模拟器上完结地上实验检测,如一切顺畅,MS-21将成为世界上第一个选用自动侧杆操控技能的商用飞机。

在现行执役的空客飞机上,被迫侧杆得到了广泛的飞翔验证。相较被迫侧杆,自动侧杆添加了复杂性。当飞翔员操作自动侧杆时,作用力被力传感器丈量,由伺服电机的操控器将丈量到的力信号转换成方位指令(依据飞翔状况的不同),驱动伺服电机带动手柄运动到某一方位,一起,伺服电机操控器需求承受来自于飞控计算机的指令,用于确认侧杆操控的杆力梯度、硬约束等。

自动侧杆可完结左右驾驭的电气耦合联动,自动驾驭仪在操作飞机时侧杆也跟从移动,与传统的中心杆/盘左右联动操作方式类似。自动侧杆不只和被迫侧杆相同,具有视觉告诉机组操作权限及提示音告诉机组两个人在一起操作飞机外,还能够经过可变梯度完结了左右联动功用。

别的,与被迫侧杆依托绷簧供给固定梯度的力感不同,自动侧杆还能够接纳飞机呼应的反应信息。动式侧杆引入了力反应作动器,经过作动器将这些反应信息以反作用力的方式施加到操作杆上,以便于飞翔员能更实在的感触飞机状况。但一起也承当了力反应作动器或许呈现的危险,例如卡阻、失控和非指令运动引起飞机急偏等。

自动侧杆较被迫侧杆添加了伺服电机,一起也会添加相应的设备组织,最重要的是还要添加一个电子操控单元,用来驱动电机的运动。该电子操控单元的尺度、分量和自动侧杆自身的尺度附近。

来自: 大飞机

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