方向舵课件讲解

PART方向舵一一、方向舵简介方向舵位于飞机垂直安定面后部，一般采用铰接的方式安装在垂直安定面后梁。机组可通过脚蹬踏板操纵方向舵左右偏转，从而控制飞机航向。操纵方向舵向左偏转，气流产生一个使机尾向右的力矩，使机头向左，改变了飞机航向，反之亦然。机组也可以利用方向舵配合机翼进行横滚操纵，起到部分替代副翼的作用。在大部分飞机上，方向舵向两侧偏转的角度最大为20°至30°。方向舵的基本功能是实现偏航控制，即围绕立轴控制飞机在大型飞机上，方向舵在巡航飞行中主要完成三个功能。第一是配平飞机，例如单发失效，或者出现其他不平衡状态时，飞机会因不平衡力矩发生转向，此时通过配平方向舵产生气动力矩，抵消这个不平衡力矩，使飞机恢复航向。第二是进行协调转弯，此时副翼和方向舵协同作用，实现飞机转弯，副翼完成横滚，方向舵完成偏航。第三是偏航阻尼，飞机在气流的影响下，当横滚稳定性强于偏航稳定性时，飞机就有可能产生一种既偏航又滚转的横航向耦合运动，即荷兰滚。偏航阻尼的作用就是保持飞机在立轴线的稳定性。二.方向舵控制采用机械传动系统的飞机上，方向舵由驾驶舱内的两对脚蹬控制。每对脚蹬由左右两个脚蹬踏板组成，两对脚蹬机械相连，确保在同一套钢索传输机构上实现双路方向舵指令输入。踩动任何一个左脚蹬踏板都可以将方向舵向左移动，这将使飞机围绕立轴向左旋转。踩动任何一个右脚蹬踏板，方向舵向右移动，从而使飞机围绕立轴向右旋转。在地面，操纵脚蹬也可进行前轮转弯控制。同时踩下左右脚蹬踏板可以进行刹车操作。如右图所示，前推左侧脚蹬，右侧脚蹬同步后移，控制输入传递给方向舵，此时不会产生刹车指令。每侧的脚蹬安装在相应的支撑臂上，支撑臂通过推拉杆，传递控制输入至前方向舵扇形盘。前方向舵扇形盘通过钢索传递控制指令到方向舵。若飞机在地面，则该操作同时作动前轮转弯；若飞机在空中，则通过离合装置断开其对前轮转弯的控制。同时踩下两个脚蹬，输入信号通过推拉杆操纵刹车系统，此时不会对方向舵产生控制指令。位于中央操纵台上的方向舵配平旋钮用于改变方向舵的中立位置，即方向舵配平。方向舵配平旋钮由内置的弹簧保持在中立位置。配平中立电门用于复位配平指令。在某些飞机上，该电门被称为方向舵配平复位电门。方向舵配平功能是方向舵配平计算机通过电动操作完成。注意，当方向舵配平时，脚蹬随动。采用电传操纵系统的飞机上，保留脚蹬作为方向舵备用控制或人工超控方式。在正常情况下，方向舵控制计算机自动完成其控制功能。此时计算机将配平、协调转弯和偏航阻尼指令通过配平作动筒和偏航阻尼作动筒转换成机械位移指令，并通过三个液压作动筒驱动舵面进行偏转。在正常情况下，三个作动筒同时工作，如果单个或两个作动筒失效的情况，方向舵依然可以偏转。三.方向舵指示在部分飞机上，方向舵的位置显示在发动机指示与机组警告系统（EngineIndicationAndCrewAlertingSystem，EICAS）显示器上。当左方向舵脚蹬前推时，方向舵向左移动，此时飞机向左偏航。方向舵配平位置指示器，位于方向舵配平旋钮旁边，用于指示方向舵中立位置。方向舵配平旋钮由弹簧加载在中立位，操作完成松开旋钮后，旋钮会自动回到中立位置.而在其他一些飞机上，方向舵的位置显示在下ECAM飞行控制系统页面，此处可以显示出方向舵位置、行程限制以及配平位置。配平位置还显示在中央操纵台方向舵人工配平旋钮旁的小显示屏上.四.偏航阻尼空客飞机上的方向舵差动机构综合了方向舵脚蹬输入、方向舵配平输入和偏航阻尼器输入。差动机构的主要组成部件是：输入杆；曲柄连杆；偏航阻尼柄；偏航阻尼杆。输入杆的一侧接收来自方向舵脚蹬和方向舵感觉配平组件的输入，另一侧输出至曲柄连杆。曲柄连杆在输入杆上有一个转轴点。曲柄连杆接收来自输入杆和偏航阻尼杆的输入，并输出指令到方向舵卸载装置。偏航阻尼柄通过偏航阻尼杆将来自偏航阻尼作动器的输出传输到曲柄连杆。注意，偏航阻尼柄与输入杆共享一个转轴，但没有机械连接。来自脚蹬的输入作动输入杆，输入杆向上或向下作动曲柄连杆，曲柄连杆通过输出杆将控制指令传输到卸载装置和方向舵伺服作动器。注意，方向舵脚蹬输入对偏航阻尼功能没有影响。前面章节中提到，差动机构也控制方向舵配平输入。方向舵配平输入对差动机构的影响类似于脚蹬的输入，将会作动输入杆、曲柄连杆、输出杆，但偏航阻尼功能不受影响。配平输入移动输入杆时，会在脚蹬踏板上产生位移反馈。如上所述，偏航阻尼功能不受脚蹬输入或配平输入的影响。偏航阻尼信号通过偏航阻尼作动器、偏航阻尼柄和偏航阻尼杆传送到曲柄，然后经过曲柄输出。曲柄连杆绕其轴旋转并作动输出杆。

随着空速的增大，方向舵承担