Автомат перекоса (аэронавтика)

В аэронавтике автомат перекоса представляет собой механическое устройство, которое преобразует сигналы, поступающие от органов управления полетом вертолета, в движение лопастей несущего винта . Поскольку лопасти несущего винта вращаются, автомат перекоса используется для передачи трех команд пилота от невращающегося фюзеляжа к вращающейся ступице несущего винта и основным лопастям.

История

Автомат перекоса был первоначально предложен россиянином Борисом Юрьевым в 1911 году, хотя он не использовал его на своем первом вертолете 1912 года. ^{[ 1 ]}

Вертолеты Pescara (1919–1930 гг.) представляют собой вертолеты с соосными несущими винтами , каждый винт управляется автоматом перекоса (колеблющимся подшипником), приводимым в движение первой ручкой управления вертолетом (UK 178,452 «Усовершенствование джойстиков для вертолетов или относящихся к ним». Дата проведения конвенции в Испании: апрель). 12, 1921).

Французский инженер и предшественник вертолета Этьен Омишен подал заявку на патент устройства автомата перекоса 18 июня 1926 года во Франции, а затем в США (12 августа 1929 года). ^{[ 2 ]}

Сегодня на большинстве современных самолетов автомат перекоса находится над трансмиссией, а толкатели видны снаружи фюзеляжа, но в некоторых ранних конструкциях, особенно в легких вертолетах, построенных Enstrom Helicopter , он располагался под трансмиссией, а вращающиеся толкатели заключались внутри главного вала. Это уменьшает сопротивление ступицы несущего винта, поскольку открытые связи отсутствуют.

Использованы другие конструкции автомата перекоса и управления. Например, в вертолетах Kaman Aircraft не используется традиционный автомат перекоса, а вместо этого используются сервоприводы на лопастях несущего винта для регулировки угла атаки лопастей.

Сборка

Автомат перекоса состоит из двух основных частей: неподвижного автомата перекоса и вращающегося автомата перекоса. Стационарный (внешний) автомат перекоса установлен на мачте несущего винта и соединен с цикловым и коллективным управлением с помощью ряда толкателей. Он способен наклоняться во всех направлениях и перемещаться вертикально. Вращающийся (внутренний) автомат перекоса крепится к неподвижному автомату перекоса с помощью подшипника и может вращаться вместе с мачтой несущего винта. Соединение, предотвращающее вращение, предотвращает вращение внутреннего автомата перекоса независимо от лопастей, что может привести к приложению крутящего момента к приводам. Внешний автомат перекоса обычно также имеет ползун, предотвращающий вращение. Оба автомата перекоса наклоняются вверх и вниз как единое целое. Вращающийся автомат перекоса соединен с рупорами тангажа звеньями тангажа. Альтернативой неподвижному (внешнему) автомату перекоса являются шестигранник и универсальный шарнир . Автоматы перекоса для вертолетов, имеющих два несущих винта, установленных на одном валу, намного сложнее, чем у одновинтовых вертолетов.

Циклическое управление лезвием

вертолета Циклическое управление используется для изменения крена и тангажа . Толкатели или гидравлические приводы наклоняют внешний автомат перекоса в ответ на команды пилота. Тарелка автомата перекоса движется в интуитивно ожидаемом направлении, наклоняясь вперед, например, в ответ на команду вперед. Однако «связи шага» на лопастях передают информацию о шаге намного раньше фактического положения лопасти, давая лопастям время «взлететь вверх» или «лететь вниз», чтобы достичь желаемого положения. То есть для наклона вертолета вперед разница подъемной силы вокруг лопастей должна быть максимальной по плоскости лево-право, создавая крутящий момент, который за счет гироскопического эффекта будет наклонять диск несущего винта вперед, а не вбок.

Коллективное управление лезвиями

Для управления общим шагом лопастей несущего винта весь автомат перекоса необходимо перемещать вверх или вниз вдоль своей оси, не меняя ориентации циклических органов управления. Традиционно каждый механизм управления (крен, тангаж и коллективный) имел отдельный привод, отвечающий за движение. В случае шага весь автомат перекоса перемещается вдоль главного вала одним приводом. Однако в некоторых более новых моделях вертолетов это механически сложное разделение функций устранено за счет использования трех взаимозависимых приводов, каждый из которых может перемещать весь автомат перекоса. Это называется циклическим/коллективным микшированием высоты звука (CCPM). Преимущество CCPM заключается в том, что приводы меньшего размера могут работать вместе, перемещая автомат перекоса по всему диапазону управления, а это означает, что приводы могут быть меньше и легче. ^{[ 3 ]}

Анимации

Автомат перекоса в положении покоя.
Поднятый автомат перекоса вызывает отрицательный общий шаг лопастей и, следовательно, прижимную силу. Обратите внимание, что рычаги управления находятся на задней стороне лопастей, в результате чего поднятый автомат перекоса уменьшает шаг лопастей.
Наклонный автомат перекоса, обеспечивающий циклическое управление отвалом. Обратите внимание на изменение шага лопастей во время вращения.

Ссылки

^ Дж. Гордон Лейшман (2002). Основы аэродинамики вертолета . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. п. 13.
^ «Э. Омихен: Подъемное устройство» - через Google Patents.
^ «Что такое CCPM на радиоуправляемых вертолетах» . RCHelicopterFun.com . Проверено 31 марта 2022 г.

[1] Дж. Гордон Лейшман (2002). Основы аэродинамики вертолета . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. п. 13.

[2] «Э. Омихен: Подъемное устройство» - через Google Patents.

[3] «Что такое CCPM на радиоуправляемых вертолетах» . RCHelicopterFun.com . Проверено 31 марта 2022 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]