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在直升機停留于地面時，用于斷開電路。（參照圖7.2-16）
圖7.2-16 空速開關
7.2.5 升降速度表
1. 簡介
由于壓差表非常靈敏，因此，將其用于測量直升機的升降速度，升降速度表以
英尺/每分鐘為單位，它指示直升機的爬升和下降率。典型的直升機升降速度表，如
圖7.2-17 所示。
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圖7.2-17 典型的直升機升降速度表
Ps
上升
下降
內端
毛細管外端
開口膜盒
圖7.2-18 升降速度表工作示意圖
2. 工作原理
在密封的酚醛塑料表殼內裝有一種非常靈敏的鈹銅膜盒，膜盒連接到直升機的
靜壓管路，測量組件（毛細管）也允許靜壓進入表殼。在地面或者平飛時，靜壓管
路，膜盒內部氣壓等于表殼內氣壓，膜盒內外沒有壓差，儀表指針指零。直升機周
圍的氣壓會隨著高度的改變而改變，膜盒內部可以隨時探測到直升機周圍氣壓的任
何變化，但由于毛細管阻礙了氣流，使表殼內氣壓的變化會以一定的速率延遲，這
樣就在膜盒內部與表殼之間產生了壓差。膜盒的膨脹與收縮驅動指針指示出直升機
的升降速度。（參照圖7.2-18）。
3. 結構
1) 傳送機構
膜盒的膨脹和壓縮通過推桿、搖擺軸、扇型輪、小齒輪驅動指針，其中小齒輪
驅動指針軸，指針軸上的游絲吸收齒輪的后沖。該傳送機構會放大膜盒的膨脹和壓
縮。
2) 刻度盤的刻度
指針的零位一般設置在刻度盤上90 度位置，爬升和下降的指示范圍從0 到某個
值。刻度盤上的每個數字點分為相等的5 小格。傳送機構可進行排列，因此指針的
運動對應爬升和下降率是線形的，于是可以在刻度盤上的每個標點給出相同的刻度。
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在某些情況下，傳送機構的排列給出一個指針的對數移動，這需在較小值時給
出更大的間隔和在較大值時給出較小的間隔，使VSI 更精確，以及在低刻度時易讀。
3) 機械止動
這一功能一般安裝在英國直升機上，防止儀表指針的運動超過最大量程。這主
要通過限制推桿的行程來實現，但允許膜盒膨脹和壓縮時超過正常范圍。
4) 儀表延遲
儀表需要膜盒內部和表殼有壓差產生，帶動膜盒給出爬升或下降的讀數。實際
上壓差產生前直升機已經改變了高度，因此指示有輕微的延遲。在大多數情況下，
該延遲是很小，可以忽略不計。
可是，對于直升機和高性能滑翔機，就要求同步指示。這可在靜壓接口的毛細
管中加入一個或兩個作動筒來實現，這個作動筒包括一個螺釘控制的活塞。
5) 溫度補償
與其它膜盒儀表一樣，在溫度變化時，膜盒的彈性發生變化，影響讀數。為了
消除這一影響，行程桿由不變鋼和黃銅制成。
第7.3 節陀螺儀
7.3.1 地平儀工作原理
1. 地平儀工作原理
地平儀是一種陀螺儀表，它可以指示直升機的俯仰和橫滾姿態。其指示不會出
現延遲。利用地平儀中直升機符號與水平桿的相對位置，飛行員可以一目了然的知
道直升機的俯仰和橫滾姿態。
地平儀利用一個垂直陀螺固定在一個萬向支架上，支架的外框可圍繞直升機的
縱軸轉動，內框可圍繞直升機的橫軸轉動。圖7.3-1 是一個簡單的結構原理圖。
1) 俯仰指示
如果直升機在俯仰方向上改變姿態，儀表的外盒會隨直升機姿態的改變而繞
y-y1 軸轉動，所以，相應的，直升機標識就會相對水平桿上下移動
直升機抬頭：外環隨直升機向上傾斜，而陀螺旋轉軸要保持垂直，所以固定在
內環的動作桿相當于一個支點將水平桿向下帶動。
直升機低頭：外環隨直升機向下傾斜，水平桿向上移動。
2) 橫滾指示
當直升機橫滾姿態發生改變時，儀表的外盒和直升機標識隨直升機繞縱軸z-z
轉動，并和水平桿成一定角度，同時，傾斜刻度盤也隨直升機移動，所以橫滾指針
就可以相對的指示出傾斜角。
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另外，所有的陀螺地平儀中都有一個校準裝置，它用以保持陀螺的旋轉軸
一直在垂直方向。
圖7.3-1 陀螺儀結構原理
2. 電動地平儀
下面所用到的圖和電路僅是作為例子，實際中有很多不同的類型，各不相同。
電動地平儀的陀螺轉子由一個三相鼠籠式感應馬達組成。在結構上，鼠籠部分
構成轉子，在垂直軸上繞定子線圈轉動。這種構造使轉子的重量都盡可能集中在周
邊，從而盡可能取得最大的轉動慣量。
陀螺的靜子接上115V、三相、400HZ 交流后產生24000RPM 的旋轉磁場，轉子的
實際轉速大約22500RPM，其轉差率為6%。
電源可以來自直升機的主電源系統，只要頻率保持恒定；也可以來自一個直流
轉三相交流的變流機。另外，當地平儀作為應急備用儀表時，機上電源系統只能提
供單相交流，因此，需要利用靜變流機將單相交流電轉為三相交流電供地平儀使用。
陀螺轉子轉軸的漂移問題通過液體擺啟動修正系統來修正，圖7.3-2(a)是一個
水銀開關。兩個液態水銀平衡開關控制兩個修正馬達。橫滾水銀開關控制位于萬向
節外框和內框之間的力矩馬達，俯仰水銀開關控制位于外環和殼體之間的力矩馬達。
當水銀開關探測陀螺轉軸距離垂直位置的偏差時，接通相應的力矩馬達控制電
路，陀螺在馬達的作用下產生進動，使轉軸重新回到垂直位，水銀開關也回到水平
位，切斷向力矩馬達的供電，使陀螺的進動停止。如圖7.3-2(b)所示。
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圖7.3-2 水銀開關和電動地平儀結構簡圖
7.3.2 協調轉彎儀
在一些小型和早期的直升機上會用到這類儀表，它用來代替轉彎側滑儀。
協調轉彎儀的機械構造和轉彎側滑儀類似，不同的是在協調轉彎儀里陀螺的萬
向框是傾斜放置的，與直升機縱軸大約成30 度角。這種構造使得陀螺在直升機轉彎
和直升機橫滾傾斜時都會產生進動。當直升機進入轉彎時，直升機在橫滾方向上發
生傾斜，在協調轉彎儀上，直升機符號會移動，從而指示出直升機傾斜的方向；飛
行員根據直升機符號指示的外圈刻度來控制直升機到達所需的轉彎率，如圖7.3-3，
圖中的一個刻度代表RATE1-每分鐘180 度。轉彎的協調性由曲形管內的小球的中立
　
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