第九篇%飛行控制系統檢修
式中%&———發動機推力,
’—
—飛機阻力;
(———飛行速度,
)—
—飛機重量。
由上式可知,單位(重量)剩余功率即飛機在一定速度條件下的剩余功率除以飛機重量,該參量愈大,飛機的機動性愈好。提高單位剩余功率,的有效辦法之一是減小飛機阻力。
戰斗機機動載荷控制的目的,就是要在機動飛行時使機翼升力呈橢圓形分布,從而減小機翼的阻力,同時,在亞音速時延緩機翼上的氣流分離,提高升力。阻力降低導致幾提高,而升力增加導致最大法向過載提高。
目前戰斗機上實現機動載荷控制主要采用前緣和后緣控制兩類。前緣控制面,一般為前緣機動襟翼、前緣縫翼;后緣控制面通常有機動襟翼和對稱偏轉的副翼。
第五節%陳風減緩與乘感控制
一、陣風減緩
陣風與過載
在大氣中經常會遇到各方向的氣流,氣流強度大的叫陣風,典型的是水平陣風及垂直陣風。這種氣流由空氣受熱不均勻、地形起伏、云層等原因引起。飛機在這種不平靜大氣中飛行時會產生過載。水平陣風及其引起的過載增量很小,而垂直陣風對過載的影響較大。
垂直陣風區中的陣風有兩種類型:一種是恒值陣風;另一種是交變陣風,前者對飛機過載的增量有重要影響,由于垂直陣風使飛機相對速度的大小和方向都發生變化,相應地產生迎角增量+和升力增量,,從而使過載 -增大。通常這種過載決定了中型非特技飛行飛機強度。交變陣風是周期性
的,其頻率為
. /012 3 ,2
式中% ,2 ———周期性陣風一個周期的距離;
•542*•
圖 " "%機翼的載荷分布示意圖
圖 " "*%機動載荷控制面
第九篇3飛行控制系統檢修
" " —
—每秒鐘遇到陣風的次數。
在這種情況下,飛機受到顛簸,相當于強迫振動,同時也會產生過載,雖然引起的過載不大,但若時間過長,乘員會感到不舒服,且會縮短飛機結構的耐疲勞壽命。若陣風頻率接近機翼的固有頻率,則會發生共振,在機翼翼尖上可能產生很高的過載,對懸掛于機翼上的裝備(如發動機、油箱、導彈)很不利。
陣風減緩
當飛機遇到周期性陣風時,會產生兩種運動:一是將飛機作為剛體的擾動運動:二是因機體彈性而引起的結構彈性振動。兩者均屬于陣風減緩問題,但后者還要抑制結構的彈性振動。
陣風減緩實際上就是直接力控制在擾動運動中的應用。雖然在已述的增穩系統或自動駕駛儀中已具有一定程度上衰減陣風響應,改善飛機在擾流中飛行穩定性的功能,但他采用的是基本控制面(平尾、副翼、方向舵),即利用線加速度反饋通過基本舵面產生間接升力或側力,以抵消陣風引起的加速度過載,或利用角速度、角位移反饋控制抑制姿態的變化。由于依靠間接力控制,不可能解決運動耦合問題,這種常規的陣風減緩方法不能獲得滿意的效果。為有效衰減陣風引起的過載增量或法向加速度增量,需采用上節所述的直接力操縱面(機動襟翼、水平鴨翼)及其與基本舵面之間的協調控制方法,但在陣風減緩的控制方式下,這些舵面由過載 %&’反饋信號驅動而不是由駕駛員指令驅動的。
實現陣風減緩的基本方案可由圖 ( )* )+所示的縱向控制系統說明。負反饋信號 %&。由安裝在飛機重心處的線加速度計提供。該信號按傳動比 ,-. / &0驅動襟翼,同時按交聯傳動比 ,1 . 2 /協調偏轉全動平尾,兩者產生一個凈升力增量以抵消陣風引起的迎角增量或法向加速度增量,兩者形成的俯仰力矩則相互平衡不致使飛機旋轉。
用直接力衰減陣風過載已在不少飛機上完成了定量驗證。表 ( )* ) -給出了 4 )+5飛機的陣風減緩效果,其中還列出了利用自動增穩系統使全動平尾偏轉產生間接升力衰減陣風過載的數據,由表中數據可見利用間接力只能使均方根陣風加速度衰減 --6 7 -86,而利用直接力則可衰減 9"6 7 *-6。:4一 -;55的陣圖 ( )* )+3陣風減緩控制方案風減緩可達 8"6左右。
表 ( )* )-3 4 )+5的減緩效應
飛行狀態 均方根陣風加速度(相對值)
<(=) > 原飛機 間接力控制 直接力控制
;;"" "’ *" -’ " "’ +( "’ 8(
;;"" "’ ;? -’ " "’ +8 "’ ;-
99"" "’ +" -’ " "’ +? "’ ?"
二、乘感控制
乘感控制也稱乘坐品質控制。對于機身細長而撓性大的高速飛機,如遇到周期性的陣 •-9"+•
第九篇 +飛行控制系統檢修
風,機身發生彈性振動時,乘員會感到不舒服,甚至影響駕駛員完成任務,飛機難于操縱,機體易疲勞損壞,即所謂乘坐品質控制。經驗表明,通常在垂直振動過載超過 " 時,乘員感到不適,超過 " %&,判讀儀表困難,超過 " ’&并持續幾分鐘后,駕駛員就會擔心飛機出事故而改變飛行高度和速度。橫向過載的允許值約為垂直過載的一半。這些因素對低空突防的轟炸機來說尤為嚴重。因低空突防時陣風較強、機體振動、顛簸厲害而造成振動過載。短程客機巡航高度較低,乘坐品質問題也較突出。
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