第三节 尾翼和操纵面
重量平衡与气动平衡
为了防止机翼和尾翼由于操纵面而发生颤振,保证飞行的安全,有效的方法是在操纵面的转轴前安装配重,把操纵面的重心移到转轴之前或与转轴轴线重合。
重量平衡主要有两种构造型式。一是集中式配重,配重用支撑构件固定在操纵面之前。这样可有效地把操纵面重心前移,但是它突出在气流中,会增加阻力。另一种是分散式配重,即把配重分散置于操纵面的前部。这种形式配重在翼剖面内部不增加阻力,但由于离转轴较近,所以重量较大。
“气动平衡”的作用是在长时间稳定飞行时,消除驾驶杆或脚蹬上的力,以解除驾驶员长时间握杆或踩蹬的单调和疲劳。另外,也用以消除飞机本身由制造误差而产生的不平衡力矩。
主要的气动平衡有配平调整片,固定调整片和调整水平安定面安装角等措施。
配平调整片见图5.33中左侧第二图。当飞机需要平衡时,驾驶员不直接操纵舵面,通过独立的转盘或手柄操纵配平调整片。如果需要使舵面向下,就使配平调整片向上。调整片上产生的空气动务向下使舵向下偏转。于是舵面产生向上的空气动力来平衡飞机的力矩。这时调整片和舵面产生的绕舵面转轴的力矩刚好抵消,驾驶杆上的力为零,但舵面产生的气动力远大于调整片。
固定调整片见图5.33中左侧第一图。它根据试飞结果,偏转一定角度后固定在舵面后缘的小翼面。用以消除飞机制造误差引起的气动力平衡。在飞行时是不能操纵的。
气动平衡也采用改变水平安定面的安装角来达到,但这种方法机构复杂,只用于大型客机上。
气动补偿
  气动补偿是为了使驾驶员操纵飞机时省力。主要有轴式补偿、角式补偿、内补偿和补偿片,轴式补偿是将操纵面的转轴从前缘向后移到某一位置,角式补偿是在操纵面的端部向转轴前伸出一部分“角”形面积,一般这部分面积占操纵面的百分之六到十二。这两种补偿的原理都是让操纵面上位于转轴前方的空气动力对转轴所产生的力矩抵消一部分转轴后方的空气动力对转轴所产生的力矩,使整个舵面对转轴的力矩减小,因此也减小了驾驶杆力。
  内补偿是由轴式补偿发展而来,一般多用于副翼上。它的补偿面位于机翼后缘的空腔内,这一空腔由气密胶布隔成上下两部分,互不通气。副翼偏转时,空腔内形成上下压力差作用在补偿面上。补偿面形成的力矩帮助驾驶员克服铰链力矩,补偿面的面积一般为副翼面积的百分之五十。
  图5.33中右侧两图和左侧最下图都是补偿片。右侧上图称为随动补偿片,当舵面偏转时由于连杆的带动使补偿片向反方向偏转,补偿片上产生的气动力抵消了一部分舵面的铰链力矩以减轻驾驶杆力。它是随着舵面的偏转而偏转的,故称为随动补偿片。右侧下图的补偿片是在操纵力超过一定值之后才起作用的。操纵摇臂通过扭力杆与舵面相连,当操纵力小于一定值时扭力不发生扭转变形,摇臂直接带动舵面偏转,补偿片不起作用。在操纵力达到一定值后超过了扭力杆的抵抗力,扭力杆发生扭转变形,使补偿片随舵面的偏转而偏转,形成与随动补偿片类似的补偿力矩。而左侧最下图是驾驶员不直接操纵舵面而只操纵补偿片,用补偿片产生的气动力矩来使舵面偏转。因此驾驶员所克服的力矩只是补偿片对其转轴的力矩,这个力矩是很小的。

 

 

  


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