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阻尼器的一些基本常识

发布时间:2021-05-14

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  当飞机爬升到高空时,由于空气密度的降低(气动特性的变化),飞机的阻尼会减小,导致飞机容易振荡。设想这样一种情况,由于飞机的俯仰阻尼很小,发生振荡。为了抑止振荡,飞行员需要在飞机抬头时推动拉杆以防止飞机抬头,在飞机低头时拉动拉杆以防止飞机低头。对飞行员来说,完成任务的同时还要稳定飞机难度很大。为了改善这种情况,减少飞行员的工作量,发明了一种设备来代替飞行员完成这种复杂的操作,即阻尼器。以上只是以俯仰为例,其实滚转和偏航是类似的。阻尼器分为俯仰阻尼器、横滚阻尼器和偏航阻尼器。当我们知道阻尼器的工作内容后,就很容易理解阻尼器的工作原理。飞机振荡时会产生角速度,抑止振荡实际上是通过反向偏转舵面来抵抗角速度。测量飞机角速度的传感器安装在飞机上,飞机有三个轴,因此需要三个角速度传感器。飞机振荡时,传感器感应角速度,角速度经过处理产生指令驱动相应舵面,舵面偏转抑止振荡。阻尼器是这样工作的。

  为了便于解释,以飞机振荡为例。事实上,当飞行员正常控制飞机时,阻尼器也起到类似的作用,使飞机迅速稳定到目标姿态。俯仰阻尼器根据俯仰速率驱动升降舵工作,滚转阻尼器根据滚转速率驱动副翼工作,偏航阻尼器根据偏航速率驱动方向舵工作。因为侧向和方向信号是相互耦合的,所以侧向和方向信号是交联的,也就是说副翼和方向舵会同时协同工作。横航向塞互换后,滚转指令信号和偏航指令信号互换,指令进入错误通道,也就是说,原来偏转副翼的指令用来驱动方向舵,驱动方向舵的指令用来驱动副翼。

  为什么交换后飞机变得不稳定?现在我们需要引入另一个概念,飞行控制系统的稳定性。阻尼器也是飞行控制系统的一部分。飞行控制系统的灵魂是控制律,它直接关系到飞机是否容易驾驶,甚至影响到飞机的安全性。设计人员需要仔细分配控制律的大量参数,使其协调工作,具有一定的稳定性。

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