自動傾斜器變距操縱

周期變距操縱用于改變直升機的滾轉(zhuǎn)和俯仰姿態(tài)。駕駛員對周期變距桿(也稱駕駛桿)的橫向和縱向操縱通過操縱線系或液壓助力裝置使自動傾斜器向相應(yīng)的方向傾斜。由于旋轉(zhuǎn)環(huán)同槳葉的變距搖臂之間有固定長度的拉桿相連，所以自動傾斜器的傾斜會導(dǎo)致槳葉的槳距發(fā)生周期變化，使得旋翼空氣動力不對稱，槳葉的旋轉(zhuǎn)平面將向所需方向傾斜，旋翼的拉力矢量方向因此發(fā)生改變，這樣就達到操縱直升機橫向和縱向飛行的目的。

變距桿的主要故障原因有磨損、支座斷裂和軸承脫出等類型。

變距拉桿關(guān)節(jié)軸承磨損故障是指連接變距拉桿的關(guān)節(jié)軸承外圈和鋼球之間因工作中摩擦而造成徑向間隙擴大的故障。該故障比較隱蔽，一般情況下不易察覺，是在多沙塵地區(qū)飛行的直升機的常見故障。由于槳葉的操縱是通過變距拉桿來實現(xiàn)的，關(guān)節(jié)軸承磨損間隙造成槳葉操縱線系剛度出現(xiàn)非線性和等效剛度下降，振動加劇并通過自動傾斜器傳至機身。而且由于間隙的存在，變距拉桿處在劇烈的交變載荷作用下，如果變距拉桿疲勞斷裂，槳葉失去操縱，負(fù)迎角的氣動力使該片槳葉下?lián)]掃到尾梁，必將導(dǎo)致機毀人亡的嚴(yán)重事故。美國AH-64A等直升機已經(jīng)報告該故障。目前的旋翼監(jiān)測系統(tǒng)不能監(jiān)測變距拉桿關(guān)節(jié)軸承磨損狀態(tài)。主要通過定期檢查來確定磨損狀態(tài)和修理措施。如果能通過機體振動響應(yīng)判定旋翼變距拉桿關(guān)節(jié)軸承磨損故障，并確定故障程度，將有助于提高旋翼系統(tǒng)的可靠性和安全性，具有很大的實用價值。

直升機變距拉桿軸向力是旋翼(含尾槳)槳葉鉸鏈力矩的支反力，是旋翼操縱系統(tǒng)載荷和機身振動的來源之一。因此在直升機的飛行過程中，變距拉桿所受的軸向力一直在不停變化相當(dāng)于一直在承受疲勞載荷。在直升機的長時間使用過程中，如不注意保養(yǎng)和檢查維修變距拉桿，就有可能會發(fā)生飛行過程中變距拉桿或其支座斷裂的情況。一旦在飛行過程中發(fā)生疲勞斷裂，直升機很可能會失控，危及機上人員和財物的安全。

尾槳作為直升機的關(guān)鍵動部件之一，提供旋翼反扭矩，實現(xiàn)直升機航向操縱，因此，尾槳出現(xiàn)故障無法實現(xiàn)其功能時。將給直升機帶來災(zāi)難性事故。2007年5月15日，直11型直升機在某國進行培訓(xùn)試飛，某國陸航飛行員操縱直升機進行起落航線飛行，速度200 km/h時，直升機突然發(fā)出一聲巨響，機身隨即發(fā)生劇烈抖動，方向突然左偏，在中方飛行員的努力調(diào)整下直升機安全著陸。事后檢查發(fā)現(xiàn)，尾槳變距拉桿上端關(guān)節(jié)軸承脫出，尾槳完全失去控制。2007年6月4日，陸航學(xué)院直11型機尾槳變距拉桿也出現(xiàn)變距拉桿上端關(guān)節(jié)軸承脫出故障，由于脫出量為0.8 him，尚未影響直升機的飛行安全。

在飛行狀態(tài)下，對旋翼槳葉的操縱主要包括改變旋翼槳葉所產(chǎn)生的拉力大小、拉力的作用線或者同時改變二者。改變拉力的作用線，理論上，相對機身通過傾斜旋轉(zhuǎn)軸或者槳轂來實現(xiàn)。由于大多數(shù)飛行器的旋轉(zhuǎn)軸是固定的，傾斜槳轂所需要的驅(qū)動力較大，因此常采用變距裝置。整體性或者周期性地改變槳葉槳距角，就能有效地改變空氣動力，從而最終改變旋翼拉力的大小和方向。

圖1所示為最常采用的由自動傾斜器改變總距的原理。圖2所示為自動傾斜器周期變距的原理。自動傾斜器由上下兩個平行的星型盤組成。一個星型盤不隨轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，但其可以相對旋轉(zhuǎn)軸上下移動或者傾斜;另一個星型盤隨著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且通過操縱桿與槳葉鉸接。這兩個星型盤通過軸承連接，始終保持平行的位置關(guān)系。當(dāng)操縱機構(gòu)使不旋轉(zhuǎn)的星型盤整體上升或者下降時，所有槳葉同時增大或者減小相同傾角，由此改變旋翼的氣動特性最終改變旋翼產(chǎn)生的拉力大小;當(dāng)操縱機構(gòu)使不旋轉(zhuǎn)的星型盤相對旋轉(zhuǎn)軸傾斜一定角度時，槳葉周期性變距(前行槳葉與后行槳葉一個增加 B1，一個減少 B1)。