直升机的飞行控制系统是实现和维持受控空气动力飞行的关键。透过对飞行控制系统的调整,操纵者可以让旋翼产生不同的气动力效应,从而使直升机以期望的方式运动。要在前后(俯仰)或侧面(滚转)倾斜,都需要控制装置在旋转过程中周期性地改变主旋翼叶片的攻角,从而实现不同时刻的升力变化。
直升机的飞行控制输入通常包括循环杆、总控杆和反扭力踏板。
在直升机中,操纵者使用的主要控制器包括循环杆(cyclic stick)、总控杆(collective lever)和反扭力踏板(anti-torque pedals)。其中,循环杆的调整可以改变主旋翼的俯仰角,这使得直升机能在空中直进、悬停、或改变方向。这项操作在保持直升机平衡的同时,也使得转向和飞行的变化变得可控。在静悬的状态下,循环杆控制着直升机的前后和侧向移动,而总控杆则用于维持期望的高度。
在悬停中,直升机的控制非常具挑战性,因为一点偏差都需要立即校正。
对于许多飞行员来说,悬停被视为驾驶技术的最高挑战之一。因为直升机一般来说都是动态不稳定的,任何偏离预定状态的情况都需要飞行员的即时调整。操作旋翼系统的精确控制是确保直升机稳定飞行的关键,这需要飞行员对各种控制器的了解和高度的专注。
循环控制,俗称循环杆,可以在大多数直升机中看到其与固定翼飞机的控制杆相似的外形。这项控制装置用于调整旋翼的角度,从而改变直升机的运动方向。在直升机前进的过程中,操纵者可利用循环杆改变旋翼的攻角,使直升机进行转向和高度的变化。原理上,当飞行员向前推动循环杆时,旋翼盘向前倾斜,直升机则朝前飞行。
总控杆位于飞行员座位的左侧,用来同时改变所有主旋翼叶片的攻角,从而获得升力的增加或减少。随着直升机的爬升或下降,所有的叶片同时作出反应,这使得控制变得简单高效。在紧急情况下,飞行员可以通过调整总控杆来防止旋翼停转,确保安全着陆。
反扭力踏板的位置与飞机中的方向舵踏板相同,主要用于控制直升机的旋转方向。根据所需的转向,飞行员可以调整踏板,从而变更尾旋翼的叶片角度。这种反扭力控制对于保持飞行中的平衡至关重要。
悬停是直升机飞行中一个非常关键的阶段。许多飞行员认为这是一项挑战,因为在此状态下,飞行员需要持续调整控制以保持位置和高度。为了在空中停留,飞行员需要精确地调整循环杆、总控杆和反扭力踏板,这种控制的协调性直接影响到直升机的稳定性。
在前进飞行的状态下,直升机的控制行为会更加类似于固定翼飞机。当循环杆向前移动时,直升机的头部下俯,速度增加;而向后移动则会导致飞机爬升。在这个过程中,总控杆的使用亦至关重要,调整它的攻角可控制整体升力的变化。
自动旋转是一种简化的飞行模式,飞行员需要对旋翼进行精细调整以确保安全着陆。在发生机械故障的情况下,良好的自动旋转技术能使飞行员成功着陆,减少意外事故的风险。
直升机的飞行控制系统复杂而精细,这些控制器的协同运作不仅是工程技术的体现,也是飞行员经验的集中展示。随着科技的进步,未来的直升机控制系统将如何变化?