Warum haben einige Hubschrauber so komplizierte Flugsteuerungsmischer?

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Einige Helikopter haben einen sehr komplizierten Aufbau, der Flugsteuerungseingänge mit vielen oder allen Taumelscheibenaktuatoren mischt, wie im Bild oben für die S-76.

Warum sind all die Kreuzkupplungen erforderlich, wäre der Hubschrauber ohne die Mischwirkung der Flugsteuerung nicht steuerbar? Wir müssen nur die Taumelscheibe für die zyklische Steuerung kippen, sie für die Kollektivsteuerung anheben und die Pedale mit dem Heckrotor verbinden, richtig?

Ich verstehe nicht, woher diese Frage kommt, also neige ich zu der trivialen Antwort, "weil die Hubschrauberflugdynamik kompliziert ist und Steuereingaben an eine Reihe rotierender Flügel übertragen werden" . Könnten Sie die Frage noch erweitern?
Wenn Sie in Ihrer Frage speziell auf das Bild verweisen, berücksichtigen Sie, dass die meiste Komplexität von den optionalen Servos herrührt? Wenn Sie sie durch Stangen ersetzen, wird die gesamte Einheit. wird viel klarer. Um ehrlich zu sein, kann ich nicht lesen, was in dieser Resolution womit zusammenhängt, aber es scheint nichts Außergewöhnliches zu tun; Das einzige Mischen, das stattfindet, ist eine kollektive Eingabe in sowohl die vorderen als auch die seitlichen Aktuatoren, was erwartet wird, da es einfacher ist, eine kollektive Verwendung des bereits vorhandenen zyklischen Systems zu implementieren.

Antworten (3)

Die Flugdynamik eines Hubschraubers ist in der Tat kompliziert. Stellen Sie sich zur Veranschaulichung einen Hubschrauber in einem stabilen Schwebeflug vor, wobei der Pilot das Kollektiv, das Steuerrad und die Pedale in der Position hält, die Fluglage, Höhe und Kurs beibehält.

Sie wollen jetzt nur noch Höhe gewinnen, im Steigflug. Der Ablauf der Ereignisse:

  • Pilot zieht am Kollektiv, alle Rotorblätter vergrößern den Anstellwinkel und der Rotor erzeugt mehr Auftrieb. Der Helikopter steigt.
  • Aber weil sich die AoA der Blätter geändert hat, muss der Motor mehr Drehmoment auf den Rotor aufbringen und der Kurs beginnt sich zu ändern. Der Pilot muss also das Pedal betätigen, um den Schub des Heckrotors zu ändern und das Drehmoment zu kompensieren.
  • Der erhöhte Schub des Heckrotors verursacht eine seitliche Drift. Der Pilot muss also seitlich zyklisch eingeben, um dies zu kompensieren.

von einer alten Papierkopie

Um einen reinen senkrechten Steigflug zu erreichen, muss der Pilot gleichzeitig drei Flugsteuerungen ausschlagen! Diese Kollektiv-Gier- und Kollektiv-Quer-Kopplung tritt nicht nur im Schwebeflug, sondern auch im Vorwärtsflug auf. Beim Erhöhen der Geschwindigkeit muss der Pilot:

  • zyklisches Nicken nach vorne ablenken;
  • Kollektiv für die zusätzlich benötigte Leistung erhöhen;
  • lenken Sie das Pedal aus, um den Rotorschub zu erhöhen - aber bei Geschwindigkeit übernehmen die vertikale Flosse und der Heckrotor das meiste oder alles;
  • um den erhöhten Heckrotorschub oder den Seitenschlupf durch die vertikale Heckstabilisierung auszugleichen.

Für kleine, einfache und kostengünstige Helikopter werden sie tatsächlich so geflogen. Aber für größere Hubschrauber mit einer Mission werden einige der Kreuzkopplungen vom mechanischen Mischer erledigt: Wenn das Kollektiv erhöht wird, erhöht eine mechanische Verbindung automatisch die Eingaben für die Kreuzkopplungen. Dies geschieht in Reihe mit den Flugsteuerungen, die sich nicht bewegen und ihre zuvor ausgewählte Position beibehalten.

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Die Zeichnung im OP zeigt die S-76, einen mittelgroßen Hubschrauber, und wir können Folgendes finden:

  • Sammel-/Walzenmischer (seitliche Führung). Bietet eine automatische seitliche Auslenkung des Rotors als Funktion der kollektiven Steuerknüppelauslenkung.
  • Pitch-Bias-Aktuator. Verlängert sich in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit, sodass die zyklische Neigung in der Nähe der Mitte bleibt, für mehr Komfort bei hoher Geschwindigkeit.
  • Eine unbeschriftete Verbindungsstange zwischen Kollektiv und Pedalen.
  • Collective/Pitch-Mixer. Dieser Helikopter beginnt an Geschwindigkeit zuzunehmen, wenn das Kollektiv ausgelenkt wird. Für eine gerade vertikale Geschwindigkeit muss der Pilot den Steuerknüppel nach hinten auslenken.

Ebenfalls in der OP-Zeichnung: optionale AFCS-Servos, die die Steuerkräfte reduzieren und die statische Stabilität bieten, die die Hubschrauber-Aerodynamik nicht bietet. Plus Trimmaktuatoren, die die Neutralstellung der Gefühlsfedern verändern oder Gefühlskräfte komplett eliminieren. Und einen Gierdämpfer.

Wirklich sehr kompliziert.

Ich bin mir nicht sicher, ob dies eine Antwort oder ein Kommentar sein soll. Nicht das „Mischen“ ansprechen, sondern die Systemkomplexität steuern. Viele größere Turbinenhubschrauber haben ein System namens Force Trim, das verwendet wird, um den Kreisel bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten neu zu zentrieren. Ohne Force Trim würde der Pilot bei hoher Geschwindigkeit einen extremen zyklischen Vorwärtsflug und bei niedrigen Geschwindigkeiten einen extremen zyklischen Rückwärtsflug halten. Außerdem haben viele Helikoptermodelle verschiedene Verbindungen, um die Rückkopplung vom Rotor und Steuersystem zum Zyklischen zu minimieren. Das lästige Problem des "Stick-Shake" kann durch irgendeine Form von irreversibler Verknüpfung weitgehend gemildert werden. Diese beiden Systeme tragen zur Komplexität des Steuersystems bei.

Es ist notwendig, die Kontrolle durch das relativ grobe "Pilotengehirn" eines Autopilotsystems zuzulassen, im Grunde, um ihm bei all den Kreuzkopplungsreaktionen zu helfen, die normalerweise von einem Menschen mit viel, viel Übung erledigt werden.

Sie können sehen, dass das System Autopilot-Servos enthält, die für die IFR-Zertifizierung für einen Piloten erforderlich sind.

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