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水平尾翼

水平尾翼,又称“平尾”。是指保持飞机纵向(俯仰)稳定和操纵的翼面。在多数飞机上,它对称地装置在尾部,成为尾翼的一部分。有少数飞机把它布置在机翼前方。这种布局称为鸭式布局,这时的水平尾翼也称做前翼。水平尾翼的翼面上产生的升力与机翼产生的升力和重力组成一组平行力系。它的平衡保持了飞机飞行时的纵向稳定,水平尾翼大多数由固定的水平安定面和可活动的升降舵组成。在有些高速飞机上,为了提操纵效率,把整个水平尾翼做成可以转动的,称为全动平尾,同时起着水平安定面和升降舵的作用。水平尾翼多数装在机身上,在尾部装发动机的飞机上,为避开发动机喷出的气流,水平尾翼装在垂直尾翼顶端,称为T形平尾。 [1]

1、水平安定面

安定面的作用是使飞机具有适当的静稳定性。当飞机在空中作近似匀速直线运动飞行时,常常会受到各种上升气流或者侧向风的影响,此时飞机的航行姿态就会发生改变,飞机会围绕质心左右(偏航)、上下(俯仰)以及滚转。如果飞机是静不稳定的,就无法自动恢复到原来的飞行姿态,即如果飞机受到风的扰动而抬头,那么飞机就会持续抬头,而且当这股扰动气流消失以后,飞机就会保持抬头姿态,而无法恢复到原来的姿态。

飞机的水平安定面就能够使飞机在俯仰方向上(即飞机抬头或低头)具有静稳定性。水平安定面是水平尾翼中的固定翼面部分。当飞机水平飞行时,水平安定面不会对飞机产生额外的力矩;而当飞机受到扰动抬头时,此时作用在水平安定面上的气动力就会产生一个使飞机低头的力矩,使飞机恢复到水平飞行姿态;同样,如果飞机低头,则水平安定面产生的力矩就会使飞机抬头,直至恢复水平飞行为止。

2、升降舵

上面所说的情况是假设飞机作自由运动,而没有飞行员操纵。当我们需要操纵飞机抬头或低头时,水平尾翼中的升降舵就会发生作用。升降舵是水平尾翼中可操纵的翼面部分,其作用是对飞机进行俯仰操纵。

当需要飞机抬头向上飞行时,驾驶员就会操纵升降舵向上偏转,此时升降舵所受到的气动力就会产生一个抬头的力矩,飞机就抬头向上了(如上图所示)。反之,如果驾驶员操纵升降舵向下偏转,飞机就会在气动力矩的作用下低头。 [2]

1、故障原因分析

液压助力器的稳定性,是指它在工作中会不会产生持续不断的振动。对于已经使用的液压助力器来说,在一般情况下,当平衡工作状态受到破坏后,是能够迅速地恢复到原来的平衡状态的。但是,如果液压助力器的稳定性变差了,它就会产生低频自激振动,使平尾舵面发生持续抖动,容易造成附件损坏、接头松动和间隙增大,直接影响操作系统的使用寿命和工作可靠性。因此,在维护工作中确保液压助力器的稳定性,是保证其使用可靠性的重要条件。为提高飞机的操纵性,在设计时液压助力器的稳定裕量很小,甚至基本的稳定条件也难以满足,因此,在使用过程中,当某些因素稍有变化时,就会使平尾舵面发生持续振动的情况。

2、避免水平尾翼抖动故障的措施

确保助力器的稳定性,是保证其使用可靠性的重要条件,在飞机上使用的液压助力器,在一定的条件下仍然存在着持续抖动的可能性。为避免水平尾翼抖动故障的发生,平时应注意以下几个方面:

( 1) 推、拉驾驶杆,轻微的抖动不致于造成损伤,严重的抖动必须立即采取措施制止。抖动时只要推、拉一下驾驶杆,就可使抖动停止,并且要注意检查有无损伤。

( 2) 维护中应注意检查并及时排除传动机构的间隙,保证安装固定情况良好和有相对运动部位良好的润滑条件。

① 做好液压系统的排气和清洁工作;

② 对于抖动严重的助力器,应采取更换措施。 [3]

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