飛機(jī)的助力機(jī)構(gòu)_液壓系統(tǒng)
飛機(jī)的飛行活動(dòng)是依靠駕駛員操縱控制各操縱面(升降舵、方向舵、副翼等)的活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。小型飛機(jī)的操縱面比較輕巧，一般重量都在100千克以下。駕駛員只要用自己的體力就能搬動(dòng)駕駛桿、踏踩腳蹬、拉動(dòng)鋼索使副翼或方向舵轉(zhuǎn)動(dòng)。飛機(jī)大型化以后，一對(duì)副翼的重量就可達(dá)l噸以上，僅憑體力去搬動(dòng)這些龐然大物，那是絕對(duì)辦不到的了。此時(shí)飛機(jī)上就出現(xiàn)了助力機(jī)構(gòu)。
助力器的作用就是幫助駕駛員用較小的力量去操縱笨重的操縱面。它包括很多種類，平時(shí)我們常見(jiàn)的杠桿、滑輪、齒輪等機(jī)械都可以用來(lái)做助力機(jī)構(gòu)。但這些機(jī)構(gòu)有兩個(gè)缺點(diǎn)：一是各種機(jī)械連接之處總會(huì)留有一點(diǎn)間隙，要把力傳遞過(guò)去會(huì)有時(shí)間延遲；第二機(jī)械傳力是 直接的、雙向的，如果在傳力時(shí)遇到阻礙，往往會(huì)在反 方向造成機(jī)構(gòu)的損害。因此飛機(jī)上的絕大部分助力機(jī)構(gòu) 都不采用這種方式，飛機(jī)采用的多為液壓傳動(dòng)助力系 統(tǒng)。日常生活中，我們常?？梢钥吹皆诮ㄔO(shè)工地上施工的挖掘機(jī)，它那巨大的挖斗由伸出縮入的推桿來(lái)帶動(dòng)，就是由液壓機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
液壓的原理并不復(fù)雜。早在17世紀(jì)，法國(guó)科學(xué)家 帕斯卡就總結(jié)出以下原理：“液體在一個(gè)密閉的容器 中，如果對(duì)液體的一部分施加壓力，液體就可以把這個(gè) 壓力不變地傳到容器的每一點(diǎn)。”這個(gè)原理被稱為帕斯 卡原理。設(shè)想一下，我們把一個(gè)裝滿液體的容器的兩面 做成活動(dòng)的，一面的面積小，另一面的面積大，如果大 的面積是小的面積的20倍，在小面積一方加一個(gè)力，那么在大面積的一方得到的力就是原來(lái)力的20倍。根據(jù)上述原理制造出的液壓機(jī)構(gòu)就能使一個(gè)力成倍的增大。液壓傳力沒(méi)有延遲，反向的作用力也不會(huì)損害相連 部件，這些都是它的優(yōu)點(diǎn)。要在飛機(jī)的不同部件上使用 液壓，就要組成一個(gè)液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)由泵、管道、作動(dòng)器、儲(chǔ)液箱和閥門等組成。儲(chǔ)液箱中存放著專用液 體(目前多用礦物油)。泵給液體加壓，然后輸送到管道系統(tǒng)中。管道上設(shè)有各種閥門，通向飛機(jī)上各種需要液壓的部件。閥門控制管道中液體的流速、壓力、流動(dòng)方向。管路的一端是發(fā)出力量的作動(dòng)器。作動(dòng)器有兩類：一類是作動(dòng)筒，它是一個(gè)液壓缸，缸中有活塞和推桿，液體在缸內(nèi)推動(dòng)活塞，活塞與推桿一起向前運(yùn)動(dòng)，把變大的力量傳出去；另一類是液壓馬達(dá)，它利用增壓后的液體去沖擊渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出的是旋轉(zhuǎn)的軸動(dòng)力。
飛機(jī)的升降舵、方向舵和副翼上都有作動(dòng)筒，用它們來(lái)推動(dòng)這些操縱面的轉(zhuǎn)動(dòng)；此外作動(dòng)筒也被裝在剎車片的后方。當(dāng)飛機(jī)需要?jiǎng)x車時(shí)，作動(dòng)筒內(nèi)的推桿把剎車片和固定輪盤壓在一起，產(chǎn)生摩擦力從而使飛機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；作動(dòng)筒還被裝到起落架上，當(dāng)飛機(jī)離地后，作動(dòng)筒把推桿回收帶動(dòng)起落架收回到輪艙內(nèi)。飛機(jī)降落時(shí)，推桿推出使起落架放下。液壓馬達(dá)只用在某些飛機(jī)上起到調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的作用。
液體的壓力越高，它內(nèi)部存儲(chǔ)的能量越高，液壓機(jī)構(gòu)的體積也可以做的越小。飛機(jī)上使用的液壓壓力超過(guò)100個(gè)大氣壓，產(chǎn)生的力量是驚人的。收放大型飛機(jī)起落架時(shí)所用的力高達(dá)1000千牛以上，而一個(gè)成年男子的肌肉力量通常僅為0．5千牛。如果這件事靠人力去做，就需要2000多人一齊用力才成。飛機(jī)在飛行中，控制機(jī)構(gòu)的失靈是非常危險(xiǎn)的。例如飛機(jī)降落時(shí)放不下起落架，飛機(jī)就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的事故。因此液壓系統(tǒng)在飛行的任何時(shí)刻，與電力系統(tǒng)一樣都必須保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為了防止液壓系統(tǒng)失效，在飛機(jī)上也為它安排了三道防線。
大型飛機(jī)的液壓主要是由兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的兩個(gè)主液壓泵來(lái)提供的。為了確保液壓的供應(yīng)，在機(jī)上又裝了兩個(gè)電力驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)泵。如果一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障停止工作，那另一臺(tái)還可以提供全部液壓動(dòng)力；如果兩臺(tái)都出了毛病，在飛機(jī)上還有一個(gè)可由蓄電池供電的直流電動(dòng)泵，用它來(lái)提供液壓，這是第二道防線。假如飛機(jī)的所有發(fā)動(dòng)機(jī)都出現(xiàn)了故障，發(fā)動(dòng)機(jī)泵和交流泵均失去效能，直流泵也不能維持太長(zhǎng)的時(shí)間，此時(shí)還有最后的一道防線——空氣沖壓渦輪。它平時(shí)被藏在機(jī)翼內(nèi)部，只有到了最緊急的關(guān)頭，駕駛員才按動(dòng)按鈕，把它從機(jī)翼內(nèi)放出來(lái)。它實(shí)際上如同一個(gè)風(fēng)車，放出來(lái)以后，它的渦輪葉片向前伸人氣流中。迎面而來(lái)的氣流吹動(dòng)渦輪葉片，渦輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)與它相連的渦輪泵，為液壓系統(tǒng)提供壓力。有了液壓，駕駛員才能放下起落架并且控制副翼和升降舵使飛機(jī)安全降落在地面上。這套機(jī)構(gòu)必須快速發(fā)揮作用，一般要求它在7秒鐘之內(nèi)就做出反應(yīng)?？諝鉀_壓渦輪一旦被放出后是無(wú)法自動(dòng)回收到飛機(jī)內(nèi)的，它只能在地面上由維修人員把它安放到原來(lái)的位置上。
