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2022

阻尼器的一些基本常識

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當飛機爬升到高空時，由于空氣密度的降低(氣動特性的變化)，飛機的阻尼會減小，導緻飛機容易振蕩。設想這樣一種情況，由于飛機的俯仰阻尼很小，發生振蕩。為了抑止振蕩，飛行員需要在飛機擡頭時推動拉杆以防止飛機擡頭，在飛機低頭時拉動拉杆以防止飛機低頭。對飛行員來說，完成任務的同時還要穩定飛機難度很大。為了改善這種情況，減少飛行員的工作量，發明了一種設備來代替飛行員完成這種複雜的操作，即阻尼器。以上隻是以俯仰為例，其實滾轉和偏航是類似的。阻尼器分為俯仰阻尼器、橫滾阻尼器和偏航阻尼器。當我們知道阻尼器的工作内容後，就很容易理解阻尼器的工作原理。飛機振蕩時會産生角速度，抑止振蕩實際上是通過反向偏轉舵面來抵抗角速度。測量飛機角速度的傳感器安裝在飛機上，飛機有三個軸，因此需要三個角速度傳感器。飛機振蕩時，傳感器感應角速度，角速度經過處理産生指令驅動相應舵面，舵面偏轉抑止振蕩。阻尼器是這樣工作的。

為了便于解釋，以飛機振蕩為例。事實上，當飛行員正常控制飛機時，阻尼器也起到類似的作用，使飛機迅速穩定到目标姿态。俯仰阻尼器根據俯仰速率驅動升降舵工作，滾轉阻尼器根據滾轉速率驅動副翼工作，偏航阻尼器根據偏航速率驅動方向舵工作。因為側向和方向信号是相互耦合的，所以側向和方向信号是交聯的，也就是說副翼和方向舵會同時協同工作。橫航向塞互換後，滾轉指令信号和偏航指令信号互換，指令進入錯誤通道，也就是說，原來偏轉副翼的指令用來驅動方向舵，驅動方向舵的指令用來驅動副翼。

為什麼交換後飛機變得不穩定?現在我們需要引入另一個概念，飛行控制系統的穩定性。阻尼器也是飛行控制系統的一部分。飛行控制系統的靈魂是控制律，它直接關系到飛機是否容易駕駛，甚至影響到飛機的安全性。設計人員需要仔細分配控制律的大量參數，使其協調工作，具有一定的穩定性。