В аэронавтике автомат перекоса — это механическое устройство, которое преобразует входные данные от органов управления полетом вертолета в движение лопастей несущего винта . Поскольку лопасти несущего винта вращаются, автомат перекоса используется для передачи трех команд пилота от невращающегося фюзеляжа к вращающейся втулке несущего винта и основным лопастям.
Автомат перекоса был первоначально предложен русским инженером Борисом Юрьевым в 1911 году, хотя он не использовал его на своем первом вертолете в 1912 году. [1]
Вертолёты Pescara (1919–1930) представляют собой вертолёты с соосными винтами , каждый из которых управляется автоматом перекоса (качающимся подшипником), приводимым в действие первой ручкой управления для вертолёта (UK 178,452 Улучшение или относящееся к джойстикам для вертолётов. Дата конвенции в Испании: 12 апреля 1921 г.).
Французский инженер и предшественник вертолета Этьен Эммишен подал заявку на патентование устройства с автоматом перекоса 18 июня 1926 года во Франции, а затем в США (12 августа 1929 года). [2]
Сегодня на большинстве современных самолетов автомат перекоса находится над трансмиссией, а толкатели видны снаружи фюзеляжа, но несколько ранних конструкций, в частности легкие вертолеты, построенные Enstrom Helicopter , размещали его под трансмиссией и заключали вращающиеся толкатели внутрь главного вала. Это уменьшает сопротивление втулки ротора, поскольку нет открытых тяг.
Использовались и другие конструкции автомата перекоса и управления. Например, вертолеты Kaman Aircraft не используют традиционный автомат перекоса, а вместо этого управляют сервозакрылками на лопастях ротора, чтобы регулировать угол атаки лопастей.
Автомат перекоса состоит из двух основных частей: неподвижного и вращающегося автомата перекоса. Неподвижный (внешний) автомат перекоса установлен на мачте основного ротора и соединен с циклическим и общим управлением с помощью ряда толкателей. Он может наклоняться во всех направлениях и перемещаться вертикально. Вращающийся (внутренний) автомат перекоса установлен на неподвижном автомате перекоса с помощью подшипника и может вращаться вместе с мачтой основного ротора. Противовращательное соединение предотвращает вращение внутреннего автомата перекоса независимо от лопастей, что могло бы передавать крутящий момент на приводы. Внешний автомат перекоса обычно также имеет противовращательный ползун, чтобы предотвратить его вращение. Оба автомата перекоса наклоняются вверх и вниз как единое целое. Вращающийся автомат перекоса соединен с качалками шага с помощью тяг шага. Альтернативными механиками для неподвижного (внешнего) автомата перекоса являются гексапод и универсальный шарнир . Автоматы перекоса для вертолетов с двумя винтами, установленными на одном валу, намного сложнее, чем для вертолетов с одним винтом.
Циклические элементы управления используются для изменения крена и тангажа вертолета . Толкатели или гидравлические приводы наклоняют внешний автомат перекоса в ответ на команды пилота. Автомат перекоса движется в интуитивно ожидаемом направлении, наклоняясь вперед, чтобы отреагировать на передний ввод, например. Однако «рычаги тангажа» на лопастях передают информацию о тангаже намного раньше фактического положения лопасти, давая лопастям время «взлететь вверх» или «лететь вниз», чтобы достичь желаемого положения. То есть, чтобы наклонить вертолет вперед, разница подъемной силы вокруг лопастей должна быть максимальной вдоль плоскости слева направо, создавая крутящий момент, который из-за гироскопического эффекта наклонит диск ротора вперед, а не вбок.
Для управления общим шагом лопастей несущего винта весь автомат перекоса должен перемещаться вверх или вниз вдоль своей оси без изменения ориентации циклических органов управления. Традиционно каждый механизм управления (крен, тангаж и общий) имел отдельный привод, отвечающий за движение. В случае тангажа весь автомат перекоса перемещается вдоль главного вала одним приводом. Однако некоторые новые модели вертолетов устраняют это механически сложное разделение функций, используя три взаимозависимых привода, каждый из которых может перемещать весь автомат перекоса. Это называется смешением циклического/коллективного шага (CCPM). Преимущество CCPM заключается в том, что меньшие приводы могут работать вместе, чтобы перемещать автомат перекоса по всему диапазону его управления, что означает, что приводы могут быть меньше и легче. [3]