飛機的助力機構(gòu)_液壓系統(tǒng)
飛機的飛行活動是依靠駕駛員操縱控制各操縱面(升降舵、方向舵、副翼等)的活動來實現(xiàn)的。小型飛機的操縱面比較輕巧，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駕駛桿、踏踩腳蹬、拉動鋼索使副翼或方向舵轉(zhuǎn)動。飛機大型化以后，一對副翼的重量就可達(dá)l噸以上，僅憑體力去搬動這些龐然大物，那是絕對辦不到的了。此時飛機上就出現(xiàn)了助力機構(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，平時我們常見的杠桿、滑輪、齒輪等機械都可以用來做助力機構(gòu)。但這些機構(gòu)有兩個缺點：一是各種機械連接之處總會留有一點間隙，要把力傳遞過去會有時間延遲；第二機械傳力是 直接的、雙向的，如果在傳力時遇到阻礙，往往會在反 方向造成機構(gòu)的損害。因此飛機上的絕大部分助力機構(gòu) 都不采用這種方式，飛機采用的多為液壓傳動助力系 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，它那巨大的挖斗由伸出縮入的推桿來帶動，就是由液壓機構(gòu)來實現(xiàn)的。
液壓的原理并不復(fù)雜。早在17世紀(jì)，法國科學(xué)家 帕斯卡就總結(jié)出以下原理：“液體在一個密閉的容器 中，如果對液體的一部分施加壓力，液體就可以把這個 壓力不變地傳到容器的每一點?！边@個原理被稱為帕斯 卡原理。設(shè)想一下，我們把一個裝滿液體的容器的兩面 做成活動的，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力，那么在大面積的一方得到的力就是原來力的20倍。根據(jù)上述原理制造出的液壓機構(gòu)就能使一個力成倍的增大。液壓傳力沒有延遲，反向的作用力也不會損害相連 部件，這些都是它的優(yōu)點。要在飛機的不同部件上使用 液壓，就要組成一個液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)由泵、管道、作動器、儲液箱和閥門等組成。儲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、流動方向。管路的一端是發(fā)出力量的作動器。作動器有兩類：一類是作動筒，它是一個液壓缸，缸中有活塞和推桿，液體在缸內(nèi)推動活塞，活塞與推桿一起向前運動，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，輸出的是旋轉(zhuǎn)的軸動力。
飛機的升降舵、方向舵和副翼上都有作動筒，用它們來推動這些操縱面的轉(zhuǎn)動；此外作動筒也被裝在剎車片的后方。當(dāng)飛機需要剎車時，作動筒內(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停止運動；作動筒還被裝到起落架上，當(dāng)飛機離地后，作動筒把推桿回收帶動起落架收回到輪艙內(nèi)。飛機降落時，推桿推出使起落架放下。液壓馬達(dá)只用在某些飛機上起到調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速的作用。
液體的壓力越高，它內(nèi)部存儲的能量越高，液壓機構(gòu)的體積也可以做的越小。飛機上使用的液壓壓力超過100個大氣壓，產(chǎn)生的力量是驚人的。收放大型飛機起落架時所用的力高達(dá)1000千牛以上，而一個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。飛機在飛行中，控制機構(gòu)的失靈是非常危險的。例如飛機降落時放不下起落架，飛機就會發(fā)生嚴(yán)重的事故。因此液壓系統(tǒng)在飛行的任何時刻，與電力系統(tǒng)一樣都必須保證正常運轉(zhuǎn)，為了防止液壓系統(tǒng)失效，在飛機上也為它安排了三道防線。
大型飛機的液壓主要是由兩臺發(fā)動機帶動的兩個主液壓泵來提供的。為了確保液壓的供應(yīng)，在機上又裝了兩個電力驅(qū)動的交流電動泵。如果一臺發(fā)動機發(fā)生故障停止工作，那另一臺還可以提供全部液壓動力；如果兩臺都出了毛病，在飛機上還有一個可由蓄電池供電的直流電動泵，用它來提供液壓，這是第二道防線。假如飛機的所有發(fā)動機都出現(xiàn)了故障，發(fā)動機泵和交流泵均失去效能，直流泵也不能維持太長的時間，此時還有最后的一道防線——空氣沖壓渦輪。它平時被藏在機翼內(nèi)部，只有到了最緊急的關(guān)頭，駕駛員才按動按鈕，把它從機翼內(nèi)放出來。它實際上如同一個風(fēng)車，放出來以后，它的渦輪葉片向前伸人氣流中。迎面而來的氣流吹動渦輪葉片，渦輪旋轉(zhuǎn)帶動與它相連的渦輪泵，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安全降落在地面上。這套機構(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)。空氣沖壓渦輪一旦被放出后是無法自動回收到飛機內(nèi)的，它只能在地面上由維修人員把它安放到原來的位置上。
