自动倾斜器变距操纵

周期变距操纵用于改变直升机的滚转和俯仰姿态。驾驶员对周期变距杆(也称驾驶杆)的横向和纵向操纵通过操纵线系或液压助力装置使自动倾斜器向相应的方向倾斜。由于旋转环同桨叶的变距摇臂之间有固定长度的拉杆相连，所以自动倾斜器的倾斜会导致桨叶的桨距发生周期变化，使得旋翼空气动力不对称，桨叶的旋转平面将向所需方向倾斜，旋翼的拉力矢量方向因此发生改变，这样就达到操纵直升机横向和纵向飞行的目的。

变距杆的主要故障原因有磨损、支座断裂和轴承脱出等类型。

变距拉杆关节轴承磨损故障是指连接变距拉杆的关节轴承外圈和钢球之间因工作中摩擦而造成径向间隙扩大的故障。该故障比较隐蔽，一般情况下不易察觉，是在多沙尘地区飞行的直升机的常见故障。由于桨叶的操纵是通过变距拉杆来实现的，关节轴承磨损间隙造成桨叶操纵线系刚度出现非线性和等效刚度下降，振动加剧并通过自动倾斜器传至机身。而且由于间隙的存在，变距拉杆处在剧烈的交变载荷作用下，如果变距拉杆疲劳断裂，桨叶失去操纵，负迎角的气动力使该片桨叶下挥扫到尾梁，必将导致机毁人亡的严重事故。美国AH-64A等直升机已经报告该故障。目前的旋翼监测系统不能监测变距拉杆关节轴承磨损状态。主要通过定期检查来确定磨损状态和修理措施。如果能通过机体振动响应判定旋翼变距拉杆关节轴承磨损故障，并确定故障程度，将有助于提高旋翼系统的可靠性和安全性，具有很大的实用价值。

直升机变距拉杆轴向力是旋翼(含尾桨)桨叶铰链力矩的支反力，是旋翼操纵系统载荷和机身振动的来源之一。因此在直升机的飞行过程中，变距拉杆所受的轴向力一直在不停变化相当于一直在承受疲劳载荷。在直升机的长时间使用过程中，如不注意保养和检查维修变距拉杆，就有可能会发生飞行过程中变距拉杆或其支座断裂的情况。一旦在飞行过程中发生疲劳断裂，直升机很可能会失控，危及机上人员和财物的安全。

尾桨作为直升机的关键动部件之一，提供旋翼反扭矩，实现直升机航向操纵，因此，尾桨出现故障无法实现其功能时。将给直升机带来灾难性事故。2007年5月15日，直11型直升机在某国进行培训试飞，某国陆航飞行员操纵直升机进行起落航线飞行，速度200 km/h时，直升机突然发出一声巨响，机身随即发生剧烈抖动，方向突然左偏，在中方飞行员的努力调整下直升机安全着陆。事后检查发现，尾桨变距拉杆上端关节轴承脱出，尾桨完全失去控制。2007年6月4日，陆航学院直11型机尾桨变距拉杆也出现变距拉杆上端关节轴承脱出故障，由于脱出量为0.8 him，尚未影响直升机的飞行安全。

在飞行状态下，对旋翼桨叶的操纵主要包括改变旋翼桨叶所产生的拉力大小、拉力的作用线或者同时改变二者。改变拉力的作用线，理论上，相对机身通过倾斜旋转轴或者桨毂来实现。由于大多数飞行器的旋转轴是固定的，倾斜桨毂所需要的驱动力较大，因此常采用变距装置。整体性或者周期性地改变桨叶桨距角，就能有效地改变空气动力，从而最终改变旋翼拉力的大小和方向。

图1所示为最常采用的由自动倾斜器改变总距的原理。图2所示为自动倾斜器周期变距的原理。自动倾斜器由上下两个平行的星型盘组成。一个星型盘不随转动轴旋转，但其可以相对旋转轴上下移动或者倾斜;另一个星型盘随着旋转轴旋转，并且通过操纵杆与桨叶铰接。这两个星型盘通过轴承连接，始终保持平行的位置关系。当操纵机构使不旋转的星型盘整体上升或者下降时，所有桨叶同时增大或者减小相同倾角，由此改变旋翼的气动特性最终改变旋翼产生的拉力大小;当操纵机构使不旋转的星型盘相对旋转轴倾斜一定角度时，桨叶周期性变距(前行桨叶与后行桨叶一个增加 B1，一个减少 B1)。