清疯

又是一个标签话题呀， #为什么飞机尾翼的水平安定面要用落后的螺杆驱动呢?# 。不过咱们得有什么说什么，在达到某一个领域高度后，就并没有所谓的落后与先进的区别了，往往有些东西遵从的标准就是——适用。先看看飞机的水平尾翼的螺杆样子：



大家可能很难想象到先进的飞机内部还会有这么傻大粗黑的部件。这根螺杆的名字叫做"尾翼驱动器"（Tail Actuator），甚至有的飞机说明手册上直接就将这个部件叫做"螺旋千斤顶"（Screw Jack）。



通常的情况下这根螺杆都是由一台电动机驱动旋转，然后通过螺旋滑块在螺杆上以上下滑动的方式带动外部水平尾翼的角度变化。为什么这样做？主要原因有三点：首先，这个东西结实，也就是说用螺杆结构可以尽量的保持机构的机械稳定性。有的时候越是简单到傻大粗黑的东西越有可靠性。原因也特别直接，你觉得这玩意还能怎么坏呢？弯了？磨秃了？或者是金属疲劳？这个部分和大家预想的故障其实都没太多关系。其次，螺杆是一种可以相当精确控制的机构。这里就有一个叫做“螺距”的参数了，就是指螺杆旋转一圈，滑块（螺母）在螺杆轴线上运动的距离有多远。或者更精确的说就是螺杆上相邻的两条螺纹的距离。



精密制作的螺杆可以让螺距足够小，以至于可以完全线性的控制滑块的移动。同时当螺杆不转动的时候，由于摩擦力的作用，滑块是在螺杆上锁死的。这个特性放在飞机上就可以让飞机的水平尾翼始终的保持在特定的角度，同时飞行员也可以丝滑细微的调整飞机的水平尾翼。然后就是螺杆很安全，不会像拉线、轴柄或者是液压推杆因为故障导致飞机的水平尾翼出现忽然改变方向的现象（崩了）。如果系统出现故障，大概率的情况是螺杆锁死 。这时候水平尾翼会不动，在飞行中“不动”永远要比“忽然间动了”要安全得多。当然了，螺杆也有一些缺点。例如控制机构占用空间多。所以大部分利用螺杆控制水平安定面的就是大型飞机和长时间稳定飞行的飞机 ——例如客机。这些飞机才有足够的空间来安排螺杆机构。另外，螺杆本身的特性也导致水平尾翼的转动速度慢。毕竟螺杆要转动很多圈，水平尾翼才动一点点。这就导致了需要敏捷飞行的飞机往往并不是依靠螺杆来驱动的，而是利用液压推杆来进行驱动的。但是由于在高速飞的时候气动控制力巨大，因此这些推杆内部需要达到20Mpa左右的压力。而最夸张的是四代机，一些四代机本身内部的液压系统压力可以达到70Mpa左右，在这个压力的作用下飞机的机动性才可以得到发挥。不过70兆帕的压力实际上已经相当于一些小口径步枪的膛压了，而且还是长时间持续工作，这就对飞机的液压机构提出了严峻的挑战。



到了五代机上，其实就又有回归螺杆控制的趋势。例如F-35，它的动作筒其实都是电机驱动的螺杆。



所以说，螺杆落后吗？并不一定，还是得看最终的使用方式和对场景对适配度。

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• ymir1234 金币 +3 感谢分享，论坛有您更精彩！ 2023-5-14 21:33