方向舵

飞机的翼面部分

方向舵，是指在垂直尾翼上为实现飞机航向操纵的可活动的翼面部分。一般用铰链连接在垂直安定面后部。驾驶员可通过脚蹬操纵它左右偏转，从而控制飞机航向。方向舵左转，气流作用其上产生一个使尾部向右的力矩，使机头向左，改变了飞机航向。方向舵右转则机头向右。有时驾驶员也可以利用方向舵配合机翼的运动状态进行侧倾操纵，起到部分替代副翼的作用。在螺旋桨飞机上，如果多发动机中的一发动机失效或单发动机飞机的螺桨扭矩异常都可通过调整方向舵的偏转，使飞机继续飞行，方向舵向两侧偏转的角度最大为20°至30°。

定义

方向舵是垂直尾翼中可操纵的翼面部分，其作用是对飞机进行偏航操纵。在飞机上，方向舵一般和升降舵，副翼一起控制飞机的俯仰和横侧操纵。方向舵一般装在垂直尾翼的后部，驾驶员用之可以围绕立轴实现偏航操纵，比如可以改变机头所指的水平方向。从两次世界大战到二十一世纪的“黄金时期”，方向舵的操作由驾驶员用脚底的两块踏板实现。

作用

飞机方向舵安装在垂直尾翼上。多数用于角度较小的转向，大角度转向需要借助副翼使飞机偏转产生离心力，同时使用升降舵保持机头向上完成大角度转向，这时飞机会在空中画一道优美的弧线。在实际中，副翼和方向舵协同作用，实现飞机转弯，副翼完成横滚，方向舵完成偏航。这一过程伴随一种被称为反向偏航的现象。这种情况在只是非常简单的用副翼实现转向时更明显。此时往下放出的副翼功能类似襟翼，使这边机翼的升力加强，阻力也增加。（尽管从30年代始，很多飞机采用了福氏副翼或其他副翼，努力消除这一现象而很少或无需方向舵参与转弯），起初，阻力使得飞机朝相反的方向偏航。方向舵单独操纵也可以实现转弯，但比副翼协同操作要慢得多。在二者共同作用时，飞机的纵轴在转弯弧面，既不会下滑，也不会侧滑。低速时不当的方向舵操纵会促使飞机旋转，这在低高度时有危险。

转弯控制原理

方向舵的操纵原理与升降舵类似，当飞机需要左转飞行时，驾驶员就会操纵方向舵向左偏转，此时方向舵所受到的气动力就会产生一个使机头向左偏转的力矩，飞机的航向也随之改变。同样，如果驾驶员操纵方向舵向右偏转，飞机的机头就会在气动力矩的作用下向右转。

操纵系统传递操纵指令、驱动舵面和其他机构以控制飞机飞行姿态的系统称为操纵系统。根据操纵指令的来源，可分为人工操纵系统（由主操纵系统和辅助操纵系统组成）和自动控制系统。主操纵系统用于控制飞机飞行轨迹和姿态，由升降舵、副翼和方向舵的操纵机构组成。主操纵系统应使驾驶员有位移和力的变化感觉，这是它与辅助操纵系统的主要差别。辅助操纵系统包括调整片、襟翼、减速板、可调安定面和机翼变后掠角操纵机构等。它们的操纵只是靠选择相应开关位置，通过电信号接通电动机或液压作动筒来完成。自动控制系统的操纵指令来自系统的传感器，能对外界的扰动自动作出反应，以保持规定的飞行状态，改善飞机飞行品质。常用的自动控制系统有自动驾驶仪、各种增稳系统、自动着陆系统和主动控制系统。自动控制系统经历了由简单初级到复杂完善的发展过程。先后出现了机械式操纵、可逆、不可逆助力操纵和电传操纵，并在电传操纵基础上发展了主动控制技术。

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