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引言
直升机伺服控制系统（SERVO CONTROLS）包括主旋翼伺服作动筒（MR SERVO ACTUATORS）和尾旋翼伺服作动筒（TR SERVO ACTUATOR）。
对于典型主桨伺服作动筒，它们的功能是利用液压系统的压力能作为动力，将总矩（COLLECTIVE）和周期（CYCLIC）飞行控制传输到斜盘，进而完成主桨的变矩、主桨盘的各个方向的倾斜。
直升机的主桨伺服作动筒在飞行控制系统中扮演着至关重要的角色，是保证直升机飞行安全和性能的核心部分。
组成及工作原理
简单来说，直升机的主桨伺服作动筒是通过液压系统驱动的装置，其主要功能是根据飞行员的控制指令，将输入信号通过连杆输入至伺服作动筒，伺服作动筒根据指令做动作控制活塞杆伸出量，进而调节桨叶的桨矩，从而控制直升机的姿态和飞行方向。
以下是伺服作动筒的详细工作原理：
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基本结构及工作原理
液压泵由直升机发动机输入的主减速器齿轮箱驱动，提供高压液压油。液压油通过管道输送到伺服作动筒。大型直升机通常有两套液压管路驱动伺服作动筒。
伺服作动筒本质上是一个液压缸，内部有活塞和活塞杆，活塞两侧的液压油压力差驱动活塞杆运动。
图示为AW189直升机主伺服示意
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控制信号传递
飞行员输入：飞行员通过操纵杆或脚踏板输入指令，这些指令通过机械连接、液压控制系统或电子飞控系统传递到伺服作动筒。
电控系统：在现代直升机中，飞行员的控制输入可能首先经过电控系统（如FlybyWire系统），将机械输入转化为电信号。这些信号控制液压控制阀，调节液压油流向伺服作动筒的不同腔室。
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伺服作动筒的工作过程
液压控制阀：控制阀根据飞行员的输入调节液压油的流向。当控制阀打开时，液压油进入伺服作动筒的一个腔室，推动活塞向某一方向移动，驱动活塞杆。
活塞运动：活塞杆的运动通过连接杆与直升机的主桨系统（特别是倾斜盘）连接，直接影响桨叶的桨矩。通过调整伺服作动筒的行程，改变桨叶的角度，从而控制升力和飞行姿态。
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反馈信号
传感器与反馈回路：伺服作动筒通常配备位置传感器，实时监测活塞的位置和运动情况。这些反馈信号被送回飞行控制系统，以确保伺服作动筒的运动与飞行员输入保持一致。
这种闭环控制系统可以提高控制的精度和稳定性。
实现功能
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控制桨叶迎角
伺服作动筒的主要作用是调整主桨桨叶的桨矩。当桨矩增大时，产生的升力增大，反之亦然。
通过精确调节迎角，伺服作动筒控制直升机的升力大小。
当然，当桨矩超过临界值，容易造成桨叶气流分离，形成失速，升力会急剧下降。
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控制直升机姿态
飞行员通过操纵杆调节伺服作动筒的动作，影响桨叶的角度，从而控制直升机的姿态，如前进、后退、侧移、旋转（尾桨伺服）等。
伺服作动筒与倾斜盘（Swashplate）协同工作，通过改变桨叶的角度，调整直升机的俯仰、横滚和偏航（尾桨伺服）姿态。
3
保持飞行稳定性
在恶劣天气或剧烈机动时，伺服作动筒通过快速反应和微调，帮助直升机保持稳定的飞行状态，避免飞行姿态失控。
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执行自动驾驶命令
伺服作动筒也是自动驾驶系统中的重要执行器。
在自动驾驶模式下，飞行控制计算机会根据预定的飞行路径和姿态指令，自动控制伺服作动筒，实现稳定的自动飞行。
有关直升机飞行原理的论述，可参考前期推文：
使用注意事项
严格按照飞行手册操作飞行操作系统并及时处理紧急情况。
液压系统压力检查
每次飞行前，飞行员和地勤人员都应检查液压系统的压力是否正常，确保液压油压力处于规定范围内。如果压力过低，可能导致伺服作动筒无法正常工作；如果压力过高，可能导致系统损坏。
液压油液位和质量检查
液压油液位是否充足，并确保液压油无污染、无气泡。液压油污染或气泡可能导致伺服作动筒动作迟缓、不精确，甚至造成系统故障。
伺服作动筒动作检查
起飞前需要测试伺服作动筒的动作是否平稳，无卡滞或异常噪音。飞行过程中，如发现作动筒动作异常，应立即停止操作并进行检查。
飞行环境适应性
在极端气候条件下，如极寒或高温，液压系统的性能可能受到影响。应当特别关注伺服作动筒的工作状态，确保其在这些条件下依然能够可靠运行。
操纵灵敏度和响应速度 根据任务需求，适当调整操纵杆的灵敏度，确保伺服作动筒的响应速度能够满足飞行操作的要求，尤其是在紧急情况下需要快速反应时。 关于关键件、旋转件的叙述，可参阅推文： 直升机“旋转件”的特别关注 到底什么是“关键件”？
维护注意事项
严格按照 维护手册要求进行定期维护，并视情缩短相应维护周期。
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液压油的定期更换
液压油在长期使用中可能会发生老化或污染，影响伺服作动筒的工作性能。因此，需要定期更换液压油，保持液压系统的清洁和稳定。
2
泄漏检查
定期检查液压系统是否存在泄漏情况，特别是伺服作动筒的连接部位和密封件。如果发现液压油泄漏，应立即更换密封件并修复泄漏点。
注意：伺服作动筒的渗漏有严格的定量要求，因为是关键部件，对飞行操控的输入具有决定性作用，一旦有超规渗漏，可能会造成严重安全风险。
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伺服作动筒的机械磨损检查
伺服作动筒的活塞杆、缸体等运动部件在长期使用中可能会出现磨损。需要定期检查这些部件的磨损情况，必要时进行更换或修复，防止因机械故障导致飞行事故。
4
管路干涉
直升机主桨区域以及主减速器位置的部件庞杂，管路众多，在伺服作动筒工作过程中，容易产生各个部件的物理干涉，轻则造成磨损，重则可能造成损伤，日常检查及定期检查，一个都不能放过。
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电子控制系统维护
对于现代直升机中的电控伺服作动筒，电子控制系统的检测和维护同样重要。定期检查传感器、控制线路和反馈系统，确保电控系统工作正常。
Tips：伺服上压力传感器（Transducer）和压力电门（Switch）都是飞行安全重要参考指标参数，如果失效或者假警告会给驾驶舱带来困扰。
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备件管理
由于伺服作动筒是关键的飞行控制部件，建议在维护计划中备有足够的备用伺服作动筒，以应对紧急情况下的更换需求。
注意：
伺服作动筒属于精密件，关键件，一旦有超标渗漏、磨损，则需要进行更换；从事直升机行业的朋友都比较了解，伺服作动筒超标渗漏是常有的事，花重金做伺服备件的储备，有时候事半功倍。
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作动筒清洁与润滑
定期清洁伺服作动筒的外部，防止灰尘和污垢进入液压系统。
此外，确保伺服作动筒的机械部件得到适当的润滑，以减少摩擦和磨损。
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定期校准和测试
结语
直升机的主桨伺服作动筒通过液压系统和电子控制系统精确控制桨叶的桨矩，从而影响直升机的升力、推力和飞行姿态。
它在飞行控制过程中扮演着至关重要的角色，所以在使用和维护中需要特别注意。
正确的使用和定期的维护不仅能确保伺服作动筒的正常工作，还能延长其使用寿命，提高飞行的安全性和可靠性。
说明:本文成文以典型伺服系统为示例，会多有差异，请参考阅读；图文有侵权之处，请联系作者删除；编辑有错误纰漏之处，请联系作者纠正，谢谢。
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