飞行操纵----飞机结构与系统.pptx

飞行操纵张宏伟张宏伟第一章 飞行操纵系统概述飞行操纵系统定义飞行操纵系统定义v飞机飞行操纵系统飞机飞行操纵系统是飞机上用来传递操纵指令，驱动舵面运动是飞机上用来传递操纵指令，驱动舵面运动的所有部件和装置的总合的所有部件和装置的总合v驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机绕纵轴、横轴驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机绕纵轴、横轴和立轴旋转，以完成对飞机的飞行状态、和立轴旋转，以完成对飞机的飞行状态、气动外形的控制气动外形的控制飞行操纵系统构成 中央操纵机构中央操纵机构传动机构传动机构驱动机构驱动机构操纵面操纵面手操纵机构手操纵机构机械传动机械传动人力驱动人力驱动主主操操纵纵副翼副翼升降舵升降舵电传操纵电传操纵液压助力液压助力方向舵方向舵脚操纵机构脚操纵机构辅辅助助操操纵纵襟翼、缝翼襟翼、缝翼光传操纵光传操纵电动助力电动助力扰流板扰流板安定面安定面飞行操纵系统分类飞行操纵系统分类信号来源信号来源v人工飞行操纵系统人工飞行操纵系统特点：操纵信号由驾驶员发出特点：操纵信号由驾驶员发出组成：组成：v飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统（主操纵系统）飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统（主操纵系统）v增升、增阻操纵系统，人工配平系统等（辅助操纵系统）增升、增阻操纵系统，人工配平系统等（辅助操纵系统）v自动飞行控制系统自动飞行控制系统特点：特点：v操纵信号由系统本身产生，对飞机实施自动和半自动控制，协操纵信号由系统本身产生，对飞机实施自动和半自动控制，协助驾驶员工作或自动控制飞机对扰动的响应助驾驶员工作或自动控制飞机对扰动的响应组成：组成：v自动驾驶仪自动驾驶仪v发动机油门自动控制发动机油门自动控制v结构振动模态抑制系统结构振动模态抑制系统。飞行操纵系统分类飞行操纵系统分类信号传递信号传递v机械操纵系统机械操纵系统机械操纵系统的操纵信号由钢索、传动杆的机机械操纵系统的操纵信号由钢索、传动杆的机械部件传动。械部件传动。v电传操纵系统电传操纵系统而电传操纵系统的操纵信号通过电缆传动。而电传操纵系统的操纵信号通过电缆传动。v光传操纵系统光传操纵系统操纵信号为在光缆中的光信号。操纵信号为在光缆中的光信号。飞行操纵系统分类飞行操纵系统分类驱动方式驱动方式v简单机械操纵系统简单机械操纵系统简简单单机机械械操操纵纵系系统统依依靠靠驾驾驶驶员员体体力力克克服服铰铰链链力力矩驱动舵面运动，又被称为简单机械操纵系统。矩驱动舵面运动，又被称为简单机械操纵系统。v软式操纵系统软式操纵系统v硬式操纵系统硬式操纵系统v简简单单机机械械操操纵纵系系统统构构造造比比较较简简单单，主主要要由由驾驾驶驶杆杆、脚脚蹬、钢索、滑轮、传动杆、摇臂等组成。蹬、钢索、滑轮、传动杆、摇臂等组成。v助力操纵系统助力操纵系统液压助力液压助力电助力电助力副翼升降舵方向舵前缘襟翼缝翼后缘襟翼扰流板水平安定面起飞警告失速警告操纵系统主操纵系统辅助操纵系统警告系统飞行操纵系统组成飞行操纵系统组成简单机械操纵系统简单机械操纵系统v简单机械操纵系统是一种人力操纵系统，由于其构造简单，工作可靠，使用了30余年，才出现助力操纵系统v简单机械操纵系统现在仍广泛应用于低速飞机和一些运输机上2.1 对飞行操纵系统的要求对飞行操纵系统的要求v一般要求一般要求重量轻、制造简单、维护方便重量轻、制造简单、维护方便具有足够的强度和刚度具有足够的强度和刚度 v特殊要求特殊要求保证驾驶员手、脚操纵动作与人类运动本能相一致保证驾驶员手、脚操纵动作与人类运动本能相一致纵向或横向操纵时彼此互不干扰纵向或横向操纵时彼此互不干扰脚操纵机构能够进行适当调节脚操纵机构能够进行适当调节有合适的杆力和杆位移有合适的杆力和杆位移启动力应在合适的范围内启动力应在合适的范围内系统操纵延迟应小于人的反应时间系统操纵延迟应小于人的反应时间应有极限偏转角度止动器应有极限偏转角度止动器 所有舵面应用所有舵面应用“锁锁”来固定来固定 一、主操纵系统组成一、主操纵系统组成v中央操纵机构中央操纵机构由驾驶员直接操纵的部分由驾驶员直接操纵的部分手操纵机构手操纵机构v驾驶杆驾驶杆/驾驶盘：控制副翼和升降舵驾驶盘：控制副翼和升降舵v独立性独立性脚操纵机构脚操纵机构v脚蹬：控制方向舵（转弯脚蹬：控制方向舵（转弯/刹车）刹车）v位置调整装置和限动装置位置调整装置和限动装置v传动机构传动机构将操纵信号传到舵面将操纵信号传到舵面软式传动机构软式传动机构钢索、滑轮等钢索、滑轮等硬式传动机构硬式传动机构传动杆、摇臂等传动杆、摇臂等混合式传动机构混合式传动机构中央操纵机构中央操纵机构v驾驶杆式手操纵机构驾驶杆式手操纵机构推拉驾驶杆操纵升降舵推拉驾驶杆操纵升降舵左右压杆操纵副翼左右压杆操纵副翼横、纵向操纵的横、纵向操纵的独立性独立性独独立立性性分分析析v驾驶杆左右摆时，传动杆沿着以驾驶杆左右摆时，传动杆沿着以b-bb-b线为中心轴，以线为中心轴，以c c点为点为顶点的锥面运动顶点的锥面运动v由于圆锥体的顶点由于圆锥体的顶点c c到底部周缘上任一点的距离相等，所到底部周缘上任一点的距离相等，所以当驾驶杆左右摆动时，摇臂以当驾驶杆左右摆动时，摇臂1 1不会绕其支点前后转动，不会绕其支点前后转动，因而升降舵不会偏转因而升降舵不会偏转 v驾驶盘式手操纵机构驾驶盘式手操纵机构推拉驾驶盘操纵升降舵推拉驾驶盘操纵升降舵转动驾驶盘可操纵副翼转动驾驶盘可操纵副翼v独立性分析独立性分析左右转动驾驶盘时，通过叶片状左右转动驾驶盘时，通过叶片状的万向节头传递扭矩，驾驶杆不的万向节头传递扭矩，驾驶杆不动，所以，不会使升降舵偏转动，所以，不会使升降舵偏转而前推或后拉驾驶盘时，由于有而前推或后拉驾驶盘时，由于有叶片状的万向接头，副翼控制钢叶片状的万向接头，副翼控制钢索轮不会转动，钢索不会绷紧或索轮不会转动，钢索不会绷紧或放松，所以既不会使副翼偏转，放松，所以既不会使副翼偏转，也不会影响驾驶盘的前后动作。也不会影响驾驶盘的前后动作。驾驶盘驾驶盘驾驶杆驾驶杆叶片状万向接头叶片状万向接头驾驶驾驶杆与杆与驾驶驾驶盘的盘的比较比较优点 构造较简单 通过增大驾驶盘的转角，可使操纵副翼省力缺点不便于用增大驾驶杆倾斜角度的办法来减小操纵副翼时的杆力 构造较复杂 应用小型飞机大中型飞机传动杆1传动杆2摇臂1摇臂2驾驶杆扭力管驾驶盘驾驶杆叶片状万向接头侧杆操纵机构 v一种输入力信号，输出电信号的小型侧置手操纵机构。飞行控制飞行控制计算机计算机中央操纵机构中央操纵机构脚操纵机构脚操纵机构v平放式脚蹬平放式脚蹬由两根横杆和两根脚蹬杆由两根横杆和两根脚蹬杆构成构成平行四边形机构平行四边形机构平行四边形机构可平行四边形机构可保保证飞行员在操纵脚蹬时，证飞行员在操纵脚蹬时，脚蹬只作平移而不转动脚蹬只作平移而不转动中央操纵机构中央操纵机构脚操纵机构脚操纵机构v立放式脚蹬立放式脚蹬蹬脚蹬时，通过传动杆和摇臂等构件的传动使蹬脚蹬时，通过传动杆和摇臂等构件的传动使方向舵偏转方向舵偏转由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作是协调的是协调的方向舵操纵钢索方向舵操纵钢索脚蹬脚蹬脚蹬位置调整手操纵机构与脚操纵机构的匹配手操纵机构与脚操纵机构的匹配驾驶杆驾驶盘平放式脚蹬平放式脚蹬为了取得较大的操纵力臂，两脚蹬之间距离较大与左右活动范围较大的驾驶杆配合使用立放式脚蹬通过增长与脚蹬连接的摇臂来获得足够的操纵力臂的，两脚蹬之间距离较小多与驾驶盘配合使用 v硬式传动机构硬式传动机构传动杆传动杆摇臂摇臂导向滑轮导向滑轮v软式传动机构软式传动机构钢索钢索滑轮滑轮扇型轮扇型轮/扇型摇臂扇型摇臂松紧螺套松紧螺套钢索张力补偿器钢索张力补偿器三、传动机构三、传动机构传动机构特点比较传动机构特点比较类型类型优点优点缺点缺点软式软式传动传动机构机构构造简单构造简单尺寸较小尺寸较小重量较轻重量较轻比较容易绕过机内设备比较容易绕过机内设备 刚度较小刚度较小弹性间隙弹性间隙操纵灵敏度差操纵灵敏度差钢索在滑轮处容易磨损钢索在滑轮处容易磨损 硬式硬式传动传动机构机构刚度较大刚度较大铰接点用滚珠轴承减小摩铰接点用滚珠轴承减小摩擦力，并消除间隙擦力，并消除间隙具有较佳的操纵灵敏度具有较佳的操纵灵敏度 构造复杂构造复杂重量加大重量加大难于难于“绕绕”过机内设备过机内设备易与发动机发生共振易与发动机发生共振 混合混合 兼有硬式和软式的优点和缺点兼有硬式和软式的优点和缺点钢索钢索只承受拉力，不能承受压力只承受拉力，不能承受压力用两根钢索构成回路，以保证舵面能在两用两根钢索构成回路，以保证舵面能在两个相反的方向偏转个相反的方向偏转钢索构造和规格钢索构造和规格v规格型号 v 77v 719 股数钢丝数钢索构造和规格钢索构造和规格v类型碳钢、不锈钢 v尺寸 1/16到3/8英寸名义直径相同的钢索，股数越多，它的柔性越好；名义直径相同，股数相同，钢丝数越多，柔性就越好。钢索预紧钢索预紧M铰TM铰T0T0+T-T固有缺陷固有缺陷弹性间隙弹性间隙弹性间隙弹性间隙v钢索承受拉力时，容易伸长；由于操纵系统的弹性变形而产生的钢索承受拉力时，容易伸长；由于操纵系统的弹性变形而产生的“间隙间隙”称为弹性间隙称为弹性间隙v危害：弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性危害：弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性v解决措施：解决措施：钢索预紧钢索预紧常见故障常见故障断丝（滑轮、导向器部位）断丝（滑轮、导向器部位）滑轮滑轮导向器导向器胶木胶木/硬铝制成硬铝制成作用作用v支持钢索支持钢索v改变钢索的运动方向改变钢索的运动方向 5.滑轮滑轮支持钢索支持钢索改变钢索的运动方向改变钢索的运动方向改变传动力的大小改变传动力的大小 5.扇形轮扇形轮/扇形摇臂扇形摇臂钢索导向装置 v作用：调整钢索的预张力作用：调整钢索的预张力v注意：调松钢索时，螺杆末端不应超过小孔的位置注意：调松钢索时，螺杆末端不应超过小孔的位置 6.松紧螺套松紧螺套v飞机机体外载荷及周围气飞机机体外载荷及周围气温变化会使机体结构和操温变化会使机体结构和操纵系统钢索产生相对变形，纵系统钢索产生相对变形，导致钢索变松或过紧导致钢索变松或过紧v变松将发生弹性间隙，过变松将发生弹性间隙，过紧将产生附加摩擦紧将产生附加摩擦v钢索张力补偿器的功用是钢索张力补偿器的功用是保持钢索的正确张力保持钢索的正确张力7.钢索张力补偿器钢索张力补偿器硬式传动机构中的操纵力由传动杆传递，传动杆硬式传动机构中的操纵力由传动杆传递，传动杆可承受拉力和压力可承受拉力和压力传动杆的刚度较大传动杆的刚度较大可调接头可调接头v调整接头端部有调整接头端部有检查小孔检查小孔，把传动杆调长时，接头螺，把传动杆调长时，接头螺杆的末端不应超过小孔的位置杆的末端不应超过小孔的位置失效形式失效形式失稳失稳 1.传动杆传动杆2.摇臂摇臂v材料：硬铝材料：硬铝v特点：在连接处装有轴承特点：在连接处装有轴承v分类：单摇臂分类：单摇臂/双摇臂双摇臂/复摇臂复摇臂摇臂的作用摇臂的作用v支持传动杆支持传动杆v改变传动力的大小改变传动力的大小v改变位移改变位移v改变传动速度改变传动速度v改变传动方向改变传动方向v实现差动操纵实现差动操纵差动操纵差动操纵v所谓差动，就是当驾驶杆前后（或左右）偏转的同一所谓差动，就是当驾驶杆前后（或左右）偏转的同一角度时，升降舵（或副翼）偏转的角度不同角度时，升降舵（或副翼）偏转的角度不同v实现差动操纵最简单的机构是差动摇臂实现差动操纵最简单的机构是差动摇臂v支持传动杆支持传动杆v提高传动杆的受压时的杆轴临界应力提高传动杆的受压时的杆轴临界应力v增大传动杆的固有频率，防止传动杆发生共振增大传动杆的固有频率，防止传动杆发生共振3.导向滑轮导向滑轮2.3 传动系数传动系数/传动比传动比一、传动系数：舵偏角一、传动系数：舵偏角与杆位移与杆位移X X的比值的比值F FM Mj j2.4 非线性机构非线性机构v传动系数不变的操纵系统，不传动系数不变的操纵系统，不能满足对飞机操纵性的要求：能满足对飞机操纵性的要求：传动系数大，传动系数大，小舵面偏角小时，小舵面偏角小时，杆行程太小，难以准确地控制操杆行程太小，难以准确地控制操纵量纵量传动系数小，舵面偏角很大时，传动系数小，舵面偏角很大时，杆行程过大杆行程过大v装有非线性传动机构的操纵系装有非线性传动机构的操纵系统，杆行程与舵面偏角之间成统，杆行程与舵面偏角之间成曲线关系曲线关系 第五章第五章 电传操纵系统电传操纵系统电传操纵系统的提出电传操纵系统的提出v机械操纵系统缺点机械操纵系统缺点存在摩擦、间隙和非线性因素导致无法实现精微操纵存在摩擦、间隙和非线性因素导致无法实现精微操纵信号传递信号传递机械操纵系统对飞机结构的变化非常敏感机械操纵系统对飞机结构的变化非常敏感体积大，结构复杂，重量大体积大，结构复杂，重量大v电传操纵系统的可靠性问题电传操纵系统的可靠性问题机械操纵系统可靠性较高机械操纵系统可靠性较高单通道电传系统可靠性较低单通道电传系统可靠性较低可接受的安全指标可接受的安全指标解决措施：余度技术解决措施：余度技术5.1 电传操纵系统的组成电传操纵系统的组成四余度系统四余度系统前置放大计算机舵机传感器 杆力传感器A传感器A综合器补偿器A表决器监控器A舵回路A助力器杆力传感器B传感器B综合器补偿器B表决器监控器B舵回路B杆力传感器C传感器C综合器补偿器C表决器监控器C舵回路C杆力传感器D传感器D综合器补偿器D表决器监控器D舵回路Dv余度系统的工作特点余度系统的工作特点对组成系统的各个部分具有对组成系统的各个部分具有故障监控、信号表决故障监控、信号表决的能力的能力一旦系统或系统中某部分出现故障后，必须具有一旦系统或系统中某部分出现故障后，必须具有故障隔离的能力故障隔离的能力。即在发生故障时，系统应具有第一次故障能工作，第二次故障还即在发生故障时，系统应具有第一次故障能工作，第二次故障还能工作的能力能工作的能力当系统中出现一个或数个故障时，它具有重新组织余下的完好部当系统中出现一个或数个故障时，它具有重新组织余下的完好部分，使系统具有故障安全或双故障安全的能力，即在性能指标稍分，使系统具有故障安全或双故障安全的能力，即在性能指标稍有降低情况下，系统仍能继续承担任务有降低情况下，系统仍能继续承担任务v电传操纵系统特性电传操纵系统特性驾驶员的操纵指令信号，只通过导线（或总线）传给计算机，经驾驶员的操纵指令信号，只通过导线（或总线）传给计算机，经其计算（按预定的规律）产生输出指令，操纵舵面偏转，以实现其计算（按预定的规律）产生输出指令，操纵舵面偏转，以实现对飞机的操纵对飞机的操纵人工操纵系统人工操纵系统安全可靠性是由余度技术保证安全可靠性是由余度技术保证5.2 电传操纵系统优点电传操纵系统优点/缺点缺点v优点优点减轻了操纵系统的重量，减少体积减轻了操纵系统的重量，减少体积节省设计和安装时间节省设计和安装时间消除了机械操纵系统中的摩擦、间隙、非线性因素以及飞机结消除了机械操纵系统中的摩擦、间隙、非线性因素以及飞机结构变形的影响构变形的影响简化了主操纵系统与自动驾驶仪的组合简化了主操纵系统与自动驾驶仪的组合可采用小侧杆操纵机构可采用小侧杆操纵机构飞机操稳特性得到根本改善，并可发生质的变化飞机操稳特性得到根本改善，并可发生质的变化 v缺点缺点单通道电传操纵系统的可靠性不够高单通道电传操纵系统的可靠性不够高 电传操纵系统的成本较高电传操纵系统的成本较高 系统易受雷击和电磁脉冲波干扰影响系统易受雷击和电磁脉冲波干扰影响第三章第三章 助力机械操纵系统助力机械操纵系统v助力机械操纵系统的提出助力机械操纵系统的提出舵面铰链力矩是随舵面尺寸和飞行速压的增加而增加舵面铰链力矩是随舵面尺寸和飞行速压的增加而增加当铰链力矩变得很大时，即使利用当时的气动补偿法，当铰链力矩变得很大时，即使利用当时的气动补偿法，也不能使驾驶杆（脚蹬）力保持在规定的范围之内也不能使驾驶杆（脚蹬）力保持在规定的范围之内1.研究效率更高的空气动力补偿研究效率更高的空气动力补偿2.研究液压助力器，以实现液压助力操纵研究液压助力器，以实现液压助力操纵 v助力机械操纵系统的助力机械操纵系统的分类分类可逆助力机械操纵系统（回力）可逆助力机械操纵系统（回力）不可逆助力机械操纵系统（无回力）不可逆助力机械操纵系统（无回力）v助力机械操纵系统的主要元件：液压助力器助力机械操纵系统的主要元件：液压助力器一、可逆助力机械操纵系统一、可逆助力机械操纵系统二、不可逆助力机械操纵系统二、不可逆助力机械操纵系统v飞行中松驾驶杆，舵面在空气动力的作用下不能自由偏转将液压助力器安装在舵面附近，减少助力器后传动机构的连接点，可减少舵面的活动间隙，从而有效地防止机翼或尾翼颤振舵面受阵风载荷后不能自动偏转，这对于结构受力是不利的驾驶杆驾驶杆外筒外筒载荷感觉器载荷感觉器舵面舵面液压助力器液压助力器活动杆活动杆3.4 液压助力器液压助力器v液压助力器特性液压助力器特性机械机械-液压伺服装置液压伺服装置v工作原理工作原理机械机械-液压伺服原理液压伺服原理v应急操纵应急操纵液压系统压力不足或液压助力器有故障时，可以关闭助力器的工作开关，液压系统压力不足或液压助力器有故障时，可以关闭助力器的工作开关，转为用体力进行应急操纵转为用体力进行应急操纵 v特性参数特性参数最大输出力最大输出力最大输出速度最大输出速度最大行程最大行程v性能分析性能分析快速性快速性灵敏性灵敏性稳定性稳定性补充知识补充知识 伺服原理伺服原理伺服阀伺服阀液压执行机构负载反馈输入输入能源能源v原理原理系统靠输出与输入信号的偏差进行工作，从而使系统系统靠输出与输入信号的偏差进行工作，从而使系统输出再现输入，达到输入控制输出的伺服控制目的输出再现输入，达到输入控制输出的伺服控制目的v基本特征基本特征输出量能够自动地、准确而快速地复现输入量的变化输出量能够自动地、准确而快速地复现输入量的变化规律，且还能对输入信号实行放大规律，且还能对输入信号实行放大(功率放大功率放大)与变换与变换作用作用一、典型液压助力器构造一、典型液压助力器构造壳体配油柱塞传动活塞二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理二、典型液压助力器工作原理三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作三、液压助力器应急工作六、液压助力器性能分析六、液压助力器性能分析.快速性快速性快速性是指在液压作用下，助力器的传动活塞能以多大速度运动快速性是指在液压作用下，助力器的传动活塞能以多大速度运动的性能的性能快速性直接影响舵面偏转的最大角速度，从而影响飞机的操纵性快速性直接影响舵面偏转的最大角速度，从而影响飞机的操纵性影响快速性的因素影响快速性的因素v流量流量v密封性密封性 六、液压助力器性能分析六、液压助力器性能分析2.灵敏性灵敏性灵敏性是指传动活塞迅速地跟随配油柱塞运动的能力灵敏性是指传动活塞迅速地跟随配油柱塞运动的能力影响因素影响因素v不灵敏范围：配油柱塞在某一范围内活动时，传动活塞并不运动不灵敏范围：配油柱塞在某一范围内活动时，传动活塞并不运动v随从误差：当传动活塞跟随配油柱塞运动时，传动活塞的行程与配随从误差：当传动活塞跟随配油柱塞运动时，传动活塞的行程与配油柱塞的行程之间始终存在着一定的差值油柱塞的行程之间始终存在着一定的差值影响不灵敏范围因素配油柱塞交叠量密封性摩擦力混入空气六、液压助力器性能分析六、液压助力器性能分析3.稳定性稳定性液压助力器的稳定性，指它在外部扰动作用消失后，能够液压助力器的稳定性，指它在外部扰动作用消失后，能够迅速、自动地恢复到原来的工作状态的能力迅速、自动地恢复到原来的工作状态的能力影响器稳定性的因素影响器稳定性的因素v传动机构连接部分的间隙传动机构连接部分的间隙 v混杂在油液中的空气混杂在油液中的空气v操纵系统的摩擦力操纵系统的摩擦力v助力器的密封性助力器的密封性 v固定支架松动固定支架松动 v载荷感觉器载荷感觉器无回力助力操纵系统中，使飞行员从驾驶杆上感受到力无回力助力操纵系统中，使飞行员从驾驶杆上感受到力有回力助力操纵系统中，在舵面铰链力矩较小时，使驾驶有回力助力操纵系统中，在舵面铰链力矩较小时，使驾驶杆不致过杆不致过“轻轻”v载荷感觉器类型载荷感觉器类型弹簧载荷感觉器弹簧载荷感觉器动压载荷感觉器动压载荷感觉器v载荷感觉器刚度载荷感觉器刚度小杆位移时，要求刚度大小杆位移时，要求刚度大大杆位移时，要求刚度小大杆位移时，要求刚度小3.5 载荷感觉器载荷感觉器FW弹簧载荷感觉器构造弹簧载荷感觉器构造FW小弹簧座小弹簧座3.6 调整片效应机构调整片效应机构操纵系统类别杆力来源飞行中消除杆力的机构无助力操纵系统舵面铰链力矩配平调整片助力操纵系统载荷感觉器调整片效应机构操纵电门操纵电门电力驱动 驾驶员驾驶员操纵电门操纵电门电动机电动机机械驱动装置机械驱动装置操纵面操纵面指示器指示器水平安定面的配平操纵 操纵电门一般采用弹操纵电门一般采用弹簧加载的定中电门，簧加载的定中电门，松开电门，电门会自松开电门，电门会自动回到关断位，电动动回到关断位，电动机停止工作。同时在机停止工作。同时在电动操纵系统中，往电动操纵系统中，往往带有一些极限位置往带有一些极限位置电门，当操纵面运动电门，当操纵面运动到极限位时，位置电到极限位时，位置电门将使控制电路断开，门将使控制电路断开，防止操纵面运动超过防止操纵面运动超过极限位置，引发安全极限位置，引发安全问题。问题。舵机v分类是飞机自动飞行控制系统和电传操纵系统的液压执行机构。舵机的控制回路称为舵回路，它是电液位置伺服控制系统（电动舵机控制回路是电电系统）。把液压舵机装在液压助力器上，组成一个整体式的舵面操纵机构，称为复合舵机。作为人工操纵和自动驾驶控制舵面的共用舵机。v电传操纵采用液压舵机+助力器或复合舵机主飞行操纵与辅助操纵系统区别 6.1 辅助操纵系统特点辅助操纵系统特点v与主操纵系统区别与主操纵系统区别操纵时操纵时不不给驾驶员给驾驶员提供操纵力和位移的感觉提供操纵力和位移的感觉驾驶员必须知道辅助操纵面的位置，需设位驾驶员必须知道辅助操纵面的位置，需设位置指示器或指示灯置指示器或指示灯v工作特点工作特点当操纵面被操纵到需要的位置后，不会在空当操纵面被操纵到需要的位置后，不会在空气动力作用下返回原来位置气动力作用下返回原来位置典型主操纵系统v副翼操纵系统v升降舵操纵系统v方向舵操纵系统副翼操纵系统副翼输入机构特点副翼输入机构特点v典型的并列式柔性典型的并列式柔性互联驾驶盘操纵机互联驾驶盘操纵机构，任一驾驶盘卡构，任一驾驶盘卡滞乃能进行飞机横滞乃能进行飞机横滚操纵。正常时当滚操纵。正常时当副翼偏转一定角度副翼偏转一定角度后有扰流板配合工后有扰流板配合工作，当左驾驶盘卡作，当左驾驶盘卡滞时，可由右驾驶滞时，可由右驾驶盘单独操纵扰流板盘单独操纵扰流板进行应急操纵。进行应急操纵。左驾驶盘扭力轴左驾驶盘扭力轴右驾驶盘扭力轴右驾驶盘扭力轴左副翼互联鼓轮左副翼互联鼓轮右副翼互联鼓轮右副翼互联鼓轮扭力弹簧扭力弹簧摇臂摇臂到扰流板操纵扇形轮到扰流板操纵扇形轮到副翼操纵扇形轮到副翼操纵扇形轮扰流板操纵鼓轮轮扰流板操纵鼓轮轮空行程挡块空行程挡块副翼感觉和定中机构与副翼配平 v副翼感觉和定中机构：副翼感觉和定中机构：操纵时由弹簧载荷感操纵时由弹簧载荷感觉定中机构给驾驶员觉定中机构给驾驶员提供感觉力，不操纵提供感觉力，不操纵时自动定中。时自动定中。v副翼配平：配平操纵副翼配平：配平操纵时，配平作动器（调时，配平作动器（调整片效应机构）使中整片效应机构）使中立位置点移动，带动立位置点移动，带动副翼操纵机构操纵助副翼操纵机构操纵助力器使副翼偏转对应力器使副翼偏转对应角度进行配平，此时角度进行配平，此时驾驶盘操纵力为零。驾驶盘操纵力为零。升降舵操纵系统v操纵方式：驾驶杆、自动驾驶仪、水平安定面配平操纵方式：驾驶杆、自动驾驶仪、水平安定面配平和马赫配平操纵。和马赫配平操纵。v双助力器并联在一个扭力管上输出操纵左、右升降双助力器并联在一个扭力管上输出操纵左、右升降舵，保证两边舵面的同步性。舵，保证两边舵面的同步性。输入摇臂，接助力器输入摇臂，接助力器输出摇臂，接升降舵输出摇臂，接升降舵外套管外套管内套管内套管内筒外筒连接点内筒外筒连接点输入摇臂，接助力器输入摇臂，接助力器输出摇臂，接升降舵输出摇臂，接升降舵输出摇臂，接升降舵输出摇臂，接升降舵a)a)扭力管外观扭力管外观b)b)扭力管原理扭力管原理升降舵感觉和定中机构 v动压载荷感觉装置和弹动压载荷感觉装置和弹簧载荷感觉定中机构簧载荷感觉定中机构动压载荷感觉装置通过专动压载荷感觉装置通过专用空速管提供动压，通过用空速管提供动压，通过感觉变换机构调节感觉作感觉变换机构调节感觉作动筒的液压，由感觉作动动筒的液压，由感觉作动筒调节弹簧载荷定中机构筒调节弹簧载荷定中机构的弹簧力，使驾驶员感觉的弹簧力，使驾驶员感觉的操纵力与舵偏角、飞行的操纵力与舵偏角、飞行高度及飞行速度成比例关高度及飞行速度成比例关系。在接近大迎角失速时系。在接近大迎角失速时还可提供更大的感觉力。还可提供更大的感觉力。驾驶杆驾驶杆感觉作动筒感觉作动筒助力器助力器水平安定面水平安定面升降舵升降舵马赫配平机构马赫配平机构滚轮滚轮滚轮臂滚轮臂定中连杆定中连杆壳体壳体定中凸轮定中凸轮定中弹簧定中弹簧动压感觉机构动压感觉机构感觉变换机构感觉变换机构回油回油马赫配平马赫配平v马赫配平是一套自动装置，感受飞行马赫数马赫配平是一套自动装置，感受飞行马赫数当需要配平时，当需要配平时，飞机自动使升降舵向上偏一飞机自动使升降舵向上偏一个角度进行配平，避免飞机自动下俯现象发个角度进行配平，避免飞机自动下俯现象发生。生。方向舵操纵系统特点 v飞机水平协调转弯操纵副翼、升降舵和方向舵。v偏航阻尼器偏航阻尼器装在方向舵操纵系统中，使飞机受到横侧干扰运动时产生的荷兰滚振荡过程得到充分的阻尼。6.2 常见辅助操纵面常见辅助操纵面v增升装置增升装置u前缘装置前缘装置前缘襟翼前缘襟翼前缘缝翼前缘缝翼可鲁格襟翼可鲁格襟翼u后缘装置后缘装置开裂式后缘襟翼开裂式后缘襟翼后退式襟翼后退式襟翼后退式三开缝襟翼后退式三开缝襟翼v增阻装置增阻装置u扰流板扰流板v配平装置配平装置u水平安定面水平安定面增升装置 襟翼操纵 襟翼保护襟翼保护v不同步保护在正常工作方式下，当左和右两侧襟翼发生不同步放出时，自动切断停止工作。v过载保护襟翼载荷限制器在襟翼处于完全放出状态下，当空速突然超过规定值时，允许襟翼自动收回一个稍小的角度，防止结构损坏。襟翼位置指示 左指针左指针过渡灯过渡灯伸出灯伸出灯完全伸出灯完全伸出灯测试电门测试电门扰流板 v地面扰流板地面扰流板v飞行扰流板飞行扰流板飞行扰流板飞行扰流板地面扰流板地面扰流板扰流板升起扰流板升起地面扰流板地面扰流板v功用功用只能在地面使用只能在地面使用起减速作用。起减速作用。v位置位置立起、放下立起、放下v控制控制受减速板手柄和受减速板手柄和空空/地电门控制，地电门控制，只有飞机在地面只有飞机在地面时，操纵减速板时，操纵减速板手才能使地面扰手才能使地面扰流板放出。一般流板放出。一般是液压作动，并是液压作动，并使用双向单杆式使用双向单杆式作动筒。作动筒。地面扰流板活门地面扰流板活门地面扰流板内锁活门地面扰流板内锁活门内地面扰流板内地面扰流板作动筒作动筒外地面扰流板外地面扰流板作动筒作动筒外地面扰流板外地面扰流板作动筒作动筒飞行扰流板 v功用功用配合副翼工作配合副翼工作空中空中/地面使飞机减速地面使飞机减速v控制控制驾驶盘操纵协助副翼工作。减速板手柄操纵，空驾驶盘操纵协助副翼工作。减速板手柄操纵，空中或地面使飞机减速。在空中作减速板使用中同中或地面使飞机减速。在空中作减速板使用中同时也可进行配合副翼工作。一般采用液压伺服系时也可进行配合副翼工作。一般采用液压伺服系统操纵。统操纵。Trim drag飞机配平水平安定面配平v输入方式输入方式人工操纵（安定人工操纵（安定面配平手轮）面配平手轮）电动配平（安定电动配平（安定面配平电门）面配平电门）自动驾驶操纵自动驾驶操纵v优先权优先权1.1.人工人工2.2.电动电动 3.3.自动驾驶仪自动驾驶仪安定面配平安定面配平作动器作动器驾驶杆驾驶杆电门组件电门组件安定面配平手轮安定面配平手轮安安定定面面配配平平操操纵纵电电门门水平安定面水平安定面后钢索鼓轮后钢索鼓轮前钢索鼓轮前钢索鼓轮安定面配平操纵钢索安定面配平操纵钢索齿轮箱齿轮箱丝杠丝杠水平安定面水平安定面水平安定面指示水平安定面指示v用于指示水平安用于指示水平安定面的位置。飞定面的位置。飞机在起飞前应拫机在起飞前应拫据飞机的载重和据飞机的载重和平衡情况、飞机平衡情况、飞机襟襟/缝翼位置进缝翼位置进行配平到行配平到“起飞起飞”绿区。绿区。飞行警告系统飞行警告系统v功用功用在潜在危险发生前警告驾驶员，避免事故发生在潜在危险发生前警告驾驶员，避免事故发生v分类分类失速警告系统失速警告系统v失速警告所指的就是临近或达到最大可用升力时的警告失速警告所指的就是临近或达到最大可用升力时的警告v空空速速处处于于最最小小飞飞行行速速度度且且接接近近失失速速状状态态时时，失失速速警警告告系系统统操操纵纵驾驾驶驶杆杆抖抖杆杆器，提示机组人员器，提示机组人员 v失速自动恢复系统失速自动恢复系统推杆器推杆器/自动缝翼系统自动缝翼系统 起飞警告系统起飞警告系统v飞飞机机起起飞飞时时，当当任任一一油油门门杆杆前前推推而而某某些些飞飞行行操操纵纵组组件件不不在在正正确确位位置，则起飞警告系统会给驾驶员提供音响警告信号置，则起飞警告系统会给驾驶员提供音响警告信号减速板手柄没放下减速板手柄没放下设置停留刹车设置停留刹车前缘襟翼和缝翼没放下前缘襟翼和缝翼没放下后缘襟翼不在起飞位置后缘襟翼不在起飞位置安定面超出绿区安定面超出绿区失速警告系统起飞警告系统起飞警告系统起飞警告系统飞飞机机起起飞飞时时，当当任任一一油油门门杆杆前前推推而而某某些些飞飞行行操操纵纵组组件件不不在在正正确确位位置置，则则起起飞飞警警告告系系统统会会给给驾驾驶驶员员提提供供音音响响警警告告间间歇歇性性警警告告喇喇叭叭声声，并并不不能能抑抑制制。只只有有收收回回油油门门杆杆或或使使飞飞行行操操纵纵组组件件处处于于正正确确位位置置才能解除警告。才能解除警告。飞行操纵系统的维护飞行操纵系统的维护v防止摩擦力过大或不均匀v防止系统间隙过大v保持钢索张力正常v操纵系统的调整v测量舵面位移的工具防止摩擦力过大或不均匀防止摩擦力过大或不均匀v及时润滑、清除脏物。v正确调整传动接头拧紧力和钢索张力防止过紧。v保证传动部分与其它结构之间的间隙。防止在操纵过程或飞机结构变形引起碰撞和摩擦。v通过使舵面开始偏转时，所需的杆力测量检查摩擦力。应符合维护手册要求。保证各传动部分接头的间隙合格保证各传动部分接头的间隙合格v定期清洗和润滑轴承，防止过度磨损。v注意检查传动杆接头与杆之间的连接铆钉，防止松动。v系统间隙量的检查：将驾驶杆（或脚蹬）固定在中立位；在舵面规定位置上施加规定的力；测量舵面后缘（或规定测量点）相对结构上指定点的移动距离。应在标准范围内。保持钢索预张力合格保持钢索预张力合格1 1、钢索预张力的作用：、钢索预张力的作用：（1 1）减小弹性间隙（钢索受力变形伸长）。）减小弹性间隙（钢索受力变形伸长）。（2 2）减小驾驶员的操纵力。）减小驾驶员的操纵力。（3 3）温温度度对对弹弹性性间间隙隙的的影影响响：对对没没有有钢钢索索张张力力补补偿偿器器的的小小型型飞飞机机，飞飞机机飞飞到到高高空空时时，由由于于温温度度降降低低，使钢索变松。预张力的弹性变形可给予补偿。使钢索变松。预张力的弹性变形可给予补偿。保持钢索预张力合格保持钢索预张力合格v钢索预张力的作用：钢索预张力的作用：减小弹性间隙（钢索受力变形伸长）。减小弹性间隙（钢索受力变形伸长）。减小驾驶员的操纵力。减小驾驶员的操纵力。温度对弹性间隙的影响：对没有钢索张力补偿器温度对弹性间隙的影响：对没有钢索张力补偿器的小型飞机，飞机飞到高空时，由于温度降低，的小型飞机，飞机飞到高空时，由于温度降低，使钢索变松。预张力的弹性变形可给予补偿。使钢索变松。预张力的弹性变形可给予补偿。保证钢索张力的措施保证钢索张力的措施v定期检查：钢索张力的实际值可以从钢索张力补偿器的指示处直接读出定期检查：钢索张力的实际值可以从钢索张力补偿器的指示处直接读出或用张力计测量（标准顶块号码、钢索直径和型号、张力计读数、校准或用张力计测量（标准顶块号码、钢索直径和型号、张力计读数、校准表）。钢索张力的标准值，据不同钢索直径和型号及测量时的环境温度，表）。钢索张力的标准值，据不同钢索直径和型号及测量时的环境温度，由维护手册中的由维护手册中的“钢索校装图表钢索校装图表”上取得。上取得。v钢索张力的调整：在装有松紧螺套处进行调整，调整后要打保险。钢索张力的调整：在装有松紧螺套处进行调整，调整后要打保险。顶块例子张力 Lb钢索直径钢索直径设计极限校装负荷值设计极限校装负荷值LbLb顶块顶块铁砧铁砧扳机扳机指针锁指针锁操纵系统的校装和检查操纵系统的校装和检查v在更换操纵机构、传动机构或拆卸机翼、尾在更换操纵机构、传动机构或拆卸机翼、尾翼以后必须进行校装和捡查翼以后必须进行校装和捡查中央操纵机构与相应舵面运动一致性中央操纵机构与相应舵面运动一致性检查和校装检查和校装v中立位检查：中央操纵机构在中立位时，相应舵面也应在中中立位检查：中央操纵机构在中立位时，相应舵面也应在中立位。立位。v最大行程检查：在中立位检查合格后进行，中央操纵机构在最大行程检查：在中立位检查合格后进行，中央操纵机构在最大行程（双向）位时，相应舵面也应在最大偏角位。并确最大行程（双向）位时，相应舵面也应在最大偏角位。并确保中央操纵机构达到止动位时，传动机构留有一定余量。保中央操纵机构达到止动位时，传动机构留有一定余量。v机翼或安定面的变形，会影响舵面位置的测量准确性。此时，机翼或安定面的变形，会影响舵面位置的测量准确性。此时，应先进行飞机的水平和对称性的测量。应先进行飞机的水平和对称性的测量。v在检查过程中，对舵面的操纵必须由中央操纵机构完成，不在检查过程中，对舵面的操纵必须由中央操纵机构完成，不能直接扳动舵面。能直接扳动舵面。v同步性检查：对双控制的系统，同时操纵时系统必须同步动同步性检查：对双控制的系统，同时操纵时系统必须同步动作，并符合标准规定。作，并符合标准规定。舵面行程的测量工具v专用工具：校装夹具和外形模板，由飞机制造厂提供。专用工具：校装夹具和外形模板，由飞机制造厂提供。v通用工具：量角器和直尺。维护手册中给出的舵面位置为舵面测量点到通用工具：量角器和直尺。维护手册中给出的舵面位置为舵面测量点到固定结构上的标定点之间的距离，可用直尺测量。对以角度给出的情况，固定结构上的标定点之间的距离，可用直尺测量。对以角度给出的情况，则用量角器进行测量。在量角器的圆盘上读出舵偏角的整数，在游标尺则用量角器进行测量。在量角器的圆盘上读出舵偏角的整数，在游标尺上读出小数部分。上读出小数部分。圆环调节器圆环调节器中心气泡水准仪中心气泡水准仪只只有有当当刻刻度度盘盘的的零零位位对对准准时时，圆圆盘盘圆圆环环锁锁定定器重合器重合圆环机座锁定器圆环机座锁定器机座机座圆盘调节器圆盘调节器圆环圆环圆盘圆盘装在机座上的气泡水准议装在机座上的气泡水准议圆环游标刻度圆环游标刻度圆盘刻度圆盘刻度