第二章--飞行操纵系统.pptx

飞行操纵系统2.1 飞行操纵系统概述飞行操纵系统概述1 1、定义、定义：飞机飞行操纵系统是飞机飞行操纵系统是飞机上飞机上用来传递操纵用来传递操纵指令，驱动舵面运动指令，驱动舵面运动的所有部件和装置的所有部件和装置的的总合，用于飞机飞行总合，用于飞机飞行姿态、气动外形、乘姿态、气动外形、乘坐品质的控制。坐品质的控制。2、操纵系统功用、操纵系统功用 驾驶员通过操纵飞机的驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片各舵面和调整片实现飞机实现飞机绕绕纵轴、横轴和立轴纵轴、横轴和立轴纵轴、横轴和立轴纵轴、横轴和立轴旋转，以完成对飞机的飞行旋转，以完成对飞机的飞行状态控制状态控制。飞行操纵系统分为飞行操纵系统分为飞行操纵系统分为飞行操纵系统分为三个环节三个环节三个环节三个环节：中央操纵机构中央操纵机构中央操纵机构中央操纵机构 传动机构传动机构传动机构传动机构 驱动机构驱动机构驱动机构驱动机构 产生操纵指令 传递操纵指令 驱动舵面运动3、飞行操纵系统分类、飞行操纵系统分类（1 1）根据）根据操纵信号来源操纵信号来源不同：不同：人工飞行操纵系统人工飞行操纵系统人工飞行操纵系统人工飞行操纵系统，其操纵信号由，其操纵信号由驾驶员驾驶员发出发出。飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统；飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统；增升、增阻操纵系统；增升、增阻操纵系统；人工配平系统等。人工配平系统等。自动飞行控制系统自动飞行控制系统自动飞行控制系统自动飞行控制系统，其操纵信号由，其操纵信号由系统本身系统本身产生，产生，对飞机实施自动和半自动控制，协助驾驶员工作或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。自动控制飞机对扰动的响应。自动驾驶仪；自动驾驶仪；发动机油门自动控制发动机油门自动控制结构振动模态抑制系统结构振动模态抑制系统。（2 2）根据）根据信号传递方式信号传递方式 机械操纵系统机械操纵系统机械操纵系统机械操纵系统 钢索、传动杆等机械部件传递钢索、传动杆等机械部件传递钢索、传动杆等机械部件传递钢索、传动杆等机械部件传递电缆传递电缆传递电缆传递电缆传递 电传操纵系统电传操纵系统电传操纵系统电传操纵系统（3 3）根据）根据驱动舵面运动方式驱动舵面运动方式 简单机械操纵系统简单机械操纵系统简单机械操纵系统简单机械操纵系统(无助力无助力无助力无助力)助力操纵系统助力操纵系统助力操纵系统助力操纵系统液压助力（有回力液压助力（有回力液压助力（有回力液压助力（有回力/无回力）无回力）无回力）无回力）电驱动电驱动电驱动电驱动（4）根据）根据舵面的类型舵面的类型 副翼副翼副翼副翼 横滚操纵横滚操纵横滚操纵横滚操纵 主操纵系统主操纵系统 升降舵升降舵升降舵升降舵 俯仰操纵俯仰操纵俯仰操纵俯仰操纵 方向舵方向舵方向舵方向舵 偏航操纵偏航操纵偏航操纵偏航操纵 襟翼、缝翼襟翼、缝翼襟翼、缝翼襟翼、缝翼 增升装置操纵增升装置操纵增升装置操纵增升装置操纵辅助操纵系统辅助操纵系统 扰流板扰流板扰流板扰流板 扰流板操纵扰流板操纵扰流板操纵扰流板操纵 安定面安定面安定面安定面 配平操纵配平操纵配平操纵配平操纵 偏航偏航俯仰俯仰横滚横滚B737 副翼及其调整片副翼及其调整片 A320 扰流板扰流板 5.对飞行操纵系统的要求对飞行操纵系统的要求n n一般要求：一般要求：n n重量轻、制造简单、维护方便；重量轻、制造简单、维护方便；n n具有足够的强度和刚度。具有足够的强度和刚度。n n特殊要求：特殊要求：n n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；n n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；n n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；n n有合适的杆力和杆位移；有合适的杆力和杆位移；n n启动力应在合适的范围内；启动力应在合适的范围内；n n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；n n应有应有极限偏转角度止动器极限偏转角度止动器；n n所有所有舵面应用舵面应用舵面应用舵面应用“锁锁锁锁”来固定。来固定。n n用于锁住传动机构某个部位，从而防止舵面移动。n n常位于驾驶舱内。内部舵面锁内部舵面锁操纵机构锁操纵机构锁n n用于锁住操纵机构，从而防止舵面和传动机构移动。2.2 飞机操纵系统的三个环节飞机操纵系统的三个环节n n中央操纵机构中央操纵机构由驾驶员直接操纵的部分：n n手操纵机构：驾驶杆手操纵机构：驾驶杆/驾驶盘驾驶盘控制副翼和升降舵控制副翼和升降舵n n脚操纵机构：脚蹬脚操纵机构：脚蹬控制方向舵控制方向舵n n 传动机构传动机构将操纵信号传到舵面：n n机械传动机械传动n n电传动电传动n n舵面驱动机构舵面驱动机构n n 简单机械式操纵系统简单机械式操纵系统n n 助力液压操纵系统助力液压操纵系统n n电力驱动系统电力驱动系统2.2.1 中央操纵机构中央操纵机构1.手操纵机构手操纵机构n n驾驶杆式杆式手操纵机构n n推、拉杆推、拉杆 升降舵；升降舵；n n左、右压杆左、右压杆 副翼。副翼。横纵向操纵的独立性驾驶杆要操纵升降舵和副翼，驾驶杆要操纵升降舵和副翼，但两者不会互相干扰。但两者不会互相干扰。独独立立性性分分析析驾驶杆左右摆时，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；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！n n驾驶盘式盘式手操纵机构n n推、拉推、拉推、拉推、拉 升降舵；升降舵；升降舵；升降舵；n n左、右转动左、右转动左、右转动左、右转动 副翼。副翼。副翼。副翼。独立性分析独立性分析n n左右转动驾驶盘时，支柱不左右转动驾驶盘时，支柱不动，升降舵不会偏转；动，升降舵不会偏转；n n前推或后拉驾驶盘时，由于前推或后拉驾驶盘时，由于和横管平行的一段钢索与轴和横管平行的一段钢索与轴线线a-aa-a是重合的，钢索不会是重合的，钢索不会绷紧或放松，不会使副翼偏绷紧或放松，不会使副翼偏转转。1.手操纵机构手操纵机构n n驾驶杆驾驶杆n n结构简单，便于操纵，但是不便于增大驾驶杆结构简单，便于操纵，但是不便于增大驾驶杆结构简单，便于操纵，但是不便于增大驾驶杆结构简单，便于操纵，但是不便于增大驾驶杆倾斜角的的办法来减小操纵副翼时的杆力；倾斜角的的办法来减小操纵副翼时的杆力；倾斜角的的办法来减小操纵副翼时的杆力；倾斜角的的办法来减小操纵副翼时的杆力；n n适用于机动性能较好而操纵时费力较小（或装适用于机动性能较好而操纵时费力较小（或装适用于机动性能较好而操纵时费力较小（或装适用于机动性能较好而操纵时费力较小（或装有助力器）的飞机有助力器）的飞机有助力器）的飞机有助力器）的飞机n n驾驶盘驾驶盘n n结构复杂，但可以从过增大驾驶盘的转角，使结构复杂，但可以从过增大驾驶盘的转角，使结构复杂，但可以从过增大驾驶盘的转角，使结构复杂，但可以从过增大驾驶盘的转角，使操纵副翼胜利，但是时间长；操纵副翼胜利，但是时间长；操纵副翼胜利，但是时间长；操纵副翼胜利，但是时间长；n n适用于操纵时费力较大而机动性能要求较低的适用于操纵时费力较大而机动性能要求较低的适用于操纵时费力较大而机动性能要求较低的适用于操纵时费力较大而机动性能要求较低的中型和大型飞机中型和大型飞机中型和大型飞机中型和大型飞机 2.脚操纵机构脚操纵机构n n平放式脚蹬n n脚蹬安装在由脚蹬安装在由两根横杆两根横杆两根横杆两根横杆和和两两两两根脚蹬杆根脚蹬杆根脚蹬杆根脚蹬杆组成的平行四边形组成的平行四边形机构上；机构上；n n平行四边形机构的作用：平行四边形机构的作用：保证在操纵方向舵时，脚蹬保证在操纵方向舵时，脚蹬只作平移而不转动，便于飞只作平移而不转动，便于飞行员操纵。行员操纵。n n立放式脚蹬n n蹬脚蹬时，通过蹬脚蹬时，通过传动杆和摇臂传动杆和摇臂等构件的传动使方等构件的传动使方向舵偏转；向舵偏转；n n由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作是由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作是协调的！协调的！2.脚操纵机构脚操纵机构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与左右活动范围较大的驾驶杆配合使用！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多与驾驶盘配合使用！驾驶盘和脚蹬示意图驾驶盘和脚蹬示意图3.飞行主操纵原理飞行主操纵原理n n后拉驾驶盘，升降舵上偏，机头上仰；后拉驾驶盘，升降舵上偏，机头上仰；前推驾驶盘，升降舵下偏，机头下沉；前推驾驶盘，升降舵下偏，机头下沉；n n左转驾驶盘，左副翼上偏，右副翼下偏，飞机左左转驾驶盘，左副翼上偏，右副翼下偏，飞机左倾；倾；右转驾驶盘，左副翼下偏，右副翼上偏，飞机右右转驾驶盘，左副翼下偏，右副翼上偏，飞机右倾；倾；n n蹬左脚蹬，方向舵左偏，机头左偏；蹬左脚蹬，方向舵左偏，机头左偏；蹬右脚蹬，方向舵右偏，机头右偏。蹬右脚蹬，方向舵右偏，机头右偏。2.2.2 传动机构传动机构n n机械传动机构机械传动机构n n软式传动软式传动n n硬式传动硬式传动n n混合传动混合传动n n电传操纵机构电传操纵机构n 软式传动软式传动软式传动软式传动：靠钢索张力传递操纵力，必须靠钢索张力传递操纵力，必须有两个钢索构成回路，轮流起作用，一根主有两个钢索构成回路，轮流起作用，一根主动，一根被动。动，一根被动。软式传动系统软式传动应用软式传动应用 某些小型飞机某些小型飞机 大型运输机大型运输机硬式传动系统n 硬式式传动硬式式传动硬式式传动硬式式传动：靠传动杆传动操纵力，传动靠传动杆传动操纵力，传动杆受拉力或压力。传动杆由金属制成，刚度杆受拉力或压力。传动杆由金属制成，刚度较大。较大。硬式传动应用硬式传动应用某些小型飞机（如某些小型飞机（如TB20TB20）高速飞机（如战斗机）高速飞机（如战斗机）机械传动机构机械传动机构 比较比较优点缺点软式构造简单，尺寸较小，重量较轻;比较容易绕过机内设备！刚度较小，弹性间隙；操纵灵敏度差；钢索在滑轮处容易磨损！硬式刚度较大；铰接点用滚珠轴承减小摩擦力，并消除间隙；具有较佳的操纵灵敏度！构造复杂，重量加大；难于“绕”过机内设备；易与发动机发生共振！混合兼有硬式和软式的优点和缺点！1.软式传动机构主要构件软式传动机构主要构件（1 1）钢索）钢索）钢索）钢索钢索由钢丝编成，只承受拉力，不能承受压力。在软式传动机构中，钢索由钢丝编成，只承受拉力，不能承受压力。在软式传动机构中，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.构构 造造和和规规格格 钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）n n弹性间隙弹性间隙弹性间隙弹性间隙n n 钢索承受拉力时，容易伸长。由于操纵系统的弹钢索承受拉力时，容易伸长。由于操纵系统的弹性变形而产生的性变形而产生的“间隙间隙”称为弹性间隙；称为弹性间隙；n n 钢索的弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性；钢索的弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性；解决：钢索预紧解决：钢索预紧解决：钢索预紧解决：钢索预紧 钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）n n钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化n n 飞机机体外载荷及周围气温变化会使机体结构和操纵飞机机体外载荷及周围气温变化会使机体结构和操纵系统钢索产生相对变形，导致钢索变松或过紧。系统钢索产生相对变形，导致钢索变松或过紧。n n 变松将发生弹性间隙，过紧将产生附加摩擦。变松将发生弹性间隙，过紧将产生附加摩擦。解决：解决：解决：解决：n n松紧螺套（小型飞机）松紧螺套（小型飞机）n n钢索张力自动调节器钢索张力自动调节器n n封闭式钢索封闭式钢索松紧螺套松紧螺套作用：n n调整钢索的预张力调整钢索的预张力n n检查小孔作用检查小孔作用调松钢索时，螺杆末端不应超过小孔的位置调松钢索时，螺杆末端不应超过小孔的位置 钢索张力补偿器钢索张力补偿器 功用：保持钢索的正确张力。功用：保持钢索的正确张力。功用：保持钢索的正确张力。功用：保持钢索的正确张力。封闭式钢索封闭式钢索将普通的挠性钢索和挤压在钢索上将普通的挠性钢索和挤压在钢索上将普通的挠性钢索和挤压在钢索上将普通的挠性钢索和挤压在钢索上面的铝管构成，钢管将钢索封闭面的铝管构成，钢管将钢索封闭面的铝管构成，钢管将钢索封闭面的铝管构成，钢管将钢索封闭在里面在里面在里面在里面铝管挤压在普通钢索上，使其张力铝管挤压在普通钢索上，使其张力铝管挤压在普通钢索上，使其张力铝管挤压在普通钢索上，使其张力受温度变化的影响减小。受温度变化的影响减小。受温度变化的影响减小。受温度变化的影响减小。标尺标尺上盖上盖 钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）n n钢索断丝和腐蚀钢索断丝和腐蚀钢索断丝和腐蚀钢索断丝和腐蚀n n断丝断丝断丝断丝 检查：擦拭，检查布被丝勾住的地方；检查：擦拭，检查布被丝勾住的地方；检查：擦拭，检查布被丝勾住的地方；检查：擦拭，检查布被丝勾住的地方；彻底检查时，把舵面运动到最大行程。彻底检查时，把舵面运动到最大行程。彻底检查时，把舵面运动到最大行程。彻底检查时，把舵面运动到最大行程。n n锈蚀锈蚀锈蚀锈蚀 检查：目视检查，表面还是内部腐蚀。检查：目视检查，表面还是内部腐蚀。检查：目视检查，表面还是内部腐蚀。检查：目视检查，表面还是内部腐蚀。防护防护防护防护:a.a.不要将各种液体、生活废水等洒到地板上，以防渗不要将各种液体、生活废水等洒到地板上，以防渗不要将各种液体、生活废水等洒到地板上，以防渗不要将各种液体、生活废水等洒到地板上，以防渗透地板腐蚀操纵系统钢索。透地板腐蚀操纵系统钢索。透地板腐蚀操纵系统钢索。透地板腐蚀操纵系统钢索。b.b.加强维护检查。加强维护检查。加强维护检查。加强维护检查。（2 2）滑轮）滑轮胶木或硬铝制成作用：作用：n n支持钢索支持钢索支持钢索支持钢索n n改变钢索的运动方向改变钢索的运动方向改变钢索的运动方向改变钢索的运动方向 支点处装有滚珠轴承支点处装有滚珠轴承支点处装有滚珠轴承支点处装有滚珠轴承（3 3）扇形轮）扇形轮又称扇形摇臂又称扇形摇臂作用：n n支持钢索；支持钢索；支持钢索；支持钢索；n n改变钢索的运动方向；改变钢索的运动方向；改变钢索的运动方向；改变钢索的运动方向；n n改变传动力的大小改变传动力的大小改变传动力的大小改变传动力的大小。（4 4）钢索导向装置）钢索导向装置 作用：作用：作用：作用：保护钢索，保持钢索维持，防止钢索松脱、卡阻。保护钢索，保持钢索维持，防止钢索松脱、卡阻。保护钢索，保持钢索维持，防止钢索松脱、卡阻。保护钢索，保持钢索维持，防止钢索松脱、卡阻。2.硬式传动机构主要构件硬式传动机构主要构件（1 1）传动杆）传动杆硬式传动机构中的操纵力由传动杆传递，传动杆可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。传动杆的刚度较大。承受拉力和压力。传动杆的刚度较大。n n可调接头可调接头传动杆两端有接头，其一端的接头可以调整。调整接头传动杆两端有接头，其一端的接头可以调整。调整接头端部有检查小孔，把传动杆调长时，接头螺杆的末端不端部有检查小孔，把传动杆调长时，接头螺杆的末端不应超过小孔的位置。应超过小孔的位置。n n空心的传动杆需要排水孔空心的传动杆需要排水孔n n失效形式失效形式失稳！失稳！（2）摇臂）摇臂摇臂通常由硬铝材料制成，在连接处装有轴承；摇臂通常由硬铝材料制成，在连接处装有轴承；摇臂按臂数可分为单摇臂、双摇臂和复摇臂三类。摇臂按臂数可分为单摇臂、双摇臂和复摇臂三类。摇臂的作用摇臂的作用支持传动杆；改变传动力的大小；改变位移；改变传动速度；改变传动方向；实现差动操纵传动方向的改变传动方向的改变差动操纵差动操纵n n所谓差动，就是当所谓差动，就是当驾驶杆前后（或左右）偏转的同一驾驶杆前后（或左右）偏转的同一驾驶杆前后（或左右）偏转的同一驾驶杆前后（或左右）偏转的同一角度时，升降舵（或副翼）上下（或左右）偏转的角角度时，升降舵（或副翼）上下（或左右）偏转的角角度时，升降舵（或副翼）上下（或左右）偏转的角角度时，升降舵（或副翼）上下（或左右）偏转的角度不同。度不同。度不同。度不同。n n实现差动操纵最简单的机构是实现差动操纵最简单的机构是差动摇臂。差动摇臂。差动摇臂。差动摇臂。（3 3）导向滑轮）导向滑轮导向滑轮由三个或四个小滑轮及其支架组成；导向滑轮由三个或四个小滑轮及其支架组成；n n功用：功用：n n支持传动杆，提高传动杆的受压时的杆轴临界应力；支持传动杆，提高传动杆的受压时的杆轴临界应力；n n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。3.3.传动系数传动系数定义：传动系数传动系数K K是指是指舵偏角舵偏角舵偏角舵偏角 与与杆位移杆位移杆位移杆位移X X X X的比值。的比值。操纵系统的传动比操纵系统的传动比是操纵系统的另一个参数，是操纵系统的另一个参数，其大小由驾驶杆和各摇臂的传动比决定！其大小由驾驶杆和各摇臂的传动比决定！非线性机构非线性机构n n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：n n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；n n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！n n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。4.4.电传操纵系统电传操纵系统(1)(1)电传操纵系统的提出电传操纵系统的提出n n机械操纵系统缺点：机械操纵系统缺点：n n存在摩擦、间隙和非线性因素导致无法实现精微操纵信存在摩擦、间隙和非线性因素导致无法实现精微操纵信号传递；号传递；n n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；n n体积大，结构复杂，重量大！体积大，结构复杂，重量大！n n电传操纵系统的可靠性问题电传操纵系统的可靠性问题n n机械操纵系统可靠性较高！机械操纵系统可靠性较高！n n单通道电传系统可靠性较低单通道电传系统可靠性较低：n n可接受的安全指标：可接受的安全指标：n n解决措施：解决措施：余度技术余度技术余度技术余度技术多套系统多套系统多套系统多套系统/通道，监控装置通道，监控装置通道，监控装置通道，监控装置n n余度系统的工作特点余度系统的工作特点n n对组成系统的各个部分具有故障监控、信号表决的能对组成系统的各个部分具有故障监控、信号表决的能力。力。n n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，必须具有故障故障隔离隔离的能力。换句话说，在发生故障时，系统应具有的能力。换句话说，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。第一次故障能工作，第二次故障还能工作的能力。n n当系统中出现一个或数个故障时，它具有当系统中出现一个或数个故障时，它具有重新组织余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下的完好部分，使系统具有故障安全或双故障安全的能力能力，即在性能指标稍有降低情况下，系统仍能继续，即在性能指标稍有降低情况下，系统仍能继续承担任务。承担任务。（2）电传系统的组成）电传系统的组成舵面舵面舵面舵面飞机飞机飞机飞机杆力传感器杆力传感器载荷机构载荷机构前置放大器前置放大器计算机计算机执行机构执行机构传感器传感器杆力传感器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D（3）电传系统的工作原理）电传系统的工作原理（4 4）电传操纵系统优点）电传操纵系统优点/缺点缺点优点：优点：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、非线性因素以消除了机械操纵系统中的摩擦、间隙、非线性因素以消除了机械操纵系统中的摩擦、间隙、非线性因素以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及飞机结构变形的影响及飞机结构变形的影响及飞机结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！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！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2.2.3 舵面驱动装置舵面驱动装置 n n 1.简单机械式操纵系统n n 2.助力液压操纵系统n n 3.电力驱动系统n1.简单机械式操纵系统简单机械式操纵系统n n 概念概念n n只靠驾驶员的体力克服铰链力矩；只靠驾驶员的体力克服铰链力矩；n n操纵信号和操纵力同时由机械传动机构直接传递到操纵信号和操纵力同时由机械传动机构直接传递到舵面使其按要求偏转的操纵系统。舵面使其按要求偏转的操纵系统。1/2V2PS杆舵eY舵舵 应用n n 小型低速飞机（速度及舵面尺寸较小，所需操小型低速飞机（速度及舵面尺寸较小，所需操纵力小，驾驶员体力足以克服）纵力小，驾驶员体力足以克服）n n中大型飞机的备份操纵中大型飞机的备份操纵n 2.2.助力机械操纵系统助力机械操纵系统（1 1）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舵面铰链力矩是随舵面尺寸和飞行速压的增舵面铰链力矩是随舵面尺寸和飞行速压的增舵面铰链力矩是随舵面尺寸和飞行速压的增加而增加！加而增加！加而增加！加而增加！当舵面铰链力矩变得很大时，即使利用当时当舵面铰链力矩变得很大时，即使利用当时当舵面铰链力矩变得很大时，即使利用当时当舵面铰链力矩变得很大时，即使利用当时的空气动力补偿法，也不能使驾驶杆（脚蹬）的空气动力补偿法，也不能使驾驶杆（脚蹬）的空气动力补偿法，也不能使驾驶杆（脚蹬）的空气动力补偿法，也不能使驾驶杆（脚蹬）力保持在规定的范围之内：力保持在规定的范围之内：力保持在规定的范围之内：力保持在规定的范围之内：1.1.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；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；2.2.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！（2 2）助力机械操纵系统的分类）助力机械操纵系统的分类可逆助力机械操纵系统（有回力）可逆助力机械操纵系统（有回力）可逆助力机械操纵系统（有回力）可逆助力机械操纵系统（有回力）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）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）可逆助力机械操纵系统可逆助力机械操纵系统不可逆助力机械操纵系统不可逆助力机械操纵系统（3 3）助力机械操纵系统的主要元件）助力机械操纵系统的主要元件液压助力器液压助力器载荷感觉器载荷感觉器调整片效应机构调整片效应机构 液压助力器液压助力器A、构造、构造B.工作原理工作原理C.应急状态应急状态D D、助力器特性分析、助力器特性分析快速性快速性 灵敏性灵敏性 稳定性稳定性 灵敏特性灵敏特性灵敏特性灵敏特性稳定特性稳定特性稳定特性稳定特性 载荷感觉器载荷感觉器载荷感觉器功用：1.1.无回力的助力操纵系统中，使飞行员能从驾驶杆上感无回力的助力操纵系统中，使飞行员能从驾驶杆上感受到力；受到力；2.2.有回力的助力操纵系统中，在舵面铰链力矩较小时，有回力的助力操纵系统中，在舵面铰链力矩较小时，使驾驶杆不致过使驾驶杆不致过“轻轻”。载荷感觉器类型：1.1.弹簧载荷感觉器弹簧载荷感觉器2.2.气动液压载荷感觉器气动液压载荷感觉器载荷感觉器刚度：1.1.小杆位移时，要求刚度大小杆位移时，要求刚度大2.2.大杆位移时，要求刚度小大杆位移时，要求刚度小FW弹簧载荷感觉器构造弹簧载荷感觉器构造FW调整片效应机构调整片效应机构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调整片效应调整片效应机构机构3.电力驱动电力驱动n n 原理与液压助力操纵相似，用电助力器代替原理与液压助力操纵相似，用电助力器代替液压助力器，控制方式各种电门液压助力器，控制方式各种电门n n缺点：工作缺点：工作 速度低于液压系统的，输出力有速度低于液压系统的，输出力有限制限制n n应用：辅助操纵系统的备用形式，或运动速应用：辅助操纵系统的备用形式，或运动速较缓的系统较缓的系统(水平安定面的配平水平安定面的配平)2.3 典型飞机操纵系统典型飞机操纵系统 副翼副翼副翼副翼 横滚操纵横滚操纵横滚操纵横滚操纵 主操纵系统主操纵系统 升降舵升降舵升降舵升降舵 俯仰操纵俯仰操纵俯仰操纵俯仰操纵 方向舵方向舵方向舵方向舵 偏航操纵偏航操纵偏航操纵偏航操纵 襟翼、缝翼襟翼、缝翼襟翼、缝翼襟翼、缝翼 增升装置操纵增升装置操纵增升装置操纵增升装置操纵辅助操纵系统辅助操纵系统 扰流板扰流板扰流板扰流板 扰流板操纵扰流板操纵扰流板操纵扰流板操纵 安定面安定面安定面安定面 配平操纵配平操纵配平操纵配平操纵 2.3.2 横滚操纵系统横滚操纵系统副翼操纵副翼操纵n 并列式柔性互联驾驶盘操纵机构并列式柔性互联驾驶盘操纵机构n 输入机构输入机构n 横滚操纵的特点横滚操纵的特点 使用两个独立的液压助力器驱动副翼；使用两个独立的液压助力器驱动副翼；驾驶盘转动超过一定角度后，飞行扰流板随副翼成比驾驶盘转动超过一定角度后，飞行扰流板随副翼成比例运动；例运动；内、外侧飞行扰流板分别由两套液压系统供压；内、外侧飞行扰流板分别由两套液压系统供压；液压失效时可利用机械传动对副翼进行操纵；副翼或液压失效时可利用机械传动对副翼进行操纵；副翼或扰流板机械传动线路卡阻时可加力转动驾驶盘旁通故障扰流板机械传动线路卡阻时可加力转动驾驶盘旁通故障线路；线路；副翼配平电门通过配平电机使副翼重新定中立位，从副翼配平电门通过配平电机使副翼重新定中立位，从而消除感力；而消除感力；大型客机常采用混合副翼：大型客机常采用混合副翼：v内副翼：全速副翼内副翼：全速副翼v外副翼：低速副翼外副翼：低速副翼双套机械传动线路双套机械传动线路内、外侧飞行扰流板分别由两套液压系统供压；内、外侧飞行扰流板分别由两套液压系统供压；驾驶盘转动超过一定角度后，飞行扰流板随副驾驶盘转动超过一定角度后，飞行扰流板随副驾驶盘转动超过一定角度后，飞行扰流板随副驾驶盘转动超过一定角度后，飞行扰流板随副翼成比例运动；翼成比例运动；翼成比例运动；翼成比例运动；液压失效时可利用机械传动对副翼进行操液压失效时可利用机械传动对副翼进行操纵；纵；副翼或扰流板机械传动线路卡阻时可加力转动副翼或扰流板机械传动线路卡阻时可加力转动驾驶盘旁通故障线路；驾驶盘旁通故障线路；感觉定中机构和与副翼配平感觉定中机构和与副翼配平作用n nFeelFeel：转动驾驶盘，产生感觉力；：转动驾驶盘，产生感觉力；n nCentering Centering：松开驾驶盘，系统定中；：松开驾驶盘，系统定中；n nTrimming Trimming：配平操纵期间，系统重新定中，维：配平操纵期间，系统重新定中，维持飞机的起动力平衡持飞机的起动力平衡;n nAileron trim indicator Aileron trim indicator 大型客机常采用混合副翼：大型客机常采用混合副翼：v内副翼：全速副翼内副翼：全速副翼v外副翼：低速副翼外副翼：低速副翼2.3.2 俯仰操纵系统俯仰操纵系统升降舵操纵升降舵操纵MACH TRIM 升降舵操纵系统组成升降舵操纵系统组成输出扭力管输出扭力管:双套独立液压系统操纵升降舵双套独立液压系统操纵升降舵接助力器接助力器接升降舵接升降舵 升降舵感觉和定中机构升降舵感觉和定中机构动压载荷感觉装置动压载荷感觉装置除具有弹簧式感觉定中机除具有弹簧式感觉定中机构的特性外，还可以将空速信号引进，即随飞构的特性外，还可以将空速信号引进，即随飞行速度增加，驾驶员感觉力也会增加；行速度增加，驾驶员感觉力也会增加；升降舵动压感觉机构升降舵动压感觉机构，感觉作动筒；，感觉作动筒；水平安定面移动或马赫配平机构工作水平安定面移动或马赫配平机构工作改变改变定中机构壳体位置，使得升降舵和驾驶杆移动定中机构壳体位置，使得升降舵和驾驶杆移动到新中立位置。到新中立位置。马赫配平马赫配平马赫配平马赫配平飞机以高马赫数飞行时，跨音速效应使飞机机头飞机以高马赫数飞行时，跨音速效应使飞机机头飞机以高马赫数飞行时，跨音速效应使飞机机头飞机以高马赫数飞行时，跨音速效应使飞机机头自动下沉。自动下沉。自动下沉。自动下沉。马赫配平系统可提供飞机在高马赫数飞行时的稳马赫配平系统可提供飞机在高马赫数飞行时的稳马赫配平系统可提供飞机在高马赫数飞行时的稳马赫配平系统可提供飞机在高马赫数飞行时的稳定性：当飞行马赫数达到产生自动下俯现象的数定性：当飞行马赫数达到产生自动下俯现象的数定性：当飞行马赫数达到产生自动下俯现象的数定性：当飞行马赫数达到产生自动下俯现象的数值时，马赫数配平系统自动操纵升降舵向上偏转值时，马赫数配平系统自动操纵升降舵向上偏转值时，马赫数配平系统自动操纵升降舵向上偏转值时，马赫数配平系统自动操纵升降舵向上偏转一个角度，从而避免自动下俯。一个角度，从而避免自动下俯。一个角度，从而避免自动下俯。一个角度，从而避免自动下俯。马赫配平系统马赫配平系统2.3.3 偏航操纵系统偏航操纵系统方向舵操纵方向舵操纵n n飞机协调转弯飞机协调转弯飞机协调转弯飞机协调转弯 操纵飞机转弯时，需要靠副翼和升降舵协调转弯操纵飞机转弯时，需要靠副翼和升降舵协调转弯操纵飞机转弯时，需要靠副翼和升降舵协调转弯操纵飞机转弯时，需要靠副翼和升降舵协调转弯n n偏航阻尼器偏航阻尼器偏航阻尼器偏航阻尼器n n功用功用功用功用n n消除飘摆（荷兰滚）消除飘摆（荷兰滚）消除飘摆（荷兰滚）消除飘摆（荷兰滚）n n工作原理工作原理工作原理工作原理n n偏航阻尼器根据空速信号和方向舵侧滑角加速度信偏航阻尼器根据空速信号和方向舵侧滑角加速度信偏航阻尼器根据空速信号和方向舵侧滑角加速度信偏航阻尼器根据空速信号和方向舵侧滑角加速度信号，适时提供指令使方向舵相对飘摆振荡方向偏转，号，适时提供指令使方向舵相对飘摆振荡方向偏转，号，适时提供指令使方向舵相对飘摆振荡方向偏转，号，适时提供指令使方向舵相对飘摆振荡方向偏转，增大偏航运动阻尼，消除飘摆增大偏航运动阻尼，消除飘摆增大偏航运动阻尼，消除飘摆增大偏航运动阻尼，消除飘摆。n n偏航阻尼器驱动方向舵的偏转角小于脚蹬操纵的方向偏航阻尼器驱动方向舵的偏转角小于脚蹬操纵的方向偏航阻尼器驱动方向舵的偏转角小于脚蹬操纵的方向偏航阻尼器驱动方向舵的偏转角小于脚蹬操纵的方向舵偏转角舵偏转角舵偏转角舵偏转角偏航阻尼器偏航阻尼器2.4 辅助操纵系统辅助操纵系统飞机辅助操纵系统与主操纵系统不同，操纵时不给驾驶员提供操纵力和位移的感觉，但驾驶员必须知道辅助操纵面的位置，故需设位置指示器或指示灯。辅助操纵系统工作中的特点是：当操纵当操纵面被操纵到需要的位置后，不会在空气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。动力作用下返回原来位置。功用：改善操纵性功用：改善操纵性，提高飞机飞行性能，提高飞机飞行性能2.4.1 增升装置增升装置n n前缘装置n n前缘襟翼（前缘襟翼（LE flapsLE flaps）n n前缘缝翼（前缘缝翼（LE slatsLE slats）n n后缘装置n n后缘襟翼（后缘襟翼（TE flapsTE flaps）一般为后退式开缝襟翼一般为后退式开缝襟翼前缘缝翼前缘缝翼前缘缝翼前缘缝翼前缘襟翼前缘襟翼前缘襟翼前缘襟翼可鲁格襟翼可鲁格襟翼后缘襟翼后缘襟翼开裂式襟翼开裂式襟翼后退式襟翼后退式襟翼1.襟翼操纵襟翼操纵n n操纵机构n n小飞机襟翼一般采用电动收放。小飞机襟翼一般采用电动收放。n n襟翼手柄（少数为弹性电门）襟翼手柄（少数为弹性电门）n n常有多个位置，用于起飞、巡航、着陆等。常有多个位置，用于起飞、巡航、着陆等。n n操纵n n前缘装置往往作为后缘襟翼的随动装置；前缘装置往往作为后缘襟翼的随动装置；n n起飞前根据要求放襟翼起飞前根据要求放襟翼n n必须通过襟翼指位表（而不是襟翼手柄位置）来判必须通过襟翼指位表（而不是襟翼手柄位置）来判断襟翼实际位置断襟翼实际位置n n如果未放好襟翼，起飞时可能导致飞机失速如果未放好襟翼，起飞时可能导致飞机失速n n某些大型客机在没有放好襟翼情况下推油门起飞，某些大型客机在没有放好襟翼情况下推油门起飞，可能导致起飞形态警告可能导致起飞形态警告n n起飞后按速度计划收襟翼起飞后按速度计划收襟翼n n爬升、巡航、下降通常不放襟翼爬升、巡航、下降通常不放襟翼n n着陆后按速度计划放襟翼着陆后按速度计划放襟翼不同阶段增升装置不同阶段增升装置的位置的位置巡航巡航起飞起飞着陆着陆n n操纵n n一旦复飞一旦复飞n n应按程序收襟翼到复飞要求位置。应按程序收襟翼到复飞要求位置。n n若出现若出现“襟翼差动襟翼差动”或或“部分或全部襟翼放部分或全部襟翼放不下不下”或结冰等非正常情况时或结冰等非正常情况时n n首先应控制住飞机姿态；首先应控制住飞机姿态；n n然后按相应机型然后按相应机型QRHQRH（快速检查单）处置。（快速检查单）处置。2.襟翼保护襟翼保护n n差动保护差动保护n n襟翼差动的概念襟翼差动的概念n n两边襟翼放下角度明显不一致。两边襟翼放下角度明显不一致。n n危害危害n n飞机横滚；飞机横滚；n n横侧控制困难甚至无法控制；横侧控制困难甚至无法控制；n n如控制不及时，极易导致飞行事故。如控制不及时，极易导致飞行事故。n n襟翼差动保护襟翼差动保护n n当襟翼放下时如两边出现差动并达到大约当襟翼放下时如两边出现差动并达到大约5 5度时，差动保护装度时，差动保护装置使襟翼停止放下。置使襟翼停止放下。n n过载保护过载保护n n襟翼载荷限制器，防止过大气动载荷损伤襟翼襟翼载荷限制器，防止过大气动载荷损伤襟翼3.襟翼位置指示襟翼位置指示n n后缘襟翼位置指示器后缘襟翼位置指示器n n前缘位置指示器前缘位置指示器前缘襟翼和缝翼位置灯前缘襟翼和缝翼位置灯n n襟翼有收起和伸出两个位置；襟翼有收起和伸出两个位置；缝翼有收起、伸出、完全伸出三个位置；缝翼有收起、伸出