飞行操纵系统.pptx

飞飞机机系系统统原原理理 民用航空系 刘磊 课程安排总学时：总学时：56 学时（学时（414周周,1718周）周）课堂讲授课堂讲授 ：54学时学时机场飞机参观机场飞机参观 ：1次（次（2学时）学时）课程设计：一周课程设计：一周 停课停课考试考试 19周周 平时成绩平时成绩 30%试卷成绩试卷成绩 70%课程设计课程设计 单独算分单独算分 2024/6/17 周一周一2飞机系统原理飞机系统原理课程主要内容第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 飞行操纵系统飞行操纵系统第三章第三章 液压系统液压系统第四章第四章 起落架系统起落架系统第五章第五章 空调系统空调系统第六章第六章 燃油系统燃油系统第七章第七章 防火系统防火系统第八章第八章 放冰和排雨系统放冰和排雨系统第九章第九章 灯光和氧气系统灯光和氧气系统第十章第十章 设施、设备与水系统设施、设备与水系统 2024/6/17 周一周一3飞机系统原理飞机系统原理第二章 飞行操纵系统2024/6/17 周一周一4飞机系统原理飞机系统原理2.1 飞行操纵系统概述飞行操纵系统概述 2.2 中央操纵机构中央操纵机构 2.3 传动系统传动系统 2.4 舵面驱动装置舵面驱动装置 2.5 典型飞机操纵系统典型飞机操纵系统 2.6 飞行操纵警告系统飞行操纵警告系统1.定义定义：飞机飞行操纵系统是飞机上飞机飞行操纵系统是飞机上用来传递操纵指令，驱动舵用来传递操纵指令，驱动舵面运动的所有部件和装置的面运动的所有部件和装置的总合，用于飞机飞行姿态、总合，用于飞机飞行姿态、气动外形、乘坐品质的控制气动外形、乘坐品质的控制。2.1 飞行操纵系统概述2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 2024/6/17 周一周一5飞机系统原理飞机系统原理2.操纵系统功用操纵系统功用 驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机绕驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机绕纵轴、纵轴、横轴横轴和和立轴立轴旋转，以完成对飞机的飞行状态控制旋转，以完成对飞机的飞行状态控制。2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 2024/6/17 周一周一6飞机系统原理飞机系统原理飞行操纵系统分为三个环节：飞行操纵系统分为三个环节：飞行操纵系统分为三个环节：飞行操纵系统分为三个环节：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 产生操纵指令产生操纵指令 传递操纵指令传递操纵指令 驱动舵面运动驱动舵面运动2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 2024/6/17 周一周一7飞机系统原理飞机系统原理3、飞行操纵系统分类、飞行操纵系统分类（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，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，其操纵信号由，其操纵信号由系统本身系统本身产生，对飞产生，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。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。2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 2024/6/17 周一周一8飞机系统原理飞机系统原理（2）根据）根据信号传递方式信号传递方式分类分类 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 电传操纵系统电传操纵系统 电缆传递电缆传递（3）根据）根据驱动舵面运动方式驱动舵面运动方式分类分类 简单机械操纵系统简单机械操纵系统(无助力无助力)依靠驾驶员体力克服铰链力矩驱动舵面依靠驾驶员体力克服铰链力矩驱动舵面 分为硬式和软式分为硬式和软式 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/无回力）无回力）电驱动电驱动2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 2024/6/17 周一周一9飞机系统原理飞机系统原理（4 4）根据）根据）根据）根据舵面的类型舵面的类型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 2024/6/17 周一周一10飞机系统原理飞机系统原理2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 偏航偏航俯仰俯仰横滚横滚2024/6/17 周一周一11飞机系统原理飞机系统原理2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 B737 副翼及其调整片副翼及其调整片 A320 扰流板扰流板 2024/6/17 周一周一12飞机系统原理飞机系统原理2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 2024/6/17 周一周一13飞机系统原理飞机系统原理副翼副翼 后缘缝翼后缘缝翼扰流板扰流板2.1.1 操纵系统定义及分类操纵系统定义及分类 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。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；应有应有极限偏转角度止动器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。2024/6/17 周一周一14飞机系统原理飞机系统原理2.1.2 对操纵系统的要求对操纵系统的要求 2.1 飞行操纵系统概述p用于锁住传动机构某个部位，从而防止舵面移动。用于锁住传动机构某个部位，从而防止舵面移动。p常位于驾驶舱内。常位于驾驶舱内。内部舵面锁2024/6/17 周一周一15飞机系统原理飞机系统原理2.1.2 对操纵系统的要求对操纵系统的要求操纵机构锁pp用于锁住操纵机构，从而防止舵面和传动机构移动。用于锁住操纵机构，从而防止舵面和传动机构移动。用于锁住操纵机构，从而防止舵面和传动机构移动。用于锁住操纵机构，从而防止舵面和传动机构移动。2024/6/17 周一周一16飞机系统原理飞机系统原理2.1.2 对操纵系统的要求对操纵系统的要求 2.2 中央操纵机构 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：驾驶杆手操纵机构：驾驶杆/驾驶盘驾驶盘控制控制副翼副翼和和升降舵升降舵脚操纵机构：脚蹬脚操纵机构：脚蹬控制控制方向舵方向舵2024/6/17 周一周一17飞机系统原理飞机系统原理2.2.1 手操纵机构手操纵机构1.驾驶驾驶杆式杆式手操纵机构手操纵机构推、拉杆推、拉杆 升降舵；升降舵；左、右压杆左、右压杆 副翼。副翼。横纵向操纵的独立性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。2024/6/17 周一周一18飞机系统原理飞机系统原理 2.2 中央操纵机构 图2.1 驾驶杆式手操纵机构图 独立性分析独立性分析驾驶杆左右摆时，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！2024/6/17 周一周一19飞机系统原理飞机系统原理2.2.1 手操纵机构手操纵机构图图2.2 驾驶杆式手操纵机构原理驾驶杆式手操纵机构原理 1.1.驾驶驾驶杆式杆式手操纵机构手操纵机构 推、拉推、拉 升降舵；升降舵；左、右转动左、右转动 副翼副翼。独立性分析独立性分析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；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-a是重合的，钢索不会绷是重合的，钢索不会绷紧或放松，不会使副翼偏转紧或放松，不会使副翼偏转。2024/6/17 周一周一20飞机系统原理飞机系统原理2.2.1 手操纵机构手操纵机构2.2.驾驶驾驶盘式盘式手操纵机构手操纵机构图图2.3 驾驶盘式手操纵机构驾驶盘式手操纵机构 驾驶杆驾驶杆 结构简单，便于操纵，但是不便于增大驾驶杆倾斜角结构简单，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；的的办法来减小操纵副翼时的杆力；适用于机动性能较好而操纵时费力较小（或装有助力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。器）的飞机。驾驶盘驾驶盘 结构复杂，但可以从过增大驾驶盘的转角，使操纵副结构复杂，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；翼胜利，但是时间长；适用于操纵时费力较大而机动性能要求较低的中型和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。大型飞机。2024/6/17 周一周一21飞机系统原理飞机系统原理2.2.1 手操纵机构手操纵机构杆式和盘式比较杆式和盘式比较 侧杆操纵器：侧杆操纵器：输入力信号，输出电信号输入力信号，输出电信号的小型侧置手操纵机构的小型侧置手操纵机构。可以代替驾驶杆或驾驶盘。它前后、左右摆动发出互不干扰的电信可以代替驾驶杆或驾驶盘。它前后、左右摆动发出互不干扰的电信号，通过电传操纵系统使飞机产生纵向和横向运动。号，通过电传操纵系统使飞机产生纵向和横向运动。2024/6/17 周一周一22飞机系统原理飞机系统原理2.2.1 手操纵机构手操纵机构3.3.侧杆侧杆操纵机构操纵机构 “阵风”飞机驾驶室的双侧侧杆操纵器1.平放式脚蹬平放式脚蹬脚蹬安装在由两根横杆和两脚蹬安装在由两根横杆和两根脚蹬杆组成的平行四边形根脚蹬杆组成的平行四边形机构上；机构上；登脚蹬时，两根横杆绕中间登脚蹬时，两根横杆绕中间轴转动，经钢索或传动杆等轴转动，经钢索或传动杆等传动，使方向舵偏转。传动，使方向舵偏转。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。2024/6/17 周一周一23飞机系统原理飞机系统原理2.2.2 脚操纵机构脚操纵机构 2.2 中央操纵机构 图图2.4 脚蹬平方式脚操纵机构脚蹬平方式脚操纵机构2.立放式脚蹬立放式脚蹬蹬脚蹬时，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向舵偏转；等构件的传动使方向舵偏转；由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作是协调的！由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作是协调的！2024/6/17 周一周一24飞机系统原理飞机系统原理2.2.2 脚操纵机构脚操纵机构图图2.5 脚蹬立方式脚操纵机构脚蹬立方式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杆驾驶盘驾驶盘平平放放式式脚脚蹬蹬平放式脚蹬为了取得较平放式脚蹬为了取得较大的操纵力臂，两脚蹬大的操纵力臂，两脚蹬之间距离较大；之间距离较大；与左右活动范围较大的与左右活动范围较大的驾驶杆驾驶杆配合使用！配合使用！立立放放式式脚脚蹬蹬通过增长与脚蹬连接的通过增长与脚蹬连接的摇臂来获得足够的操纵摇臂来获得足够的操纵力臂的，两脚蹬之间距力臂的，两脚蹬之间距离较小；离较小；多与多与驾驶盘驾驶盘配合使用！配合使用！2024/6/17 周一周一25飞机系统原理飞机系统原理2.2.2 脚操纵机构脚操纵机构驾驶盘和脚蹬示意图驾驶盘和脚蹬示意图2024/6/17 周一周一26飞机系统原理飞机系统原理2.2.2 脚操纵机构脚操纵机构后拉驾驶盘，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；左转驾驶盘，左副翼上偏，右副翼下偏，飞机左倾；左转驾驶盘，左副翼上偏，右副翼下偏，飞机左倾；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；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。2024/6/17 周一周一27飞机系统原理飞机系统原理 2.2 中央操纵机构 2.2.3 飞行主操纵原理飞行主操纵原理2024/6/17 周一周一28飞机系统原理飞机系统原理 2.3 传动系统 传动系统作用：将操纵机构的信号传送到舵面或助力器。传动系统作用：将操纵机构的信号传送到舵面或助力器。简单机械操纵系统中，传动由机械机构来完成，称为传简单机械操纵系统中，传动由机械机构来完成，称为传动机构；动机构；助力操纵系统和电传操纵系统中，传动是由一些机构和助力操纵系统和电传操纵系统中，传动是由一些机构和部件组成称为传动装置或传动系统。部件组成，称为传动装置或传动系统。分类分类：机械传动机构机械传动机构软式传动软式传动硬式传动硬式传动混合传动混合传动电传操纵机构电传操纵机构 软式传动软式传动：靠钢索张力传递操纵力，必须有两个钢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，一根主动，一根被动。索构成回路，轮流起作用，一根主动，一根被动。2024/6/17 周一周一29飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 图2.5 软式传动系统软式传动应用软式传动应用软式传动应用软式传动应用：某些小型飞机，大型运输机：某些小型飞机，大型运输机：某些小型飞机，大型运输机：某些小型飞机，大型运输机2024/6/17 周一周一30飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 硬式传动系统 硬式式传动：硬式式传动：靠传动杆传动操纵力，传动杆受拉力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，刚度较大。或压力。传动杆由金属制成，刚度较大。2024/6/17 周一周一31飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 硬式传动应用：硬式传动应用：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）高速飞机（如战斗机）高速飞机（如战斗机）2024/6/17 周一周一32飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 2024/6/17 周一周一33飞机系统原理飞机系统原理优点优点缺点缺点软软式式构造简单，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！硬硬式式刚度较大；刚度较大；铰接点用滚珠轴承减小铰接点用滚珠轴承减小摩擦力，并消除间隙；摩擦力，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！混混合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！机械传动机构比较机械传动机构比较2.3.1 机械传动机构机械传动机构 1.软式传动机构主要构件软式传动机构主要构件（1）钢索）钢索 钢索由钢丝编成，钢索由钢丝编成，只承受拉力，不能承受压力只承受拉力，不能承受压力。在。在软式传动机构中，用两根钢索构成回路，以保证舵面能软式传动机构中，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在两个相反的方向偏转.钢索的构造和规格钢索的构造和规格 材料材料：碳素钢或不锈钢，碳素钢表面通常包锌镀锡；：碳素钢或不锈钢，碳素钢表面通常包锌镀锡；构造构造：一束钢索按螺旋形或锥盘型，扭织成股，然后：一束钢索按螺旋形或锥盘型，扭织成股，然后一股为中心，其余各股汇合编织成钢索；一股为中心，其余各股汇合编织成钢索；型号规格型号规格：钢丝股数：钢丝股数*每股钢丝根数每股钢丝根数 7*7,7*19 直径直径：1/16到到3/8in，直径相同，股数、钢丝数越多柔，直径相同，股数、钢丝数越多柔性越好。性越好。2024/6/17 周一周一34飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 1.软式传动机构主要构件软式传动机构主要构件2024/6/17 周一周一35飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 钢索的构造和规格钢索的构造和规格 7*7，中等柔曲，中等柔曲度，一般用于度，一般用于舵面调整片操舵面调整片操纵，发动机控纵，发动机控制，控制信息制，控制信息指示。指示。7*19，柔曲度，柔曲度较好，一般用较好，一般用于一级飞行操于一级飞行操纵系统及要在纵系统及要在滑轮上经常运滑轮上经常运动的传动环节。动的传动环节。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）A.A.弹性间隙弹性间隙弹性间隙弹性间隙 钢索承受拉力时，容易伸长。由于操纵系统的钢索承受拉力时，容易伸长。由于操纵系统的钢索承受拉力时，容易伸长。由于操纵系统的钢索承受拉力时，容易伸长。由于操纵系统的弹性变形而产生的弹性变形而产生的弹性变形而产生的弹性变形而产生的“间隙间隙间隙间隙”称为弹性间隙；称为弹性间隙；称为弹性间隙；称为弹性间隙；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；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；pp 解决：解决：解决：解决：钢索预紧钢索预紧钢索预紧钢索预紧装配时先预先拉紧钢索装配时先预先拉紧钢索装配时先预先拉紧钢索装配时先预先拉紧钢索2024/6/17 周一周一36飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 B.钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化 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。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。p解决：解决：松紧螺套（小型飞机）松紧螺套（小型飞机）钢索张力自动调节器钢索张力自动调节器封闭式钢索封闭式钢索2024/6/17 周一周一37飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 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）设备一：设备一：松紧螺套松紧螺套作用：作用：调整钢索的预张力调整钢索的预张力装配注意事项：装配注意事项：将螺套两端的接头同时拧上螺纹；将螺套两端的接头同时拧上螺纹；调整后检查拧入深度，露在套外的螺纹不得超过三牙；调整后检查拧入深度，露在套外的螺纹不得超过三牙；完成工作后，按规定打保险。完成工作后，按规定打保险。2024/6/17 周一周一38飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 B.B.钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化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）设备二：设备二：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，使其不受机体外载荷和温度的使其不受机体外载荷和温度的影响。影响。标尺标尺上盖上盖2024/6/17 周一周一39飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 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）B.B.钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化安装螺杆安装螺杆操纵钢索操纵钢索安装底座安装底座设备三：设备三：封闭式钢索封闭式钢索 构成：由普通的挠性钢索和挤压在钢索上面的铝管构成：由普通的挠性钢索和挤压在钢索上面的铝管构成，钢管将钢索封闭在里面；构成，钢管将钢索封闭在里面；作用：铝管挤压在普通钢索上，使其张力受温度变作用：铝管挤压在普通钢索上，使其张力受温度变化的影响减小，因此由温度引起的张力变化小于普通化的影响减小，因此由温度引起的张力变化小于普通钢索。钢索。用于一些大型飞机上比较长比较直的线段。需要按用于一些大型飞机上比较长比较直的线段。需要按需更换。需更换。2024/6/17 周一周一40飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 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）B.B.钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化C.C.钢索断丝和腐蚀钢索断丝和腐蚀断丝断丝：滑轮部位，钢索导向器部位：滑轮部位，钢索导向器部位 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。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。防护防护: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，以防渗透地板腐蚀操纵系统钢索。透地板腐蚀操纵系统钢索。b.加强维护检查。加强维护检查。2024/6/17 周一周一41飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 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）（2）滑轮）滑轮材料：胶木或硬铝制成材料：胶木或硬铝制成作用：作用：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。支点处装有滚珠轴承支点处装有滚珠轴承2024/6/17 周一周一42飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 1.软式传动机构主要构件软式传动机构主要构件（3）扇形轮）扇形轮又称扇形摇臂又称扇形摇臂作用：作用：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。2024/6/17 周一周一43飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 1.软式传动机构主要构件软式传动机构主要构件支点处装有滚珠轴承支点处装有滚珠轴承（4）钢索导向装置）钢索导向装置 作用：保护钢索，保持钢索维持，防止钢索松脱、卡阻。作用：保护钢索，保持钢索维持，防止钢索松脱、卡阻。2024/6/17 周一周一44飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 1.软式传动机构主要构件软式传动机构主要构件（1）传动杆）传动杆硬式传动机构中的操纵力由传动杆传递，传动杆可承受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。拉力和压力。传动杆的刚度较大。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。调整接头端传动杆两端有接头，其一端的接头可以调整。调整接头端部有部有检查小孔检查小孔，把传动杆调长时，接头螺杆的末端不应超，把传动杆调长时，接头螺杆的末端不应超过小孔的位置。过小孔的位置。空心的传动杆需要排水孔空心的传动杆需要排水孔失效形式失效形式失稳！失稳！2.硬式传动机构主要构件硬式传动机构主要构件2024/6/17 周一周一45飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 （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。2024/6/17 周一周一46飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 2.硬式传动机构主要构件硬式传动机构主要构件 作用作用 支持传动杆；支持传动杆；改变传动力的大小；改变传动力的大小；改变位移；改变位移；改变传动速度；改变传动速度；改变传动方向；改变传动方向；实现差动操纵。实现差动操纵。2024/6/17 周一周一47飞机系统原理飞机系统原理（2）摇臂）摇臂2.3.1 机械传动机构机械传动机构 2.硬式传动机构主要构件硬式传动机构主要构件传动方向的改变传动方向的改变2024/6/17 周一周一48飞机系统原理飞机系统原理（2）摇臂）摇臂2.3.1 机械传动机构机械传动机构 2.硬式传动机构主要构件硬式传动机构主要构件所谓差动，就是当所谓差动，就是当驾驶杆前后（或左右）偏转的同一角驾驶杆前后（或左右）偏转的同一角度时，升降舵（或副翼）上下（或左右）偏转的角度不度时，升降舵（或副翼）上下（或左右）偏转的角度不同。同。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。2024/6/17 周一周一49飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 2.硬式传动机构主要构件硬式传动机构主要构件（2）摇臂）摇臂差动摇臂差动摇臂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；功用：功用：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；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。2024/6/17 周一周一50飞机系统原理飞机系统原理（3）导向滑轮）导向滑轮 2.3.1 机械传动机构机械传动机构 2.硬式传动机构主要构件硬式传动机构主要构件3.传动系数和非线性机构传动系数和非线性机构 （1）传动系数：）传动系数：传动系数传动系数K是指是指舵偏角舵偏角与与杆位移杆位移X的比值的比值。或或驾驶杆输入的功驾驶杆输入的功与与克服铰链力矩使舵面偏转的功克服铰链力矩使舵面偏转的功。2024/6/17 周一周一51飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 含义含义 ：K大表示飞机操纵灵敏性大表示飞机操纵灵敏性好，操纵飞机费力；好，操纵飞机费力；K小表示操纵灵敏性差小表示操纵灵敏性差，操纵飞机省力。操纵飞机省力。操纵系统的传动比是操纵系统的另一个参数，其操纵系统的传动比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！大小由驾驶杆和各摇臂的传动比决定！2024/6/17 周一周一52飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 （2）非线性机构）非线性机构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，小舵面偏角小时，传动系数大，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！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。2024/6/17 周一周一53飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 4.电传操纵系统电传操纵系统(1)电传操纵系统的提出电传操纵系统的提出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；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！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：余度技术多套系统多套系统/通道，监控装置通道，监控装置2024/6/17 周一周一54飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 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故障监控、信号表决的能力。对组成系统的各个部分具有故障监控、信号表决的能力。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，必须具有故障隔离故障隔离的能力。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。次故障还能工作的能力。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，它具有重新组织余下的完好部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，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。2024/6/17 周一周一55飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 4.电传操纵系统电传操纵系统（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2024/6/17 周一周一56飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 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2024/6/17 周一周一57飞机系统原理飞机系统原理（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：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！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2024/6/17 周一周一58飞机系统原理飞机系统原理2.3.1 机械传动机构机械传动机构 2.4.1 简单机械式操纵系统简单机械式操纵系统2.4.2 助力液压操纵系统助力液压操纵系统2.4.3 电力驱动系统电力驱动系统2024/6/17 周一周一59飞机系统原理飞机系统原理 2.4 舵面驱动装置 概念概念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；操纵信号和操纵力同时由机械传动机构直接传递到舵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。面使其按要求偏转的操纵系统。1/2V2PS杆舵eY舵舵2024/6/17 周一周一60飞机系统原理飞机系统原理 2.4 舵面驱动装置 2.4.1 简单机械式操纵系统简单机械式操纵系统 应用应用 小型低速飞机（速度及舵面尺寸较小，所需操纵力小，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）驾驶员体力足以克服）中大型飞机的备份操纵中大型飞机的备份操纵2024/6/17 周一周一61飞机系统原理飞机系统原理 2.4 舵面驱动装置 2.4.1 简单机械式操纵系统简单机械式操纵系统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！当舵面铰链力矩变得很大时，即使利用当时的空气动力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）力保持在规定的范围补偿法，也不能使驾驶杆（脚蹬）力保持在规定的范围之内：之内：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！2024/6/17 周一周一62飞机系统原理飞机系统原理 2.4 舵面驱动装置 2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统2.助力机械操纵系统的分类助力机械操纵系统的分类有回力的助力机械操纵系统有回力的助力机械操纵系统 无回力无回力助力机械操纵系统助力机械操纵系统2024/6/17 周一周一63飞机系统原理飞机系统原理 2.4 舵面驱动装置 2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统2024/6/17 周一周一64飞机系统原理飞机系统原理2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统有回力的助力机械操纵系统有回力的助力机械操纵系统载荷感觉器载荷感觉器回力连杆回力连杆助力器助力器2024/6/17 周一周一65飞机系统原理飞机系统原理2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统 无回力助力机械操纵系统无回力助力机械操纵系统液压助力器液压助力器载荷感觉器载荷感觉器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（1）液压助力器）液压助力器（2）载荷感觉器）载荷感觉器（3）调整片效应机构）调整片效应机构2024/6/17 周一周一66飞机系统原理飞机系统原理 2.4 舵面驱动装置 2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统（1）液压助力器液压助力器 构造构造2024/6/17 周一周一67飞机系统原理飞机系统原理2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统外筒外筒 传动活塞传动活塞 配油柱塞配油柱塞连通活门连通活门来油来油 回油回油限动片限动片 工作原理工作原理2024/6/17 周一周一68飞机系统原理飞机系统原理2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统（1）液压助力器液压助力器 应急状态应急状态应急状态应急状态2024/6/17 周一周一69飞机系统原理飞机系统原理2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统（1）液压助力器液压助力器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 pp 灵敏特性灵敏特性灵敏特性灵敏特性2024/6/17 周一周一70飞机系统原理飞机系统原理2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统（1）液压助力器液压助力器pp快速特性快速特性快速特性快速特性2024/6/17 周一周一71飞机系统原理飞机系统原理pp 稳定特性稳定特性稳定特性稳定特性2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统（1）液压助力器液压助力器（2）载荷感觉器载荷感觉器功用功用：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”。类型类型：1.1.弹簧载荷感觉器弹簧载荷感觉器：采用不同刚度的弹簧协调工作；：采用不同刚度的弹簧协调工作；2.2.气动、液压载荷感觉器气动、液压载荷感觉器：按动压调节载荷机构的载荷：按动压调节载荷机构的载荷梯度。梯度。刚度要求刚度要求：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2024/6/17 周一周一72飞机系统原理飞机系统原理2.4.2 助力机械操纵系统助力机械操纵系统 弹簧载荷感觉器弹簧载荷感觉器2024/6/17 周一周一73飞机系统原理飞机系统原