飞机结构与系统(第八章 飞行操纵系统)
飞机飞行操纵系统
安全问题
安全标准
01
确保飞行操纵系统符合国际国内安全标准，系统进行严格质量
控制测试。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
冗余设计
02
防止单一故障导致系统失效，采冗余设计，增加系统可靠性安
全性。
紧急备份系统
03
紧急情况提供备份操纵系统，确保飞行员能够控制飞机并采取
必紧急措施。
技术更新问题
持续研发
断投入研发资源，更新改进飞行操纵系统，满足航空工业发展需 求。
电动操纵系统
电动操纵系统通过电动机传动装置将飞行员操作指令传递 舵面，实现飞行姿态航向操纵。
电动操纵系统优点结构简单、可靠性高、维护成本低，且 易实现自动控制远程操控。现代飞机中，电动操纵系统已 经成主流飞行操纵系统之一。
气压操纵系统
气压操纵系统利气压差将飞行员操作指令传递舵面，实现飞行姿态航向操纵。
发展历程
飞机飞行操纵系统经历从简单机械式复杂电传式演变，技术 断升级换代，提高飞机安全性机动性能。
趋势
未飞行操纵系统发展将更加注重智能化、自主化、复合控制 等方面，提高飞机自主飞行能力适应复杂环境能力。随着无 驾驶技术断发展，无机飞行操纵系统也将成研究重方向。
02
飞行操纵系统种类
机械操纵系统
机械操纵系统最早飞行操纵系统，通过钢索、滑轮连杆等机 械部件将飞行员操作指令传递飞机各舵面，实现飞行姿态航 向操纵。
飞机飞行操纵系统
目 录
• 飞机飞行操纵系统概述 • 飞行操纵系统种类 • 飞行操纵系统关键技术 • 飞行操纵系统应 • 飞行操纵系统挑战与解决方案 • 未飞行操纵系统发展趋势
01
飞机飞行操纵系统概述
定与功能
定
飞机飞行操纵系统指控制飞机飞行姿 态轨迹操作系统，包括飞行控制系统 飞行操纵系统。
副翼操纵系统副翼操纵机构
轴→弹簧筒→扭力管→传动杆→混合器→钢索→飞行《扰飞流机板 结构与机械系统》
(2)驾驶盘柔性互联机构
并列式操纵机构：现代 飞机的两个驾驶盘多采 用并列式操纵机构连接， 防止当一个驾驶盘卡阻 后，另一个驾驶盘仍能 操纵，确保飞机的横向 操纵。
典型副翼操纵系统：驾驶盘 →左侧副翼鼓轮→钢索→副翼 输入扇形轮→副翼输入扭力 管→输入摇臂和输入杆→液 压助力器(机械液压伺服系统 )→(放大的信号)输出摇臂和 输出扭力轴→输出鼓轮→钢 索→扇形轮→传动杆→副翼。
飞机操纵系统
《飞机结构与机械系统》
系统)→(放大的信号)输出摇臂和输出扭力轴→输出鼓轮→钢索→扇形轮→传动杆→副翼。 (2)驾驶盘柔性互联机构
飞机操纵系统
飞机操纵系统
王江 飞机结构与机械系统
《飞机结构与机械系统》
飞机操纵系统
任务8：副翼操纵机构
项目四：飞机操纵系统 主讲教师：王江
《飞机结构与机械系统》
飞机操纵系统 副翼操纵机构 副翼由驾驶盘(或侧杆)控制，操纵副翼可使飞机绕纵轴滚转。
《飞机结构与机械系统》
(1)机械传动的副翼操纵系统
《飞机结构与机械系统》
(2)驾驶盘柔性互联机构
飞机操纵系统
典型并列柔性互连驾驶盘操纵机构工作原理
左驾驶盘卡阻：副翼不能偏转，副驾驶可克服扭力弹簧力，操纵右驾驶盘转动，右 驾驶盘转过一定角度时，安装于右驾驶盘扭力管上的摇臂才会接触到空行程装置的 凸块，驱动扰流板控制鼓轮转动，从而可操纵飞行扰流板，进行应急横侧操纵。左 转驾驶盘：左侧机翼上的飞行扰流板打开，使左侧机翼的升力减小，产生使飞机向 左滚转的力矩，飞机绕纵轴向左侧滚转。
飞行操纵系统自己整理
飞⾏操纵系统⾃⼰整理⽬录ATA27-飞控系统 (2)1. 飞机操纵系统包括哪⼏部分？ (2)2. 飞机的重要操纵⾯，各操纵什么运动？ (2)3. 操纵系统的分类及各⾃特点？ (2)4. 飞⾏操纵系统的要求？ (3)5. 软式传动与硬式传动优缺点？ (3)6. 钢索使⽤中的主要故障有哪些？如何彻底检查？（⾖） (4)7. 什么是钢索的“弹性间隙”，有什么危害？简述飞机操纵系统中减少“弹性间隙”采⽤的⽅法及其原因。
(⾖) (4)8. 导致软性传动机构操纵灵敏性差的主要原因是什么？如何解决？（⾖） (4)9. 软式传动操纵灵敏性变差的原因，如何解决。
（上⼀题不够的话，加上这题） (4)10. 简述钢索导向装置有哪些，分别是什么作⽤？（⾖） (4)11. 软式传动机构的主要构件及其作⽤是什么？（⾖） (4)12. 对于简单机械操纵系统，什么是传动系数？其含义是什么？并对操纵系统传动系数的⼤⼩特性进⾏对⽐分析。
（⾖） (5)13. 为什么采⽤⾮线性传动机构操纵系统？ (5)14. 四余度系统的组成和功能？ (5)15. 以典型的四余度系统为例，简述电传操纵系统中的余度管理形式?// 多重系统也称余度系统，系统应满⾜哪三个条件？ (6)16. 余度系统每个通道中，信号选择器以及监控器与切换装置的主要作⽤是什么？（⾖）617. 在具有A、B、C、D四套电传操纵的四余度系统中，假设C套的杆⼒传感器和D套的舵回路同时出现故障，系统能否⼯作？如何⼯作？（⾖） (7)18. 电传系统优缺点？ (7)19. 液压助⼒器的原理？ (7)20. 平衡⽚和调整⽚的作⽤? (8)21. 在操纵系统的助⼒驱动装置中，液压和电动驱动装置分别⽤在什么地⽅？为什么？（⾖） (8)22. ⽔平安定⾯配平 (8)23. 简述飞机的横向操纵。
(8)24. 根据附图，简述并列式柔性互联驾驶盘机构的⼯作情况。
(⾖) (9)25. 简述什么是副翼反向偏航，以及在副翼设计上可以⽤来防⽌副翼反向偏航的措施。
飞机各个系统的组成及原理
一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。
同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。
某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力)，此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩，从而使飞机抬头。
飞机结构--飞行操纵系统PPT共110页
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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ห้องสมุดไป่ตู้
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
110
《直升机结构与系统》
直升机结构与系统复习资料2014一、飞行操纵系统1.软式操纵系统的组成部件及其作用软式传动机构：钢索、滑轮和钢索保护器、扇型轮/扇型摇臂、松紧螺套、钢索张力补偿器、导缆孔和导缆器。
1、钢索：。
只承受拉力，不能承受压力；用两根钢索构成回路，以保证舵面能在两个相反的方向偏转。
2、滑轮和钢索保护器：支持钢索、改变钢索的运动方向；保护钢索不会弹出滑轮槽。
3、扇形轮/扇形摇臂：支持钢索；改变钢索的运动方向；改变传动力的大小。
4、松紧螺套：调整钢索的预张力。
5、钢索张力补偿器：保持钢索的正确张力不随机体外载荷及周围气温变化而变化。
6、导缆孔和导缆器：防止操纵钢索与机身结构向影响和保持钢索的直线性。
2.总距操纵及周期变距操纵1、总距操纵是使旋翼的所有桨叶的桨距都同时等量改变，用以增加或减少旋翼升力。
即：提总距杆，桨距增加，升力增大；下放桨距杆，桨距减小，升力减少。
如前所述，桨距的变化会引起需用功率的变化，因此总距操纵是与发动机油门操纵联动的。
2、周期变距杆又称为驾驶杆，其功能是操纵桨盘平面的倾斜，实现直升机在水平方向上的飞行。
周期变距可以操纵除航向外的飞行状态和姿态的变化。
周期变距杆的运动方向与直升机运动响应的方向一致，也即与人反应感受一致。
3.操纵复合摇臂的作用和工作原理1、操纵复合摇臂的作用：保证总距与纵横向操纵独立。
2、工作原理：复合摇臂传递操纵输入至主旋翼伺服作动器，该作动器综合不同的操纵输入并传递到主旋翼。
总距操纵输入：总变距杆的活动传递到主轴的曲柄上，使所有3个较小曲柄一起移动，从而同时同量地将操纵输入传递到所有的主传动器上，增加或减小旋翼的有效力。
前后周期变距输入：前后操纵周期变距杆，只会将操纵传递到前后曲柄上。
该曲柄绕中心轴转动，并将操纵传递到前后作动器，作动器根据输入要求伸长或收缩，使倾斜盘绕固定扭力臂偏转，从而使主旋翼旋转面前倾或后仰。
横向周期变距输入：左/右横向操纵周期变距杆，会使一根输入操作杆向上移动，而另外一根向下移动，带动两个横向曲柄分别向上/下转动，从而使一个横向作动器伸长，另外一个作动器收缩，使倾斜盘侧转，最终使主旋翼旋转面向左或向右偏转。
飞机结构与系统 飞行操纵系统80页PPT
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 —财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
飞行操纵系统
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 曲线关系。
4.电传操纵系统
(1)电传操纵系统的提出
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 号传递； 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！
电传操纵系统的可靠性问题
缺点：
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 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
1. 简单机械式操纵系统 2. 助力液压操纵系统 3. 电力驱动系统
1.
简单机械式操纵系统
概念
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 舵面使其按要求偏转的操纵系统。 S杆
灵敏特性
稳定特性
②
载荷感觉器
1. 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； 2. 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“轻”。
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）上下（或左右）偏转的角 度不同。
实现差动操纵最简单的机构是差动摇臂。
（3）导向滑轮
导向滑轮由三个或四个小滑轮及其支架组成；
功用： 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。
机械操纵系统可靠性较高！ 单通道电传系统可靠性较低： 可接受的安全指标： 1107 / 飞行小时 解决措施：余度技术——多套系统/通道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，必须具有故障 隔离的能力。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。 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，即在性能指标稍有降低情况下，系统仍能继续 承担任务。
飞机飞行操纵系统课件
01 02
飞行控制系统计算机功能
飞行控制系统计算机整飞行操纵系统核心，负责接收自传感器飞行员输 入信号，根据预设控制算法计算出控制指令，驱动执行机构完成飞机操 纵。
计算机硬件组成
飞行控制系统计算机由高性能处理器、存储器、输入输出接口等组成， 确保快速、准确处理各种信息指令。
03
软件与算法ห้องสมุดไป่ตู้
飞行控制系统计算机运行着各种软件算法，如控制律设计、传感器融合
导航与制导功能
01
自动导航
接收面导航台信号，自动计算飞 机位置航向，引导飞机沿着预定 航路飞行。
02
雷达与卫星导航
03
任务规划与制导
利雷达卫星信号，提供精确飞机 位置、速度时间信息，支持飞机 自动着陆等功能。
根据飞行任务求，规划飞行轨迹 ，引导飞机按预定路线执行任务 。
飞机状态监测与故障诊断
传感器数据采集
飞机飞行操纵系统工作原理
飞行员通过驾驶舱内操纵器件（如驾驶杆、脚蹬等）发出操作指令，指令通过传动 装置传递给控制机构（如舵机、调整片驱动机构等）。
控制机构进一步将指令转换相应机械或液压动作，驱动执行机构（如升降舵、副翼 、方向舵等）运动。
执行机构根据控制机构动作产生相应力矩位移，改变飞机翼面形状舵面偏转角度， 进而影响空气动力力矩，实现飞机操纵。
法规与标准
未飞行操纵系统需符合更加严格法规标准求，确保飞行安全性可靠性。也需制定完善相 关法规标准体系，适应技术发展变化。
传感器与测量装置检测飞机各种参数，如姿态、速度、高 度等，并将些参数转换可处理信号，供飞行控制系统使。
常见传感器类型
包括陀螺仪、加速度计、空速管、高度表等，它能够提供 飞机姿态、速度、位置等关键信息。
飞机结构与系统.完整资料PPT
（2）飞机在地面上的使用限制
（3）结构的稳定性
2.飞机结构件的分类
根据结构件失效后对飞机安全性造成的后果，结 构件可划分为重要结构项目和一般（其他）结构项目。
重要结构项目是指一旦损坏，会破坏飞机结构的 完整性，且会危及飞机的安全性，如：机翼、尾翼、 操纵面及其系统、机身、发动机架、起落架及上述各 部分有关的主要连接构件等。
一般结构项目是指不包括在重要结构项目内的部 件或组件，如：机身与机翼连接部位的整流蒙皮等。
• 本次课小结 本次课介绍了两个内容，一是飞机结构的基本概念；二是飞机结构适航性要求和结构
分类。 涉及的概念有飞机外载荷及分类、载荷系数、飞机结构的承载能力和承载余量、飞机结构 的适航要求、飞机结构件的分类。重点是各概念，难点是各系数公式和结构件受力分析。 要记住重点理解难点。 思考题： 1.飞行中，作用在飞机上的外载荷有哪些？P3 2.飞机结构的适航性要求有哪些？P13 3.飞机结构件有哪些分类？P15
• 如图，飞机在某以高度上做水平匀速的巡航飞行，
作用在飞机上的外载荷有重力W、气动升力L0、气动 阻力D0和发动机推力P0。选机体坐标系（OXtYtZt）, 并将外载荷向坐标系原点--全机中心O简化，得到作
用
在
重
心
处
的
共
点
力
系和 L0
抬 yt
头
力
矩M
O
A，
低
头
力
矩
M
B
。
MA
P0 xt
MB
D0 W
• 飞机在匀速直线飞行，这些外载荷必须满足下列平衡方程：∑x=0 P0=D0
歼10可超极限飞9G
④部件过载
前面根据作用在飞机重心处升力L和飞机飞行重量W之比得出过载ny值，这个过载称为飞机 重心过载，也叫全机过载。知道全机过载，就可以知道全机升力的大小和方向。
《飞机结构与系统》课件——5-飞行操纵系统—辅助操纵系统
扰流板操纵
扰流板分类
➢ 飞行扰流板：飞机飞行和着陆时都可以使用，用来增大迎风面积，增 大气动阻力，机翼上用来迅速增大阻力的板状操纵面称为“减速板” 。一般安装在机翼上表面靠近副翼的部位。
➢ 地面扰流板：飞机着陆后，机翼上用来迅速减少升力的板状操纵面称 为“减升板”或“卸升板”，它是一种只限于在地面使用的扰流板。 减升板一般安装在机翼上表面靠近翼根部位。当飞机降落时，只要机 轮一接触地面(空地感应开关)，减升板就迅速打开，机翼升力迅速减 小，防止飞机弹跳，缩短滑跑距离。
12
襟翼操纵系统--指示
襟翼位置指示
➢后缘襟翼位置指示器
➢前缘位置指示器——前 缘襟翼和缝翼位置灯；
➢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；
13
襟翼操纵系统--指示
14
襟翼操纵系统--指示
缝翼和襟翼指示
当缝翼或襟翼没有全部收上 时，“FLAP”字样出现。
当到达选择的位置 时为白色。
地面扰流板
➢功用 ➢只能在地面使用起减速作用。
➢位置 ➢立起、放下
➢控制 ➢受减速板手柄和空/地电门控 制，只有飞机在地面时，操纵 减速板手才能使地面扰流板放 出。一般是液压作动，并使用 双向单杆式作动筒。
20
扰流板操纵--操纵
✓飞行扰流板有两个作用：一 是减速；二是配合副翼进行横 侧操纵，即当驾驶盘旋转角度 超过一定值时，副翼上偏一侧 的飞行扰流板打开，配合副翼 进行横侧操纵，而另一侧的飞 行扰流板不作相应的偏转。飞 行扰流板在应急时也可以单独 进行应急横侧操纵。
11
襟翼操纵系统--操纵
襟翼保护措施
✓襟 翼 不 同 步 保 护 ： 保 证 后 缘 襟 翼 不 同 步 时 快 速 切断襟翼操纵系统； ✓襟 翼 载 荷 限 制 器 ： 保 护 襟 翼 结 构 ， 避 免 在 大 的 气动载荷下损伤襟翼结构； ✓自 动 缝 翼 ： 在 飞 机 接 近 失 速 时 ， 自 动 驱 动 前 缘 缝翼从“部分放出”到“完全放出”位置；
飞机结构与系统(飞行操纵系统)课件
04
飞行操纵系统维护与检修
飞行操纵系统日常维护
01
02
03
每日检查
检查飞行操纵系统外观， 确保没明显损坏或异常情 况。
清洁润滑
飞行操纵系统进行清洁润 滑，保持其良好工作状态 。
校准
飞行操纵系统进行校准， 确保其准确性可靠性。
飞行操纵系统定期检修
定期检查
按照规定周期飞行操纵系 统进行检查，包括内部结 构元件。
飞行管理系统
飞行管理系统现代飞行操纵系统核心组 成部它集成导航、气象、通讯等多种功 能，能够飞行员提供全面飞行信息支持
。
飞行管理系统通过接收处理自各种传感 器数据，飞行员提供实时飞行计划、航 向、速度、高度等信息，帮助飞行员更
好掌握飞行状态决策。
飞行管理系统还可根据气象条件飞行计 划，飞行员提供最佳飞行轨迹发动机管
安全标准与规范
参考相关安全标准规范，如国际民航组织（ICAO）美国联邦航空局（FAA）等发布相关指南标准，飞行操纵系统进 行安全性评估。些标准规范评估提供指导参考框架。
安全改进措施
根据安全性评估结果，制定并实施相应安全改进措施，提高飞行操纵系统安全性可靠性。些措施可能包 括硬件升级、软件修复、操作程序改进等各方面。
飞行操纵系统历史与发展
历史
早期飞机采简单机械式操纵系统，通过钢索、连杆等机械部件实现飞行员翼面舵面直接控制。随着技术发展，液 压式操纵系统电传式操纵系统逐渐取代机械式操纵系统。电传式操纵系统目前最先进飞行操纵系统，具更高可靠 性灵活性。
发展
未飞行操纵系统将朝着更加智能化、自主化协同化方向发展。智能化能够提高系统自主决策能力容错能力；自主 化能够减轻飞行员工作负担提高飞行安全性；协同化则能够实现飞行员与无机之间效协作，提高整体作战效能。
《飞机操纵系统》PPT课件
4 飞机操纵系统
脚蹬中立机构
脚蹬中立机构的功用就是使方向舵和脚蹬能准确地回到中立位置， 防止飞行及着陆过程中可能造成的无意识侧滑；并能消除驾驶仪自动控 制时，方向舵复合舵机的反传力而引起的脚蹬脉动。
精选课件
39
❖4.5方向舵操纵系统
4 飞机操纵系统
调效机构
方向舵调效机构用来消除或减小操纵方向舵的脚蹬力。由于方向舵 调效机构的工作行程有限，因此它只能消除脚蹬由中立位置移动 ±10mm行程范围内的脚蹬力，相应地方向舵偏转±27.5mm。
精选课件
4
❖4.1概述ຫໍສະໝຸດ 4 飞机操纵系统为了承受作用在三个舵面上的全部空气动力载荷，平尾操纵系统中， 左、右各装有一个不可逆式的YZL-11Z Y液压助力器；副翼操纵系统中， 左、右机翼上各装有一个YD-7副翼复合舵机；在方向舵操纵系统中，方向 舵转轴的下方，装有一个FFD05方向舵机。后两种舵机，在人工操纵时， 起助力器作用，在自动驾驶时，它们分别是横向和航向通道的执行部件。 在平尾操纵系统中，还装有一个FDJ04A纵向舵机，它是KJ-12自动驾驶仪 纵向通道的前级执行部件，通过它将自动驾驶仪放大器纵向通道输入的控 制电流信号变为机械位移，使平尾助力器工作，实现对飞机的俯仰自动控 制。
导向滑轮
精选课件
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❖4.3传动机构
4 飞机操纵系统
传动杆与导向滑轮之间的间隙应为0.05-0.3毫米，测量时应将驾驶杆 和脚蹬固定在中立位置。间隙不合规定，可拧动滑轮支架上的偏心螺杆 （螺帽为方形）来调整。
导向滑轮
精选课件
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❖4.5操纵系统的发展
4 飞机操纵系统
精选课件
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❖4.5平尾操纵系统
❖4.1概述
飞机飞行操纵系统PPT课件
升降舵的过度重量平衡对飞机操纵性有不良 的影响。当飞机做法向过载飞行时，由于升降 度配重的质量力使驾驶杆自动向后倒向驾驶员， 一般在驾驶杆的前面加上反平衡配重，如图所 示：
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㈢ 副翼反效
机翼的弹性变形对副翼效能有严重的影响，在 飞行速度很大时，能使副翼效能完全丧失，甚至出 现反效能，称为“副翼反效”或“副翼逆动”。
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三、液压助力器应急工作
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三、液压助力器应急工作
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如下页图所示为另一种典型的液压助力器，在这种液压助力器中，配油柱 塞装在活塞杆头部的壳体内，它的左端a点与一个固定在壳体b点上的小摇臂相连。 小摇臂的下端c点与通向驾驶杆的传动机构相连，它在壳体上的圆孔内有一定的 游动间隙，可以在圆孔内左右活动。其工作原理如下页图所示。
㈠ 操纵系统的传动系数 舵偏角△δ与杆位移△X的比值
第27页/共142页
㈡ 操纵系统的传动比
第28页/共142页
㈢ 改变传动比和传动系数的机构——非线性传 动机构
❖ 传动系数不变的操纵系统，不 能满足对飞机操纵性的要求：
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 纵量
传动系数小，舵面偏角很大时， 杆行程过大
颤振视频
㈡ 传动杆的振动和翼面颤振 1、振动的主要特性参数
振动有两个主要参数： ①重锤离开中间位置的最大距离Y叫做振幅 y1或y2； ②重锤离开中立位置而振动一周（一个全波） 的时间叫振动周期T。
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2、传动杆的振动 传动杆会发生振动，振动的方向与传动杆的
长度垂直，因此叫做弯曲振动。
第21页/共142页
钢索预紧
飞机结构飞行操纵系统课件
飞行操纵系统的设计原则
安全性原则
确保飞行操纵系统在各种情况 下都能保证飞机的安全，即使 在系统出现故障时也能进行安
全操作。
可靠性原则
要求飞行操纵系统具有高可靠 性，能够保证长时间稳定运行 ，避免因系统故障导致飞机失 控。
经济性原则
在满足安全性和可靠性的前提 下，尽可能降低飞行操纵系统 的成本，提高经济效益。
形状。
尾翼
包括水平尾翼和垂直尾 翼，用于保持飞机的稳
定性。
起落架
用于起飞、降落和地面 滑行时支撑飞机。
飞机结构材料
01
02
03
04
铝合金
轻质、高强度，广泛应用于飞 机结构。
复合材料
具有高强度、高刚性和耐腐蚀 性等特点，在飞机结构中的应
用日益广泛。
钛合金
具有高强度和良好的耐腐蚀性 ，用于制造起落架等关键部件
飞行操纵系统的控制方式
直接控制方式
飞行员通过驾驶杆和脚蹬直接控 制飞机的舵面，实现飞机姿态的
改变。
增稳系统
通过传感器检测飞机的姿态和角速 度，将信号传递给控制系统，自动 调整舵面的偏转，以保持飞机的稳 定。
主动控制技术
利用现代控制理论和方法，通过改 变飞机的气动布局或产生附加的力 矩，实现飞机姿态的主动控制。
测试与验证
对飞行操纵系统进行全面的测试和验 证，确保系统性能符合设计要求。
飞行操纵系统的设计优化
性能优化
结构优化
根据测试结果，对飞行操纵系统的性能进 行优化，提高系统的响应速度、稳定性等 。
对飞行操纵系统的硬件结构进行优化，减 轻重量、减小体积、提高可靠性等。
成本优化
人机工程优化
在满足性能和可靠性的前提下，尽可能降 低飞行操纵系统的成本。
飞机结构--飞行操纵系统
缺点
刚度较小 弹性间隙 操纵灵敏度差 钢索在滑轮处容易磨损 构造复杂 重量加大 难于“ 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
钢索
只承受拉力， 只承受拉力，不能承受压力 用两根钢索构成回路， 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
钢索构造和规格
规格型号 7×7
特点： 特点：操纵信号由驾驶员发出 组成： 组成：
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） 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）
自动飞行控制系统
特点： 特点：
操纵信号由系统本身产生，对飞机实施自动和半自动控制， 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
股数
7×19
钢丝数
钢索构造和规格
类型
碳钢、不锈钢
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
∆T M铰
+∆T’
T0
M铰
T0 -∆T’
固有缺陷——弹性间隙 弹性间隙 固有缺陷
弹性间隙
钢索承受拉力时，容易伸长； 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 危害：弹性间隙太大， 危害：弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性 解决措施： 解决措施：钢索预紧 常见故障——断丝（滑轮、导向器部位） 断丝（ 常见故障 断丝 滑轮、导向器部位）
助力操纵系统
液压助力 电助力
飞机的构造与系统
飞机的构造与系统飞机的基本组成飞机的主要组成部分及其功能如下：１、推进系统：包括动力装置（发动机和保证其正常工作所需的附件）、能源及工质。
其主要功能是产生推动附件前进的推力（或拉力）。
２、操作系统：其主要功能是形成（自动或有驾驶员）与传递操纵指令，驱动舵面和其他机构，控制飞机按预定航线飞行。
３、机体：包括机身、机翼和尾翼等。
其主要功能是产生升力；装载有效载荷、燃油及机载设备；将其他系统和装置连成一个整体，构成适于稳定及操纵飞行的气动外形。
４、起落装置：其主要功用是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时，用以支持以及吸收撞击能量并操纵滑行方向。
５、机载设备：包括方向仪表、导航、通信、环境控制、生命保障、能源供给等设备以及客舱生活服务设施（对民用飞机）或武器和火控系统（对军用飞机）。
航空发动机为航空器（主要指飞机）提供所需动力的发动机。
目前，飞机常用的发动机主要有四类：１、活塞式航空发动机：早期在飞机和直升机上应用的发动机，用它带动螺旋浆或旋翼。
活塞式航空发动机的优点是省油，螺旋浆在低速飞行时推进效率高，在相同功率下能产生较大的拉力，有利于提高飞机的起飞性能。
缺点是结构复杂，重量大而输出功率小，螺旋浆在高速飞行时推进效率低，因此不适用于大型和高速飞机。
但是对低速飞机而言，它具有喷气式发动机不可比拟的优点，那就是耗油率低。
此外，由于燃烧较完全，对环境的污染相对较低，噪音也较小。
因此，小功率的活塞式航空发动机还广泛使用在轻型飞机、直升机以及超轻型飞机上。
２、涡轮螺旋浆发动机：燃气涡轮发动机构造简单、功率大、体积小和重量轻，可以用在大型飞机上。
但由于螺旋浆的限制，仍限用于速度低于８００公里／小时的飞机上。
３、涡轮喷气发动机：具有重量轻、体积小和功率大的特点，适于超音速飞行。
但在高亚音速范围内推进效率较低，耗油也多。
在发动机涡轮后的喷管中补充燃油，构成加力燃烧室，可以大幅度提高推力，但是耗油量增加很多，只能用在短时间作超音速飞行的超音速歼击机和轰炸机上。
飞机飞行操纵系统课件
飞行控制软件的主要功能是接收飞行 员的操作指令，通过算法计算出控制 飞机的舵面动作，实现飞机的姿态、 高度、速度等参数的控制和调整。
飞行控制软件的算法与实现
算法
飞行控制软件的核心是算法，它通过一系列复杂的数学模型和计算方法，实现对 飞机姿态、高度、速度等参数的精确控制。
实现
飞行控制软件的实现通常采用模块化设计，将不同的功能模块化，便于开发和维 护。同时，为了确保软件的可靠性和安全性，还需要进行严格的质量控制和测试 。
常见的舵机有升降舵机、副翼 舵机、方向舵机和襟翼舵机等 。
飞行员通过操作舵机，可以改 变飞机各部分的姿态，从而实 现飞机的各种飞行动作。
传感器与测量设备
传感器与测量设备用于监测飞机的状态和参数，并将数据传输给飞行控制面板。
常见的传感器有陀螺仪、加速度计、气压计和高度计等。
这些设备能够提供飞机姿态、速度、位置等重要信息，帮助飞行员更好地掌握飞机 状态。
定期检查
按照规定的周期对操纵系统进行全面的检查，包 括电气线路、机械部件和液压元件等。
更换磨损件
对磨损严重的部件进行更换，如磨损的钢索、轴 承等，确保系统的正常工作。
校准测试
对操纵系统进行校准和测试，确保其性能符合标 准。
飞机飞行操纵系统的故障诊断与排除
故障识别
通过观察仪表指示、听取异常声音或感觉异常振动等方式，识别出 操纵系统存在的故障。
飞机飞行操纵系统的发展趋势与未来展望
1 2
智能化与自动化
随着技术的发展，飞行操纵系统将更加智能化和 自动化，减轻飞行员负担并提高飞行安全性。
复合材料与轻量化
采用复合材料和轻量化技术，优化飞行操纵系统 的结构和性能，提高飞机整体性能。
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主操纵系统
二、升降舵操纵系统
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主操纵系统
三、 A320侧杆操纵
• • •
双侧侧杆不联动 无操纵力感反馈 一般单杆操纵，如同时操 纵两侧侧杆，按代数相加 准则处理： • 如方向相反，则保持中 立位置； • 如方向相同，总偏移量 不超过一个侧杆全偏移 量。
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飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置 3. 内封补偿 主要应用于副翼和升降舵结构，也称为副翼平衡板 和升降舵平衡板。
副翼平衡板
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飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置 3. 内封补偿
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飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置
4. 随动补偿片 安装在舵面后缘， 不能单独操纵。
飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展
5. 具有控制增稳功能的全助力操纵系统 • 将飞行员操纵驾驶杆的指令信号变换为电信号， 并经过一定处理后引入到增稳系统； • 可以较好解决操纵性和稳定性的矛盾； • 控制增稳权限增大到30%。
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飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展
第八章 飞行操纵系统 本章内容
飞行操纵系统概述 操纵与传动机构
主操纵系统
辅助操纵系统
飞行操纵警告系统
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飞行操纵系统概述
一、飞机转动与平衡 纵轴（OX）——横滚 立轴（OY）——偏航 横轴（OZ）——俯仰
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飞行操纵系统概述
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主操纵系统
四、方向舵操纵系统 偏侧运动。
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主操纵系统
四、方向舵操纵系统
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主操纵系统
四、方向舵操纵系统
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主操纵系统
四、方向舵操纵系统 感觉定中装置
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主操纵系统
四、方向舵操纵系统 方向舵配平
克鲁格襟翼
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置 （3）前缘襟翼 作用与后缘襟翼类似： • 大迎角下，放下襟翼可减小 前缘与相对气流的角度，消除 旋涡； • 增大翼面弯度，延缓气流分 离，提高最大升力系数和临界 迎角。 •增大翼面面积。
克鲁格襟翼
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辅助操纵系统
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置 1）机翼增升的原因： 机翼的翼型和平面形状几何参数，通常是按巡航状态要 求设计的，翼型的相对弯度等参数是按设计升力系数的要求 确定的。其气动特性不能满足起飞着陆状态的要求。 为改善飞机的起飞着陆性能，需要增升装置。
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飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展
3. 不可逆助力操纵系统 • 超音速飞机出现后；也可称为全助力操纵系统，完 全依靠液压助力器操纵舵面； • 为使飞行员获得必要的操纵感觉，感受到适当的杆 力和杆位移，加入人感装置（弹簧、缓冲器及配重 等组成）。
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飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置
随着飞行速度的提高和舵面尺寸的增大，舵面铰链 力矩和操纵杆力也相应增大，为了减小铰链力矩和杆力 ，采用舵面补偿装置进行空气动力补偿 。 • 随动补偿片 • 轴式补偿 • 反补偿片 • 角式补偿 • 弹簧补偿片 • 内封补偿 • 调整片
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主操纵系统
二、升降舵操纵系统 俯仰运动。
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主操纵系统
二、升降舵操纵系统
驾驶杆柔性互联机构 将扭力管通过断开机 构分为左、右两部分。
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主操纵系统
二、升降舵操纵系统
感觉定中装置 （见书P254，图5-42） 操纵升降舵感觉力不仅 与驾驶杆操纵行程有关， 还与飞机的飞行速度和水 平安定面的位置有关。 • 定中凸轮机构 • 双重感觉作动筒 • 感觉控制器
7. 调整片 1）配平调整片 舵面后缘的活动小片， 可以在飞行中操纵。 • 减少、消除操纵力； • 控制飞机姿态。
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飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置
7. 调整片 1）配平调整片 舵面后缘的活动小片， 可以在飞行中操纵。 • 减少、消除操纵力； • 控制飞机姿态。
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置 （2）前缘缝翼 B737 三个位置： 收上、放下、完全放下
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置 （3）前缘襟翼 作用与后缘襟翼类似： • 大迎角下，放下襟翼可减小 前缘与相对气流的角度，消除 旋涡； • 增大翼面弯度，延缓气流分 离，提高最大升力系数和临界 迎角。 •增大翼面面积。
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飞行操纵与传动机构
一、飞机操纵机构 • • 无助力操纵 有助力操纵
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飞行操纵与传动机构
一、飞机操纵机构 • B-737座舱
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飞行操纵与传动机构
一、飞机操纵机构
•
B-737 主操纵和辅助 操纵机构
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飞行操纵与传动机构
飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置
6. 调整片 2）伺服调整片（操纵） 舵面后缘的活动小片 ，直接和操纵系统的操纵 摇臂连接，驾驶员直接操 纵的不是舵面，而是伺服 调整片。、副翼操纵系统
横向（滚）运动
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主操纵系统
一、副翼操纵系统
B737副翼操纵系统
• 分裂襟翼
• 富勒后退襟翼 • 后退开缝襟翼
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置 • 后退开缝襟翼 现代民航客机大多采用 后退双开缝或三开缝襟翼， 一般都有两套内襟翼和外 襟翼
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置 • 后退开缝襟翼 B737采用的后退三缝襟翼
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飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置
5. 反补偿片 多用于方向舵，与方 向舵同向偏转，以增加 方向舵效能。
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飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置
6. 弹簧补偿片 低速时，弹簧补偿片不工 作，高速时工作。
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飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置
飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展 4. 具有增稳功能的全助力操纵系统 • 20世纪50年代以后； • 飞机向高空高速发展，气动外形很难满足低空低速 的要求，稳定性不足； • 将人工操纵系统与自动控制系统结合，加入增稳系 统。 • 增稳系统操纵权限为 舵面全权限的3%~6%。
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主操纵系统
一、副翼操纵系统
驾驶盘柔性互联装置 • 正常情况－刚性连接 • 右驾驶盘卡滞 通过左钢索系统，只 允许副翼偏转。 • 左驾驶盘卡滞 右驾驶盘转过某角度， 操纵扰流板（副翼不 偏转）。
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主操纵系统
一、副翼操纵系统
液压伺服助力器
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飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展
1. 简单机械操纵系统 • 自飞机诞生以后的三十年中； • 由钢索的软式操纵发展为拉杆的硬式操纵； • 直接驱动舵面偏转。
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飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展
2. 可逆向助力操纵系统 • 20世纪四十年代开始； • 用液压助力器辅助增大操纵舵面驱动力； • 可以感受到舵面所受的气动力。
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置 2）机翼增升原理：
2 L 1 v S C L 2
3）增加升力的途径： －提高CL： -增加翼型弯度； -控制附面层，延迟气流分离。 －提高S
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辅助操纵系统
一、飞机增升装置 4）机翼增升装置的类型 现代民航飞机增升装置主要包 括：前、后缘襟翼和前缘缝翼。 （1）后缘襟翼 • 简单襟翼
二、飞机操纵系统的组成 主操纵系统 • 副翼 • 升降舵 • 方向舵 辅助操纵系统 • 增升装置：后缘襟翼、前缘襟翼和缝翼 • 增阻装置：（飞行、地面）扰流板 • 水平安定面 警告系统 • 起飞警告 • 失速警告
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飞行操纵系统概述
三、飞机操纵系统的要求 • • • • • • 足够刚度和强度，最小重量； 驾驶员的手、脚操纵动作与人体运动习惯相适应； 操纵灵敏； 飞行受力过程中，操纵系统不应发生卡阻； 各舵面的操纵要求互不干扰； 操纵时，既要轻便，也要有操纵力感，并随飞机飞 行状态变化而变化。
主操纵系统
一、副翼操纵系统 副翼配平及感觉定中凸轮机构 • 人工感觉装置
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主操纵系统
一、副翼操纵系统 副翼配平及感觉定中凸轮机构 • 副翼配平 也称横向配平。
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主操纵系统
一、副翼操纵系统 飞行扰流板配合副翼 横向操纵当转动驾驶 盘超过一定角度，副 翼上偏一侧的飞行扰 流板打开，帮助副翼 横向操纵。
飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置
1. 轴式补偿 将舵面枢轴后移， 减小铰链力矩，从而 减轻杆力。 无助力操纵系统不 允许过补偿。