第3章 飞行操纵系统
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3 飞行操纵系统解析
第三章 飞行操纵系统
中国民航大学 空管学院
第三章 飞行操纵系统
一、概述
定义：飞机飞行操纵系统是飞机上用来传递操纵指令， 驱动舵面运动的所有部件和装置的总称，用于飞机飞行 姿态、速度、轨迹的控制。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵 面，从而实现飞机的侧向、纵向、方向运动，并且无论在 有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或改 变飞行姿态。
第三章 飞行操纵系统
飞行操纵系统的要求：
一般要求： 重量轻、制造简单、维护方便； 具有足够的强度和刚度。 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； 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； 有合适的杆力和杆位移； 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； 应有极限偏转角度止动器； 所有舵面应用“锁”来固定。
B737-300
第三章 飞行操纵系统
横侧操纵:副翼—驾驶杆/盘 主操纵系统 偏航操纵:方向舵—脚蹬
俯仰操纵：升降舵—驾驶杆/盘 飞行操纵系统
增升装置操纵 辅助操纵系统 襟翼—手柄
缝翼—手柄
扰流板操纵: 飞行/地面扰流板
配平操纵
配平调整片 水平安定面—配平轮
第三章 飞行操纵系统
三、飞行操纵系统的组成
第三章 飞行操纵系统
②驾驶盘式
（1）前后压驾驶盘操纵升降舵 （2）左右转动驾驶盘可操纵副翼
第三章 飞行操纵系统
驾驶杆与驾驶盘的比较
第三章 飞行操纵系统
③侧杆（电传）
输入力信号，输出电信号，可以代替驾驶杆（或驾驶盘）。
飞行控制
计算机
第三章 飞行操纵系统
（2）脚操纵机构
中国民航大学 空管学院
第三章 飞行操纵系统
一、概述
定义：飞机飞行操纵系统是飞机上用来传递操纵指令， 驱动舵面运动的所有部件和装置的总称，用于飞机飞行 姿态、速度、轨迹的控制。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵 面，从而实现飞机的侧向、纵向、方向运动，并且无论在 有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或改 变飞行姿态。
第三章 飞行操纵系统
飞行操纵系统的要求：
一般要求： 重量轻、制造简单、维护方便； 具有足够的强度和刚度。 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； 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； 有合适的杆力和杆位移； 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； 应有极限偏转角度止动器； 所有舵面应用“锁”来固定。
B737-300
第三章 飞行操纵系统
横侧操纵:副翼—驾驶杆/盘 主操纵系统 偏航操纵:方向舵—脚蹬
俯仰操纵：升降舵—驾驶杆/盘 飞行操纵系统
增升装置操纵 辅助操纵系统 襟翼—手柄
缝翼—手柄
扰流板操纵: 飞行/地面扰流板
配平操纵
配平调整片 水平安定面—配平轮
第三章 飞行操纵系统
三、飞行操纵系统的组成
第三章 飞行操纵系统
②驾驶盘式
（1）前后压驾驶盘操纵升降舵 （2）左右转动驾驶盘可操纵副翼
第三章 飞行操纵系统
驾驶杆与驾驶盘的比较
第三章 飞行操纵系统
③侧杆（电传）
输入力信号，输出电信号，可以代替驾驶杆（或驾驶盘）。
飞行控制
计算机
第三章 飞行操纵系统
（2）脚操纵机构
飞机结构与系统(飞行操纵系统)课件
器、控制器和作动器等电子设备实现飞行员输入的信号转换和翼面控制。
飞行操纵系统的历史与发展
历史
早期的飞机采用简单的机械式操纵系统，通过钢索、连杆等机械部件实现飞行员对翼面和舵面的直接控制。随着 技术的发展，液压式操纵系统和电传式操纵系统逐渐取代了机械式操纵系统。电传式操纵系统是目前最先进的飞 行操纵系统，具有更高的可靠性和灵活性。
可靠性预计与分配
根据系统各组成部分的可靠性数据，预计整个飞行操纵系统的可靠性，并根据需要将可靠 性指标分配给各个组件。这有助于确保系统整体性能达到预期要求。
可靠性试验与验证
通过进行各种可靠性试验和验证，如环境试验、寿命试验和功能试验等，评估飞行操纵系 统的可靠性。这些试验有助于发现潜在的问题和改进空间，从而提高系统的可靠性。
飞行操纵系统
飞机上用于传输飞行员操纵指令 并驱动飞行操纵面运动的整套装 置，包括机械、液压或电动系统 。
飞行操纵的力学原理
力矩平衡
飞机受到重力和气动力作用，通过调 整飞行操纵面，使飞机获得所需的俯 仰、偏航和滚转力矩，以保持或改变 飞行姿态。
稳定性与操纵性
飞机具有稳定性，即受到扰动后能够 恢复原姿态的趋势；同时具有操纵性 ，即通过操纵指令改变飞行姿态的能 力。
构；执行机构包括各翼面和舵面，根据传动机构的运动改变飞行姿态和轨迹。
分类
根据设计理念和实现方式的不同，飞行操纵系统可分为机械式操纵系统、液压式操纵系 统和电传式操纵系统。机械式操纵系统通过钢索、连杆等机械部件传递飞行员输入的力 或运动；液压式操纵系统通过液压传动方式传递力或运动；电传式操纵系统则通过传感
飞机结构与系统(飞行操纵系 统)课件
• 飞行操纵系统概述 • 飞行操纵系统的基本原理 • 现代飞行操纵系统的技术特点 • 飞行操纵系统的维护与检修 • 飞行操纵系统的安全与可靠性
飞行操纵系统的历史与发展
历史
早期的飞机采用简单的机械式操纵系统，通过钢索、连杆等机械部件实现飞行员对翼面和舵面的直接控制。随着 技术的发展，液压式操纵系统和电传式操纵系统逐渐取代了机械式操纵系统。电传式操纵系统是目前最先进的飞 行操纵系统，具有更高的可靠性和灵活性。
可靠性预计与分配
根据系统各组成部分的可靠性数据，预计整个飞行操纵系统的可靠性，并根据需要将可靠 性指标分配给各个组件。这有助于确保系统整体性能达到预期要求。
可靠性试验与验证
通过进行各种可靠性试验和验证，如环境试验、寿命试验和功能试验等，评估飞行操纵系 统的可靠性。这些试验有助于发现潜在的问题和改进空间，从而提高系统的可靠性。
飞行操纵系统
飞机上用于传输飞行员操纵指令 并驱动飞行操纵面运动的整套装 置，包括机械、液压或电动系统 。
飞行操纵的力学原理
力矩平衡
飞机受到重力和气动力作用，通过调 整飞行操纵面，使飞机获得所需的俯 仰、偏航和滚转力矩，以保持或改变 飞行姿态。
稳定性与操纵性
飞机具有稳定性，即受到扰动后能够 恢复原姿态的趋势；同时具有操纵性 ，即通过操纵指令改变飞行姿态的能 力。
构；执行机构包括各翼面和舵面，根据传动机构的运动改变飞行姿态和轨迹。
分类
根据设计理念和实现方式的不同，飞行操纵系统可分为机械式操纵系统、液压式操纵系 统和电传式操纵系统。机械式操纵系统通过钢索、连杆等机械部件传递飞行员输入的力 或运动；液压式操纵系统通过液压传动方式传递力或运动；电传式操纵系统则通过传感
飞机结构与系统(飞行操纵系 统)课件
• 飞行操纵系统概述 • 飞行操纵系统的基本原理 • 现代飞行操纵系统的技术特点 • 飞行操纵系统的维护与检修 • 飞行操纵系统的安全与可靠性
《飞行操纵系统》课件
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飞行员通过Байду номын сангаас纵杆、脚蹬等输入装置 ，将控制指令传递给飞行操纵系统， 以改变飞机的飞行姿态和轨迹。
它包括主操纵系统和辅助操纵系统， 主操纵系统包括升降舵、方向舵和副 翼，辅助操纵系统包括襟翼、缝翼和 起落架收放机构等。
飞行操纵系统的动力学基础
飞行操纵系统的动力学基础包 括空气动力学和飞行力学。
空气动力学是研究气体流动和 物体在气体中运动的科学，它 为飞行操纵系统的设计和性能 提供了理论基础。
分类
根据飞行器类型和设计需求的不同，飞行操纵系统有多种分类方式。例如，按照传力介质的不同，可以分为机械 式操纵系统、液压式操纵系统和电气式操纵系统等；按照控制方式的不同，可以分为助力操纵系统和主动控制系 统等。
发展历程与趋势
发展历程
飞行操纵系统的发展经历了多个阶段，从早期的机械操纵系统到现代的电传操纵系统和 主动控制系统。随着科技的不断进步，飞行操纵系统的性能和安全性得到了极大的提升
权限管理与安全认证
限制飞行员对系统的操作权限，防止误操作或 恶意干扰。
自适应容错控制
在系统发生故障时，自动调整控制策略，降低故障对飞行安全的影响。
05
飞行操纵系统的应用与案例分析
飞行操纵系统在无人机中的应用
1 2 3
无人机飞行操纵系统概述
无人机飞行操纵系统是无人机控制的重要组成部 分，负责无人机的起飞、巡航、降落等操作。
飞行操纵系统的传感器
01
02
03
04
角位移传感器
检测飞行员的操纵角度，转换 为电信号。
力矩传感器
检测飞行员施加在操纵杆上的 力矩，转换为电信号。
侧杆传感器
民航飞力第三章
第三章 飞机的操纵性
飞机操纵性——飞机在飞行员操纵杆 飞机操纵性——飞机在飞行员操纵杆、 飞机在飞行员操纵杆、 舵和油门等情况下，改变飞行状态的特性称 舵和油门等情况下， 为飞机的操纵性。 为飞机的操纵性。 飞机的操纵性包含两方面内容：一是静 飞机的操纵性包含两方面内容：一是静 二是开环操纵和闭环操 操纵性和动操纵性 ；二是开环操纵和闭环操 纵。
五、曲线飞行中的杆力、杆位移及舵偏角 曲线飞行中的杆力、 （一）单位载荷杆力
单位载荷杆力——又称杆力过载梯度， 单位载荷杆力——又称杆力过载梯度， 是指 又称杆力过载梯度 每增加一个载荷因数所应增加的杆力， 用 dFs／dny 每增加一个载荷因数所应增加的杆力， 或 Fsn 表示。 表示。 它是衡量飞机曲线飞行中杆力变化的一个重要 参数。 参数。
（二）升降舵调整片的作用
ΔYδz对枢轴形成力矩——增加杆力，保持舵偏角； ΔYt对枢轴形成力矩——减轻杆力，保持舵偏角。 两力矩之和等于零时，杆力等于零。
升降舵调整片作用： 升降舵调整片作用： 调整片是装在舵面后缘的一种辅助舵面。 调整片是装在舵面后缘的一种辅助舵面。 飞行中，飞行员可用升降舵调整片减小或消 飞行中， 除杆力。 除杆力。 调整片使枢轴力矩为零，称为配平或气 配平或 调整片使枢轴力矩为零，称为配平 动平衡。 动平衡。 调整片基本上不会 调整片基本上不会改变俯仰操纵力矩的 基本上不会改变俯仰操纵力矩的 大小。 大小。
可见： 可见： 在直线飞行中，一个驾驶杆位置对应一 在直线飞行中， 个固定的迎角，且驾驶杆位置越靠后，对应 个固定的迎角，且驾驶杆位置越靠后， 迎角越大。 迎角越大。 其一一对应性与速度无关 其一一对应性与速度无关。 与速度无关。
（二）俯仰操纵度 俯仰操纵度： 俯仰操纵度：是指升降舵或全动平尾每 飞机迎角增量。 偏转一个单位值所引起的飞机迎角增量 偏转一个单位值所引起的飞机迎角增量。
飞机操纵性——飞机在飞行员操纵杆 飞机操纵性——飞机在飞行员操纵杆、 飞机在飞行员操纵杆、 舵和油门等情况下，改变飞行状态的特性称 舵和油门等情况下， 为飞机的操纵性。 为飞机的操纵性。 飞机的操纵性包含两方面内容：一是静 飞机的操纵性包含两方面内容：一是静 二是开环操纵和闭环操 操纵性和动操纵性 ；二是开环操纵和闭环操 纵。
五、曲线飞行中的杆力、杆位移及舵偏角 曲线飞行中的杆力、 （一）单位载荷杆力
单位载荷杆力——又称杆力过载梯度， 单位载荷杆力——又称杆力过载梯度， 是指 又称杆力过载梯度 每增加一个载荷因数所应增加的杆力， 用 dFs／dny 每增加一个载荷因数所应增加的杆力， 或 Fsn 表示。 表示。 它是衡量飞机曲线飞行中杆力变化的一个重要 参数。 参数。
（二）升降舵调整片的作用
ΔYδz对枢轴形成力矩——增加杆力，保持舵偏角； ΔYt对枢轴形成力矩——减轻杆力，保持舵偏角。 两力矩之和等于零时，杆力等于零。
升降舵调整片作用： 升降舵调整片作用： 调整片是装在舵面后缘的一种辅助舵面。 调整片是装在舵面后缘的一种辅助舵面。 飞行中，飞行员可用升降舵调整片减小或消 飞行中， 除杆力。 除杆力。 调整片使枢轴力矩为零，称为配平或气 配平或 调整片使枢轴力矩为零，称为配平 动平衡。 动平衡。 调整片基本上不会 调整片基本上不会改变俯仰操纵力矩的 基本上不会改变俯仰操纵力矩的 大小。 大小。
可见： 可见： 在直线飞行中，一个驾驶杆位置对应一 在直线飞行中， 个固定的迎角，且驾驶杆位置越靠后，对应 个固定的迎角，且驾驶杆位置越靠后， 迎角越大。 迎角越大。 其一一对应性与速度无关 其一一对应性与速度无关。 与速度无关。
（二）俯仰操纵度 俯仰操纵度： 俯仰操纵度：是指升降舵或全动平尾每 飞机迎角增量。 偏转一个单位值所引起的飞机迎角增量 偏转一个单位值所引起的飞机迎角增量。
飞行操纵系统
飞行操纵系统摘要：飞行操纵系统是保障民航飞机在天空安全可靠飞行的重要系统。
它是飞机上所有用来传递操纵指令，驱动舵面运动的所有部件和装置的总和，用于控制飞机的飞行姿态、气动外形和乘坐品质。
波音737NG作为典型的液压助力机械式主操作系统，对其研究具有重要意义。
因此，本文将结合波音737NG对飞机的主操纵系统和辅助操纵系统做主要介绍。
正文：飞行操纵系统分类很多，根据操纵信号的来源不同可分为人工飞行操纵系统和自动飞行操纵系统。
自动飞行操纵系统操纵信号由系统本身产生，而人工飞行操纵系统操纵信号由驾驶员产生。
在人工操纵系统中，通常又分为主操纵系统和辅助操纵系统。
主操纵系统指驱动副翼、升降舵和方向舵，使飞机产生绕纵轴、横轴、立轴转动的系统。
其他驱动扰流板、前缘装置、后缘襟翼和水平安定面配平等辅助操纵面的操纵系统均称为辅助操纵系统。
一、飞行主操作系统1、副翼飞机副翼通常铰接在机翼外侧后缘，在大型飞机的组合横向操纵系统中，通常有4块副翼----2块内副翼和2块外副翼。
低速飞行时，内外副翼可以共同进行横向操作；高速飞行时，仅有内副翼进行横向操作。
副翼系统操纵飞机绕纵轴进行滚转运动，运动期间，一侧机翼的副翼上偏，另一侧机翼的副翼下偏，两侧机翼产生升力差，飞机完成滚转。
图一典型副翼操纵系统原理如图所示为737NG飞机的副翼操纵系统，采用并列驾驶盘式操纵机构，两驾驶盘通过互联鼓轮柔性相连。
当转动任意驾驶盘产生操纵信号都可以按如下路径向后传递：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、输出摇臂和输出扭力管、输出鼓轮、钢索、扇形轮、传动杆、副翼。
其中关键部件为驾驶盘柔性互联机构、液压助力器与副翼感觉定中机构。
驾驶盘柔性互联机构用于防止驾驶盘卡阻。
正常情况下，操纵一侧驾驶盘，另一侧随动。
当右侧驾驶盘卡阻，左侧机长可以操纵左驾驶盘通过左钢索系统操纵副翼；当左驾驶盘卡阻时，副驾驶可以使用右驾驶盘操纵扰流板进行应急横滚操作。
直升机飞行控制第3章
第三章 直升机的增稳与控制增稳系统直升机作为控制对象与固定翼飞机相比有更复杂的动力学。
除了应考虑机体的六自由度运动以外，还必需考虑旋翼及尾桨相对于机身的旋转，以及桨叶相对于挥舞铰的运动。
这些决定了直升机具有较差的稳定性与操纵性。
早期的直升机由于执行任务比较简单，性能要求也比较低，直升机的不稳定运动模态发散周期比较长，驾驶员可以对这种不稳定的发散模态进行不断的人工修正。
随着直升机性能不断提高，以及执行的任务越来越复杂，特别是武装直升机不仅要执行反潜，对地攻击，对空射击，而且要完成超低空贴地飞行，进行地形跟随与地形回避机动，还需要抵御阵风扰动等，再加上直升机固有的不稳定性，仅依靠人工操纵已十分困难，所以与固定翼飞机相比，更需采用增稳系统（SAS ）、控制增稳系统（CSAS ）或自动飞行控制系统（AFCS ），并不断引入主动控制技术，向着电传操纵（FBW ）及光传操纵方向发展。
本章将论述在人工操纵状态下的各工作通道的增稳及控制增稳系统基本工作原理、典型结构及设计方法。
为便于论述工作原理、便于设计和仿真，本章首先构建了以结构图形式给出的直升机四通道线性动力学模型。
3.1 直升机结构图形式的数学模型为了便于分析增稳系统基本工作原理，需理解直升机动力学方程各气动导数物理含义，列出不计纵侧向之间气动耦合的如下纵向和侧向线性化增量运动动力学方程，其中纵向运动可由式（2-56），（2-57）导出u u u u u ue c u w q e c uX u X w X X q X X θδδθδδ∆=∆+∆+∆-∆+∆+∆ （3-1） w w w w w we c u w q e c w Z u Z w Z Z q Z Z θδδθδδ∆=∆+∆+∆-∆+∆+∆ （3-2） q q q q q q e c u w q e c q M u M w M M q M M θδδθδδ∆=∆+∆+∆-∆+∆+∆ （3-3）由式（2-58），（2-59），（2-60）可导出侧向运动方程v v v v v v v a r v p r a r vY v Y Y Y p Y r Y Y φψδδφψδδ∆=∆+∆+∆-∆-∆+∆+∆ （3-4） p p p p p p p a r v p r a r p L v L L L p L r L L φψδδφψδδ∆=∆+∆+∆-∆-∆+∆+∆ （3-5） r r r r r r r a r v p r a r r N v N N N p N r N N φψδδφψδδ∆=∆+∆+∆-∆-∆+∆+∆ （3-6）上述6个方程的物理含义十分清楚，方程（3-1）、（3-2）、（3-4）是力的方程。
第三章__飞行操纵系统
自动驾驶仪； 发动机油门自动控制
结构振动模态抑制系统。
（2）根据信号传递方式
机械操纵系统
钢索、传动杆等机械部件传递 电缆传递
电传操纵系统
（3）根据驱动舵面运动方式
简单机械操纵系统(无助力) 助力操纵系统
液压助力（有回力/无回力）
电驱动
（4）根据舵面的类型
主操纵系统
副翼 升降舵 方向舵 襟翼、缝翼 扰流板 安定面 横滚操纵 俯仰操纵 偏航操纵 增升装置操纵 扰流板操纵 配平操纵
3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查
2)脚操纵机构 类型：有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种 现代飞机在地面还可以用脚蹬操纵起落架 前轮转弯。驾驶员踩踏左脚蹬，方向陀左 偏转，垂直尾翼上的空气动力对飞机立轴 的力矩，使飞机机头向左偏转，实现向左 转弯；驾驶员踩踏右脚蹬，方向舵向右偏 转，实现飞机右转弯。
驾驶盘
2. 脚操纵机构
平放式脚蹬
脚蹬安装在由两根横杆和两 根脚蹬杆组成的平行四边形 机构上； 平行四边形机构的作用： 保证在操纵方向舵时，脚蹬 只作平移而不转动，便于飞 行员操纵。
2. 脚操纵机构
立放式脚蹬
蹬脚蹬时，通过传动杆和摇臂等构件的传动使 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！
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。
分析传动机构摩擦力过大的原因
(1)活动连接接头表面不清洁或润滑不良而 造成锈蚀。 （2）活动连接头固定过紧。 (3)传动机构（传动杆、钢索等）和飞机其他 部分发生摩擦。 (4)传动机构本身摩擦力过大。 每一种飞机的操纵系统，允许的最大摩擦 力都有具体规定。摩擦力的大小可以舵面开 始偏转时所需的杆力来测量。如果发现系统 的摩擦力过大，应及时检查和排除。
结构振动模态抑制系统。
（2）根据信号传递方式
机械操纵系统
钢索、传动杆等机械部件传递 电缆传递
电传操纵系统
（3）根据驱动舵面运动方式
简单机械操纵系统(无助力) 助力操纵系统
液压助力（有回力/无回力）
电驱动
（4）根据舵面的类型
主操纵系统
副翼 升降舵 方向舵 襟翼、缝翼 扰流板 安定面 横滚操纵 俯仰操纵 偏航操纵 增升装置操纵 扰流板操纵 配平操纵
3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查
2)脚操纵机构 类型：有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种 现代飞机在地面还可以用脚蹬操纵起落架 前轮转弯。驾驶员踩踏左脚蹬，方向陀左 偏转，垂直尾翼上的空气动力对飞机立轴 的力矩，使飞机机头向左偏转，实现向左 转弯；驾驶员踩踏右脚蹬，方向舵向右偏 转，实现飞机右转弯。
驾驶盘
2. 脚操纵机构
平放式脚蹬
脚蹬安装在由两根横杆和两 根脚蹬杆组成的平行四边形 机构上； 平行四边形机构的作用： 保证在操纵方向舵时，脚蹬 只作平移而不转动，便于飞 行员操纵。
2. 脚操纵机构
立放式脚蹬
蹬脚蹬时，通过传动杆和摇臂等构件的传动使 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！
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。
分析传动机构摩擦力过大的原因
(1)活动连接接头表面不清洁或润滑不良而 造成锈蚀。 （2）活动连接头固定过紧。 (3)传动机构（传动杆、钢索等）和飞机其他 部分发生摩擦。 (4)传动机构本身摩擦力过大。 每一种飞机的操纵系统，允许的最大摩擦 力都有具体规定。摩擦力的大小可以舵面开 始偏转时所需的杆力来测量。如果发现系统 的摩擦力过大，应及时检查和排除。
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。
第3章 飞行操纵系统(特选内容)
第三章 飞行操纵系统
中国民航大学 空管学院
优选内容
1
第三章 飞行操纵系统
一、飞机的飞行操纵系统
1.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 舵面运动的所有部件和装置的总称，用于控制飞机的飞 行姿态、气动外形、乘坐品质。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵 面，从而实现飞机的纵向、方向、侧向运动，并且无论在 有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或改 变飞行姿态。
①平放式脚镫 脚镫只作平移而不转动。
优选内容
16
第三章 飞行操纵系统 ②立放式脚镫 通过传动杆和摇臂等构件的传动而使方向舵偏转的。
优选内容
17
第三章 飞行操纵系统
2.传动机构（系统）
将操纵机构的信号传送到舵面或助力器。
（1）机械传动机构
软式传动机构——主要由钢索、滑轮等构件所组成； 硬式传动机构——主要由传动杆、摇臂等构件所组成； 混合式传动机构——由软式、硬式传动机构混合组成。
机械传动缺点： 存在摩擦、间隙和弹性变形等，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！
优选内容
18
第三章 飞行操纵系统
软
硬
式
式
传
传
动
动
系
系
统
统
优选内容
19
第三章 飞行操纵系统
（2）电传操纵系统（Fly-By-Wire） ①电传操纵系统的组成
4）按照功能来分：
（1）主操纵系统：操纵飞机绕三轴旋转，改变或保持飞 机的飞行姿态。 操纵升降舵、方向舵、副翼、三个主舵面，实现飞机的俯 仰、偏航和滚转操纵； （2）辅助操纵系统：改善操纵性，提高飞机飞行性能。 操纵襟翼、缝翼、扰流板、调整片等增升、增阻及水平安 定面配平等系统。
中国民航大学 空管学院
优选内容
1
第三章 飞行操纵系统
一、飞机的飞行操纵系统
1.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 舵面运动的所有部件和装置的总称，用于控制飞机的飞 行姿态、气动外形、乘坐品质。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵 面，从而实现飞机的纵向、方向、侧向运动，并且无论在 有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或改 变飞行姿态。
①平放式脚镫 脚镫只作平移而不转动。
优选内容
16
第三章 飞行操纵系统 ②立放式脚镫 通过传动杆和摇臂等构件的传动而使方向舵偏转的。
优选内容
17
第三章 飞行操纵系统
2.传动机构（系统）
将操纵机构的信号传送到舵面或助力器。
（1）机械传动机构
软式传动机构——主要由钢索、滑轮等构件所组成； 硬式传动机构——主要由传动杆、摇臂等构件所组成； 混合式传动机构——由软式、硬式传动机构混合组成。
机械传动缺点： 存在摩擦、间隙和弹性变形等，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！
优选内容
18
第三章 飞行操纵系统
软
硬
式
式
传
传
动
动
系
系
统
统
优选内容
19
第三章 飞行操纵系统
（2）电传操纵系统（Fly-By-Wire） ①电传操纵系统的组成
4）按照功能来分：
（1）主操纵系统：操纵飞机绕三轴旋转，改变或保持飞 机的飞行姿态。 操纵升降舵、方向舵、副翼、三个主舵面，实现飞机的俯 仰、偏航和滚转操纵； （2）辅助操纵系统：改善操纵性，提高飞机飞行性能。 操纵襟翼、缝翼、扰流板、调整片等增升、增阻及水平安 定面配平等系统。
飞行操纵系统工作原理
典型飞机操纵舵面的布局
3.1.2 飞机操作系统发展过程
民用飞机的操纵系统划分为：机械操纵系统 电传操纵系统
简单
初级
人工 机械 操纵
气动 助力 操纵
液压 助力 操纵
复杂 完善
电传 操纵
机械操纵系:驾驶杆、脚蹬、钢索、滑轮、传动杆、摇臂 机械传动装置直接驱动各舵面:升降舵、副翼、方向舵 舵面上的气动力矩反馈给驾驶员，获得力和位移的感觉。
且力的指向总是与偏转方向相反，这样，驾驶杆（或脚蹬）就有自动回 中（即回到配平位置）的趋势。
正确的操纵动作应是：驾驶杆前推，机头应下俯，飞机下降；
驾驶杆向左转，飞机应向左侧倾斜；
踩右脚蹬，机头应向右偏转。
(6)驾驶杆力（或脚蹬力）应随飞行速度增加而增加，并随舵面偏转角度增 大而增大。
(7)为防止驾驶员无意识动杆及减轻驾驶员的疲劳，操纵系统的启动力应在 合适的范围内。“启动力”是指飞机在飞行中舵面开始运动时所需的操纵 力，启动力包括操纵系统中的摩擦（其中包括助力器分油活门的摩擦） ，预加载荷等。
纵动作和分散驾驶员的注意力，同时可以缩短训练驾驶员的时间。 (2)驾驶杆既可操纵升降舵，又可操纵副翼，同时要求在纵向或横向操纵时
彼此互不干扰。 (3)驾驶舱中的脚操纵机构应当能够进行调节，以适应不同身材的需要。 (4)驾驶员是凭感觉来操纵飞机的，除感受过载大小之外，还要有合适的杆
力和杆位移的感觉，其中杆力尤为重要。脚蹬力和脚蹬位移也是如此。 (5)驾驶杆（或脚蹬）从配平位置偏转时，所需的操纵力应该均匀增加，并
副翼系统 升降舵系统 方向舵系统
飞行操纵系统 辅助操纵系统 扰流板系统
后缘襟翼 前缘襟翼和缝翼
警告系统 失速警告系统 起飞警告系统
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。
3飞行操纵系统R2
由于圆锥体的顶点c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1不会绕其支点前后转动， 因而升降舵不会偏转
2-07
驾驶盘式手操纵机构
推拉驾驶盘操纵升降舵 转动驾驶盘可操纵副翼
独立性分析
左右转动驾驶盘时，支柱不 动，升降舵不会偏转 前推或后拉驾驶盘时，由于 和横管平行的一段钢索与轴 线a-a是重合的，钢索不会 绷紧或放松，不会使副翼偏 转
2-17
3.导向滑轮
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
2-18
4. 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 固有缺陷——弹性间隙
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”称为弹性间隙 危害：弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性 解决措施：钢索预紧 常见故障——断丝（滑轮、导向器部位） 2-19
工作特点
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
5-01
5.2
增升装置
前缘装置
常见辅助操纵面
前缘襟翼（改变机翼弯度） 前缘缝翼（附面层控制） 可鲁格襟翼（改变弯度/增大面积）
后缘装置
开裂式后缘襟翼（减缓气流分离） 后退式襟翼（增大弯度/增加面积） 后退式三开缝襟翼（增大弯度/增加面积/减缓气流分离）
特点：操纵信号由驾驶员发出 组成：
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）
自动飞行控制系统
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，协 助驾驶员工作或自动控制飞机对扰动的响应
2-07
驾驶盘式手操纵机构
推拉驾驶盘操纵升降舵 转动驾驶盘可操纵副翼
独立性分析
左右转动驾驶盘时，支柱不 动，升降舵不会偏转 前推或后拉驾驶盘时，由于 和横管平行的一段钢索与轴 线a-a是重合的，钢索不会 绷紧或放松，不会使副翼偏 转
2-17
3.导向滑轮
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
2-18
4. 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 固有缺陷——弹性间隙
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”称为弹性间隙 危害：弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性 解决措施：钢索预紧 常见故障——断丝（滑轮、导向器部位） 2-19
工作特点
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
5-01
5.2
增升装置
前缘装置
常见辅助操纵面
前缘襟翼（改变机翼弯度） 前缘缝翼（附面层控制） 可鲁格襟翼（改变弯度/增大面积）
后缘装置
开裂式后缘襟翼（减缓气流分离） 后退式襟翼（增大弯度/增加面积） 后退式三开缝襟翼（增大弯度/增加面积/减缓气流分离）
特点：操纵信号由驾驶员发出 组成：
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）
自动飞行控制系统
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，协 助驾驶员工作或自动控制飞机对扰动的响应
第三章无人直升机的飞行控制技术
第三章 无人直升机的飞行控制与管理系统
2.飞行控制系统设计 驾驶员稳定直升机受干扰运动过程
眼 睛 大 脑
飞行员
胳 膊 手
驾 驶 杆
自动 倾斜 器
直 升 机
地平仪
自动控制稳定直升机受干扰运动过程
测 量 元 件 计算 放大 装置
自动驾驶仪
执 行 机 构
驾 驶 杆
自动 倾斜 器
直 升 机
第三章 无人直升机的飞行控制与管理系统
第三章 无人直升机的飞行控制与管理系统
2.飞行控制系统设计
• • • • • •
系统试验要求 飞行控制系统综合试验 飞行控制系统与交联系统联合试验 飞行控制系统与仿真系统综合试验 飞行控制系统半物理仿真试验 飞行试验
第三章 无人直升机的飞行控制与管理系统
2.飞行控制系统设计
• 2.3飞行控制律设计 • 飞行控制律设计是飞行控制系统的一个重要组成部分，它是指令 与各种外部信息到飞机执行机构的一种映射关系。飞行控制律的 设计就是确定这种影射关系，使无人直升机在整个飞行包线内符 合所要求的品质。飞行控制律的设计是根据系统研制任务和顶层 设计文件。 • 控制律结构——首先明确无人直升机的控制舵面：总距、油门、 横向周期变距、总向周期变距、尾桨距，根据对无人直升机的飞 行性能要求以及无控直升机的飞行动力学特性确定控制律结构。 • 下面给出一种无人直升机的控制律结构
第三章 无人直升机的飞行控制与管理系统
2.飞行控制系统设计
• 接口设计要求 • 模拟量接口：阻抗匹配、电压、极性、单端差分输入 方式、转换精度、分辨率 • 开关量要求：接口间隔离、驱动能力、电平定义、阻 抗匹配 • 数字量：接口类型（rs232、rs485、arinc429），通 信方式，波特率、帧格式、屏蔽要求 • 频率量接口：频率量接口电平、极性、阻抗匹配、输 入输出频率范围、精度等
飞机飞行操纵系统课件
功能
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。
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。
第3章飞行操纵系统2011
襟翼:襟翼的种类很多，较常用的有：简单襟翼、分 裂式襟翼、开缝式襟翼、后退襟翼、克鲁格襟翼等。
这些襟翼的共同特点是，它们都位于机翼后缘，靠近机身， 在副翼的内侧，所以又称为后缘襟翼。襟翼放下时既可增 大升力，同时也增大了阻力。所以多用于飞机着陆。
前缘襟翼:安装在机翼前缘的襟翼称为前缘襟翼。
克鲁格襟翼:是前缘襟翼的一种。它一般位于机翼根 部的前缘。
（如图中双点划线所示），以便于飞行员操纵。
（1-2）中央操纵机构—脚操纵机构
立放式脚操纵机构:蹬脚镫时，它是通过传动杆和摇 臂等构件的传动而使方向舵偏转的。左右脚镫的动作 是协调的，即一个脚镫向前时，另一个脚镫向后。
4-B.辅助操纵系统
辅助操纵系统
扰流板 调整片 前/后缘襟翼 前缘缝翼 水平安定面
计算机按预定的控制规律生成舵面操纵信号 控制操纵面作动器动作，舵面偏转，从而实现对飞机
进行操纵。
电传操纵系统的设计使得新型飞机比传统的飞机成本 低，飞行更安全，也更便于操纵。
四余度电传操纵系统
它实质上由四套完全相同的单通道电传操纵系统组合而 成的。
在每个传输信号的通道中增加了表决器、监视器电路。 用于监视、判断四个输入信号中有无故障信号，并输出 一个从中选择的正确信号。
4-B.辅助飞行操纵系统
用来操纵增升装置、配平装置、绕流板等,其主要目 的是改善飞机的飞行性能、减轻驾驶员的操纵负荷。
4-A.主飞行操纵系统
主飞行操纵系统包括：
中央操纵机构 和传动机构两部分。
在主飞行操纵系统中，飞行员手、脚直接操纵的部分， 称为中央操纵机构。中央操纵机构由手操纵机构和脚操 纵机构所组成。
手操纵机构:驾驶杆式和驾驶盘式；控制副翼和升降舵 脚操纵机构：脚蹬。 控制方向舵
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（1-2）中央操纵机构—脚操纵机构
立放式脚操纵机构:蹬脚镫时，它是通过传动杆和摇 臂等构件的传动而使方向舵偏转的。左右脚镫的动作 是协调的，即一个脚镫向前时，另一个脚镫向后。
4-B.辅助操纵系统
辅助操纵系统
扰流板 调整片 前/后缘襟翼 前缘缝翼 水平安定面
①襟翼
开裂式襟翼
①飞机的纵向操纵（俯仰操纵）
后拉杆，升降舵后缘上偏，产生上仰力矩，飞机抬头。
前推杆，升降舵后缘下偏，产生下俯力矩，飞机低头。
2)飞机的滚转操纵
飞机的滚转操纵是通过操纵驾驶杆或驾驶盘控制副翼来 实现的。在飞行中,向左压杆或逆时针方向旋转驾驶盘, 飞机向左滚转;向右压杆或顺时针方向旋转驾驶盘,飞机 向右滚转。 基本原理是: 当驾驶员向右压杆时,经传动机构的传动,右副翼向上偏 转一个角度,于是在右机翼上产生了一个向下的附加气 动力,使右机翼升力减小;同时,左副翼向下偏转一个角度, 在左机翼上产生向上的附加气动力。左机翼产生的升力 大于右机翼升力,对飞机重心形成一个向右的滚转力矩, 使飞机向右滚转。同理,当向左压杆,飞机左副翼上偏,右 副翼下偏/使飞机相左滚转。
B737-300操纵面
A320操纵面
A320
A320
5.基本飞行操纵原理
1)飞机的俯仰操纵 2)飞机的滚转操纵 3)飞机的航向操纵
1）飞机的俯仰操纵
飞机的纵向操纵是通过操纵驾驶杆或驾驶盘控制升降舵来实 现的。以驾驶杆为例，飞行中驾驶员拉杆，机头上仰；向前 推杆，机头下俯。 基本原理是： 当驾驶员向后拉杆时，经传动机构的传动，升降舵向上偏转 相应的角度，在水平尾翼上产生一个向下的附加气动力，形 成对飞机重心的抬头力矩，使飞机抬头，迎角增大。如果飞 机原来是平飞状态，则开始进入爬升状态。同理，当驾驶员 向前推杆，则飞机低头，迎角减小。
前缘襟翼:安装在机翼前缘的襟翼称为前缘襟翼。 克鲁格襟翼 :是前缘襟翼的一种。它一般位于机翼根 部的前缘。
可鲁格襟翼
克鲁格襟翼:是前缘襟翼的一种。它一般位于机翼根部的前缘
后缘襟翼
开裂式襟翼
后退式襟翼
后退式三开缝襟翼
后退式三开缝襟翼
②前缘缝翼
4.飞行操纵系统分类
根据操纵信号来源不同，操纵系统可分为： 人工飞行操纵系统，其操纵信号由驾驶员发出。 主操纵系统：飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统；操纵 升降舵、方向舵、副翼、三个主舵面，实现飞机的俯仰、 偏航和滚转操纵； 辅助操纵系统：增升、增阻操纵系统；人工配平系统等。 操纵襟翼、副翼、扰流板、调整片等增升、增阻及水平 安定面配平、方向舵配平等系统。 自动飞行控制系统，其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。(另章介绍)
助力机械操纵系统的主要元件
液压助力器 载荷感觉器(无回力) 调整片效应机构
助力操纵系统形式
一、有回力的助 力操纵系统:
通 常 是 利 用 回 力连杆把舵面 传来的一部分 载荷传给驾驶 杆
二、无回力的助 力操纵系统:
液 压 助 力 器 的 一端直接与通 向舵面的传动 机构相连，舵 面传来的载荷 全部由助力器 承受。
扰流板的收放
A320
方向舵配平 水平安定面 配平手轮
4-B.辅助操纵系统特点
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。
B737-300飞行操纵面
A320飞机的飞行操纵面
A320
3.飞机的增升装置
为了保证飞机能在低速飞行时，仍具有足够的升 力，就有必要在机翼上装设增加升力的装置。并 可以大大减小起飞和着陆速度，缩短滑跑距离。 缝翼和襟翼都是增升装置。作用是增加机翼升力 和减小失速速度，同时飞机的阻力也增大。主要 使用在起飞、低速机动飞行和着陆过程中。
后退式襟翼 后退式三开缝襟翼
②前缘缝翼
③扰流板
扰流板是铰链在机翼上表面的一种可活动翼板。扰流 板分为飞行扰流板和地面扰流板。
升起扰流板可使飞机的升力减小，阻力增加。 扰流板的功能是： （1）飞行扰流板可以辅助副翼横滚操纵； （2）飞行扰流板对称升起，可使飞机空中减速； （3）飞机落地后，飞行和地面扰流板同时升起，可以增 大飞机阻力使飞机减速，提高刹车效能。
软式传动系统
简单机械操纵系统
硬式传动系统
3.2.2助力机械操纵系统
现代高速飞机和重型飞机的操纵广泛采用助力操纵 系统。 助力操纵系统是指从驾驶舱中央操纵机构到舵面的 机械联动装置中,利用助力器进行功率放大,从而利用 液压或电力来操纵舵面的人工飞行操纵系统。
助力机械操纵系统的分类
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）
飞机的方向操纵（偏航操纵）
蹬左舵，方向舵左偏，产生左转力矩，飞机左转。
蹬右舵，方向舵右偏，产生右转力矩，飞机右转。
3.2 典型飞行操纵系统
3.2.1简单（无助力）机械操纵系统 3.2.2助力机械操纵系统 3.2.3电传操纵系统
3.2.1简单（无助力）机械操纵系 统
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。 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。
横轴和立轴旋转，以完成对飞机的飞行姿态控制。
立轴
纵轴
横轴
机体坐标轴
横滚---飞机绕纵轴的转动 俯仰---飞机绕横轴的转动 偏航---飞机绕立轴的转动
2.飞机的操纵性
一、飞机的操纵性:
飞机的操纵性是指飞机在飞行员操纵的情况下，改变 其飞行姿态的特性。 飞机在空中的操纵是通过三个操纵面——升降舵、方 向舵和副翼来进行的。 转动这三个操纵面，在气流的作用下，就会对飞机产 生操纵力矩，使其绕横轴、立轴和纵轴转动，从而改 变飞机的飞行姿态。
自动驾驶仪； 飞行指引 自动油门
按照指令的执行方式来分：
（1）机械式操纵系统 如：B737、 B747、 B757、 B767 （2）电传操纵系统 如：A320、 A330、 A340、 A380、 B777
人工飞行操纵系统
人工飞行操纵系统通常包括主飞行操纵系统和辅 助操纵系统两部分。 4-A.主飞行操纵系统
3、电传操纵系统优点/缺点
优点： 减轻了操纵系统的重量，减少体积 消除了机械操纵系统中的非线性因素以及飞机结构 变形的影响 简化了主操纵系统与自动驾驶仪的组合 可采用小侧杆操纵机构 缺点： 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
4、A320电传操纵系统
3.1飞行操纵系统概述
定义：
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 的所有部件和装置的 总称，用于飞机飞行 姿态、速度、轨迹的 控制。
组成
主操纵系统
副翼
升降舵
操纵系统
辅助操纵系统
前缘襟翼缝翼
后缘襟翼 扰流板 水平安定面
警告系统
失速警告 起飞警告
方向舵
1.操纵系统主要功用
驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机绕纵轴、
手操纵机构:驾驶杆式和驾驶盘式；控制副翼和升降舵 脚操纵机构：脚蹬。 控制方向舵
将操纵机构的动作传到舵面的部分，叫做传动机构。
传动机构是由传动杆、摇臂、钢索、滑轮等组成。 软式传动机构—钢索、滑轮等； 硬式传动机构—传动杆、摇臂等； 混合式传动机构！
（1）中央操纵机构—手操纵机构
用来操纵升降舵、方向舵和副翼,分别实现飞机的俯 仰、航向和滚转操纵。
4-B.辅助飞行操纵系统
用来操纵增升装置、配平装置、绕流板等,其主要目 的是改善飞机的飞行性能、减轻驾驶员的操纵负荷。
4-A.主飞行操纵系统
主飞行操纵系统包括：
中央操纵机构 和传动机构两部分。
在主飞行操纵系统中，飞行员手、脚直接操纵的部分， 称为中央操纵机构。中央操纵机构由手操纵机构和脚操 纵机构所组成。
1.电传操纵系统的组成
电传操纵系统主要由驾驶杆或侧杆（含杆力传感器）、 前置放大器、传感器、机载计算机和执行机构组成，如 图所示。
电传操纵系统的组成与工作原理—四余度系统
前置 放大
计算机
舵机
传感器
2.工作原理
工作原理：
驾驶员发出操纵指令
经传感器转换为电信号，并与来自飞机运动参数传感
器测得的信号一起，传输给计算机处理
驾驶杆式手操纵机构
推拉驾驶杆操纵升降舵； 左右压杆操纵副翼！
横、纵向操纵的独立性
驾驶杆要操纵升降舵和副翼， 但两者不会互相干扰！
中央操纵机构—手操纵机构
驾驶盘式手操纵机构
推拉驾驶盘操纵升降舵； 左右转动驾驶盘可操平放式和脚镫立放式两种。 平放式脚操纵机构:飞行员蹬脚镫时，脚镫只作平移而不转动 （如图中双点划线所示），以便于飞行员操纵。
前缘缝翼
前缘缝翼:
是一个小的翼面，总是装在机翼前缘。当前缘缝翼打开时， 它就与机翼表面形成一道缝隙。可以提高“临界攻角”， 避 免大攻角下的失速。 增大最大升力系数50%左右。
襟翼:襟翼的种类很多，较常用的有：简单襟翼、分 裂式襟翼、开缝式襟翼、后退襟翼、克鲁格襟翼等。
这些襟翼的共同特点是，它们都位于机翼后缘，靠近机身， 在副翼的内侧，所以又称为后缘襟翼。襟翼放下时既可增 大升力，同时也增大了阻力。所以多用于飞机着陆。
A320操纵面
A320
A320操纵机构
A320
A320
A320
A320
A320
3.3B737－300操纵系统