飞行操纵系统
飞机系统知识点总结
飞机系统知识点总结飞机是由许多复杂的系统组成的，这些系统相互配合，确保飞机的安全和性能。
本文将对飞机系统的各个方面进行总结，包括飞行控制系统、动力系统、舱内系统和通信系统等。
通过本文的阅读，读者可以对飞机系统有一个全面的了解。
一、飞行控制系统飞行控制系统是飞机的关键系统之一，它包括飞行操纵系统、飞行辅助系统和自动驾驶系统。
1. 飞行操纵系统飞行操纵系统包括操纵杆、脚蹬、副翼、升降舵和方向舵等部件。
通过这些部件，飞行员可以控制飞机的姿态、航向和俯仰。
飞机的操纵系统通常由液压系统或者电动系统驱动，确保飞机操纵的精准和灵活。
2. 飞行辅助系统飞行辅助系统是为了提高飞机的操纵性能而设计的系统。
比如说，阻尼器系统可以减小飞机的振动，减少飞机受到外部环境的影响。
此外，气动弹性补偿系统可以改善飞机的飞行品质，使得飞行更为平稳。
3. 自动驾驶系统自动驾驶系统是现代飞机的一大特色，它可以帮助飞行员更轻松地控制飞机。
自动驾驶系统可以自动调整飞机的姿态、航向和速度，减轻飞行员的负担，提高飞行的安全性。
二、动力系统动力系统是飞机的心脏，负责提供飞机的动力和推进力。
飞机的动力系统通常由发动机和推进系统组成。
1. 发动机发动机是飞机的动力来源，它可以根据不同的原理分为涡轮喷气发动机和螺旋桨发动机。
涡轮喷气发动机是现代喷气式飞机最常用的发动机，它通过燃烧燃料产生高温高压的气流，驱动涡轮产生推进力。
螺旋桨发动机则是一种传统的发动机，通过旋转螺旋桨产生推进力。
2. 推进系统推进系统包括发动机的引擎控制系统、涡轮喷气发动机的涡轮增压系统和螺旋桨发动机的传动系统。
这些系统可以有效地将发动机产生的动力传递到飞机的推进装置上，保证飞机的动力输出。
三、舱内系统舱内系统是为了提供乘客舒适和飞行员工作环境而设计的系统，它包括气压控制系统、空调系统和供氧系统等。
1. 气压控制系统在飞行高度较高的情况下，大气压会急剧下降，可能导致乘客和机组人员出现高原反应。
第五章 飞行操纵系统
第三节 助力机械操纵系统
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！ 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之内：
1. 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！
助力机械操纵系统的分类
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； 钢索的弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性； 钢索预紧（施加予张力）是减小弹性间隙的措施！ 常见故障：断丝与锈蚀，主要部位是滑轮或导索板处。
几个注意问题： 1、为了改善软式操纵系统的灵敏性，钢索在未安 装之前，必须用相当于设计强度50％~60%的力进 行予拉伸处理； 2、装在飞机上的钢索必须根据周围温度的高低而 保持一定的予张力； 3、在飞机主操纵系统中，可以使用的钢索最小直 径是1/8英寸； 4、钢索不可气割，不可焊接，只能用钢索剪剪断 或用錾子錾断； 5、在改变钢索方向不大于 3º的情况下，可以使用 导索板或导索环。
中央操纵机构—手操纵机构
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！
独 立 性 分 驾驶杆左右摆时，传动杆沿着以b-b线为中 析 心轴，以c点为顶点的锥面运动；
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！
。
操纵系统
主操纵系统
副翼
升降舵
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
《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
飞行控制系统的组成
飞行控制系统的组成飞行控制系统是指用于控制飞机飞行的一系列设备和程序。
它是飞机的重要组成部分，直接影响着飞机的操纵性、稳定性和安全性。
飞行控制系统的主要组成包括飞行操纵系统、飞行指示系统、飞行保护系统和自动飞行控制系统。
一、飞行操纵系统飞行操纵系统是飞行控制系统的核心部分，用于操纵飞机的姿态和航向。
它包括操纵杆、脚蹬和相关的机械传动装置。
操纵杆通过机械传动装置将飞行员的操作转化为飞机的姿态变化，从而实现对飞机的操纵。
脚蹬主要用于控制飞机的航向。
飞行操纵系统的设计需要考虑飞行员的操作感受和操作精度，以及飞机的动力特性和气动特性。
二、飞行指示系统飞行指示系统用于向飞行员提供飞机的状态和参数信息，以帮助飞行员准确地掌握飞机的飞行情况。
飞行指示系统包括人机界面设备和显示设备。
人机界面设备包括仪表板、显示器和按钮等，用于向飞行员显示飞机的状态和参数，并接收飞行员的操作指令。
显示设备一般采用液晶显示屏或投影显示技术，能够实时显示飞机的速度、高度、姿态、航向等信息。
飞行指示系统的设计需要考虑信息的清晰度和可读性，以及对飞行员的操作需求和反馈。
三、飞行保护系统飞行保护系统用于提供飞机的保护和安全功能，防止飞机发生失控或危险情况。
飞行保护系统包括防护装置、警告系统和应急措施。
防护装置主要包括防止飞机过载的装置、防止飞机超速的装置和防止飞机失速的装置等，能够保护飞机免受过载、超速和失速等不安全飞行状态的影响。
警告系统主要用于向飞行员提供飞机的警告和提示信息，以帮助飞行员及时发现和解决飞机的异常情况。
应急措施主要包括自动驾驶和自动下降等功能，能够在紧急情况下自动控制飞机的飞行。
四、自动飞行控制系统自动飞行控制系统是飞行控制系统的高级形式，能够实现自动驾驶和飞行管理功能。
自动飞行控制系统主要包括飞行管理计算机、自动驾驶仪和导航系统等。
飞行管理计算机负责计算飞机的飞行参数和航路信息，并根据飞行员的指令进行飞行计划和航线管理。
飞行操纵系统概述空客A320系列
现在，我们看飞行控制计算机。
飞行操纵
系统概述
20/42
Flight control computers
ELAC 1 ELAC 2
SEC 1 SEC 2 SEC 3
FAC 1 FAC 2
飞行操纵面的移动由下列计算机控制：
两个升降舵和副翼计算机（ELAC）， 三个扰流板和升降舵计算机（SEC）， 两个飞行增稳计算机（FAC）。
系统概述
31/42
一个减速板手柄位于中央操纵台 的左侧。
飞行操纵
系统概述
32/42
另外，在顶板上，有两个控制飞行控制 计算机的面板。
现在，我们介绍增升设备。
飞行操纵
系统概述
33/42
飞行操纵
在每一机翼前缘有五块缝翼。
系统概述
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并且每一机翼后缘有两块襟 翼。
飞行操纵
系统概述
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SFCC 1 SFCC 2
FCDC 1 FCDC 2
SEC 1 SEC 2 SEC 3
飞行操纵
但是，FAC的数据将直接送给EIS。
FAC 1 FAC 2
系统概述
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ELAC 1 ELAC 2
SEC 1
SEC 2
SEC 3
ELAC和SEC的状态在ECAM飞行操纵页面上有指示 。其它计算机则没有显示。
这些指示将在不正常操作章节中详细讲述。 现在，我们来看一下液压部分。
俯仰配平
左安定面
方向舵
右安定面
飞行操纵系统包括： 副翼， 用于俯仰配平的一个可配平式水平安定面（THS）， 一个方向舵， 地面扰流板/减速板。
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局部？ (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展比照分析。
〔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〕717.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。
(豆)926.说明副翼感觉定中凸轮机构如何产生感觉力？在副翼配平操纵中如何工作？〔豆〕1027.输出扭力管的特点？ (10)28.升降舵载荷感觉定中机构的特点？ (11)29.根据附图，简述升降舵感觉定中机构的工作原理。
民航专业文献客机飞行操纵系统
民航专业文献客机飞行操纵系统四客机飞行操纵系统1.功用提供飞机的横向、纵向、竖直方向的姿态控制，并在起飞、着陆时增加升力，在减速运动时增加阻力。
1.1组成：主操纵系统：提供飞机的横向、纵向、竖直方向的姿态控制，由副翼系统、升降舵系统和方向舵系统组成。
辅助操纵系统：由扰流板/减速板系统、后缘襟翼系统、前缘襟翼和缝翼系统、水平安定面系统组成。
警告系统：失速警告系统：当飞机将要失速时，向驾驶员提供警告。
起飞警告系统：在飞机起飞滑跑时，如果某些部件不在正确的位臵，给驾驶员一个音响警告。
1.2操纵面位臵副翼：2个带有平衡板和调整片的副翼安装在每个机翼的后缘，靠近翼尖处。
水平安定面：水平安定面位于机身尾部，是全动的，用于纵向配平。
升降舵：2个带有平衡板和调整片的升降舵安装在每个水平安定面的后缘。
方向舵：位于垂直尾翼的后缘。
后缘襟翼：位于机翼后缘。
共有4块，每个机翼2块，分别在发动机内侧和外侧。
前缘襟翼：位于机翼前缘、发动机内侧。
共有4块，每个机翼2块。
前缘缝翼：位于机翼前缘、发动机外侧。
共有6块，每个机翼3块。
扰流板/减速板：位于机翼上表面，襟翼前方。
共有10块，每个机翼5块，从左到右依次编，分别为0、1、2、…、9。
其中，2、3、6、7号是飞行扰流板，0、1、4、5、8、9号是地面扰流板。
1.3操纵动力主舵面：正常情况由A系统或B系统液压力操纵。
应急情况方向舵由备用系统液压力操纵，副翼和升降舵可由人力操纵。
扰流板/减速板：2、7号飞行扰流板由B系统液压力操纵，其余由A系统液压力操纵。
后缘襟翼：正常情况下由B系统液压力操纵，应急情况下由电动马达操纵。
前缘装臵：正常情况下由B系统液压力操纵，应急情况下可由PTU或备用系统液压力操纵。
水平安定面：可由电动马达或人力操纵。
2.副翼系统2.1副翼的位臵是由2个动力控制组件（PCU）通过钢索来决定的，PCU的输入信号可以来自驾驶盘的偏转、配平作动筒的伸缩或自动驾驶伺服作动筒的输出。
《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。
第3章 飞行操纵系统(特选内容)
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。
飞机操纵系统
第二节 简单机械操纵系统
➢ 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
2-01
2.1 对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
➢现代民航客机在操纵系统中设置了 专门的非线性传动机构，靠它来改 变整个操纵系统的传动系数，实现：
➢在舵面偏转角较小时，杆行程较 大，便于飞行员准确操纵飞机；
➢在舵面偏转角较大时，杆行程不 至于过大，即灵敏性增加。
第三节 舵面补偿装置
➢作用：减小铰链力矩和杆力 ➢形式：
➢轴式补偿 ➢角式补偿 ➢内封补偿 ➢调整片补偿
连杆及蜗轮螺杆机构
➢平衡调整片
第五节 主操纵系统
➢飞行操纵系统由三个部分组成：主操 纵系统、辅助操纵系统和警告系统。
➢主操纵系统包括 ➢副翼 ➢升降舵 ➢方向舵
5.1 副翼操纵系统
➢驾驶盘柔性互联机构
➢液压助力器
➢现代大中型飞机的重量较重，飞行速度较快， 舵面上的气动载荷较大，因此常采用液压助 力器进行助力操纵。
➢ 实现差动操纵最简单的机构是差动摇臂
2-17
➢弗利兹副翼--平衡两机翼诱导阻力差
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
三、主操纵系统的传动系数和传动比
➢传动系数
➢传动系数 驾驶杆（盘或脚蹬）移动一 个很小的行程ΔX时，舵面的偏转角相 应也会改变一定数值Δδ，操纵系统 的传动系数K就定义作Δδ与ΔX的比 值，即：
第3章 飞行操纵系统
第三章 飞行操纵系统
扰流板的收放
第三章 飞行操纵系统
地面扰流板活门
地面扰流板内锁活门
外地面扰流板 作动筒
内地面扰流板作 动筒
外地面扰流板作 动筒
第三章 飞行操纵系统
（4）水平安定面配平
水平安定面配平系统——提供飞机纵向的俯仰配平。
被操纵的是可调水平安定面 偏转1度相当于升降舵偏转2.5-3.5度
襟翼
开裂式襟翼
后退式襟翼 后退式三开缝襟翼
第三章 飞行操纵系统
飞机襟翼操纵
第三章 飞行操纵系统
襟翼的保护
不同步保护
防止左、右两侧襟翼放出角度不对称
过载保护 用于保护襟翼结构，防止过大的气动载荷损伤襟翼。
襟翼的位置指示
左指针
第三章 飞行操纵系统
（3）扰流板操纵
扰流板是铰链在机翼上表面的一种可活动翼板。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，地面扰流板升起，可以增大飞机阻力 使飞机减速，提高刹车效能。
第三章 飞行操纵系统
软 式 传 动 系 统
硬 式 传 动 系 统
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
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。
第三章 飞行操纵系统
②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。
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
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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。
现代民航客机舵面的气动载荷较大，故采用液压助力器进行助力操作。
液压助力器输入是一个机械信号，此输入信号经比较机构与输出反馈信号比较，使偏差信号推动液压伺服活门，输出与偏差信号成正比的液压功率到作动筒，作动筒产生一个放大的机械输出信号，同时提供反馈信号到比较机构，使输入与输出一一对应。
当驾驶员操纵副翼时，副翼感觉定中机构提供感觉力，防止操作不足或过量，使飞机保持安全平稳飞行。
2、升降舵
升降舵位于水平安定面的后缘，波音737NG飞机拥有2块升降舵。
升降舵系统操纵飞机绕横轴进行俯仰运动。
当驾驶员前推驾驶杆时，升降舵下偏，飞机产生低头力矩；同理，后拉驾驶杆时，升降舵上偏，飞机产生抬头力矩。
如图二为波音737NG飞机的升降舵操纵系统，该系统中重要部件为升降舵扭力管（如图四）和升降舵感觉定中机构（如图三）。
扭力管可以将升降舵助力器的动力输出到升降舵摇臂，一般采用双层套管结构，外套管为一根长管，内套管为两根短管，内外套管在外管中间部位用铆钉链接；输入摇臂连接在外套管上，摇臂分别接助力器，输出摇臂连接在内套管上。
无论扭力管从哪个助力器获得操纵力矩，内管均从扭力管中央获得扭矩输出，使得左右内套管外端相对于内端扭曲角度相同，保证左右升降舵偏转角度一致。
升降舵需要进行对飞
行姿态影响最为明显的俯仰操作，故其感觉定中机构更为复杂，它由感力计算机和感力定中单元组成。
感力计算机是液压机械部件，并非传统意义上的计算机。
它一方面可以感受飞机飞行时的总压、静压，从而换算出与飞机空速相关的动压。
另一方面，它可以感受A、B两液压系统的压力。
这两方面的因素决定了双重感觉作动筒的的移动方向，由此影响感力定中单元输出给驾驶员的驾驶感力，使其可以进行准确安全的操作。
图二典型升降舵操纵系统原理
图三升降舵感力定中装置
图四扭力管
3、方向舵
方向舵位于飞机垂直安定面的后缘，波音737NG采用单块的方向舵舵面。
方向舵系统操纵飞机绕立轴进行偏航运动，可通过方向舵配平手轮或脚蹬操作。
在方向舵上装配有偏航阻尼器，用于消除由于飞机的横侧稳定性过强而偏航稳定性弱产生的荷兰滚，但此时方向舵脚蹬并不随动。
二、飞行辅助操纵系统
1、飞机增升装置
民航飞机的机翼外形适用于高速飞行。
在低速飞行时，特别是在起飞着陆阶段，飞行速度较小，即使增大迎角，升力依然不足以维持
飞机的水平飞行，故民航飞机普遍配置有增升装置。
通常增大机翼弯度、增大机翼面积和延缓机翼上气流分离可以达到增升的目的。
现代民航飞机采用的增升装置主要有后缘襟翼、前缘缝翼和前缘襟翼。
后缘襟翼：简单襟翼、分裂襟翼、富勒后退襟翼和后退开缝式襟翼。
前缘襟翼常用布鲁格襟翼。
前缘缝翼安装在机翼前缘，分为固定式和可动式。
固定式前缘襟翼与机翼本体间构成一条固定狭缝，不能随迎角改变而开闭；而可动式缝翼可根据空气动力的压力或吸力改变狭缝宽度。
2、扰流板
扰流板是安装在机翼上表面的可偏转小片，分为地面扰流板和飞行扰流板。
地面扰流板仅有两个位置：放下位和立起位，故其传动装置为普通双向单杆液压作动筒。
地面扰流板仅在地面使用，立起时可卸除升力，同时增大阻力，缩短滑跑距离。
飞行扰流板既可以在空中使用也可以在地面使用，主要功用为：配合副翼操纵；飞机减速；应急横侧操纵；降低机翼突风载荷以及在地面减速卸升，缩短滑跑距离。
3、配平操纵
配平的意思是消除驾驶杆力，以减轻长途飞行时驾驶员的疲劳；对飞机产生某些不需要的飞行姿态趋势进行修正。
现代民航客机广泛采用助力操纵系统，由于助力操纵系统的操纵感力由感力定中机构提供，所以他的配平操纵就是指消除感力定中机构的模拟感力。
副翼和
方向舵没有专门的配平舵面而通过扳动相应的配平电门或旋钮，控制配平电机工作，使定中机构重新定于中立位。
俯仰配平可以通过水平安定面实现，人工操纵、电动配平以及自动驾驶操纵都可以实现对水平安定面的操作。
通常手动操纵优先级最高，其次是电动配平，自动驾驶仪优先权最小。
三、飞机操纵警告系统
1、起飞警告系统
飞机位于地面时，油门杆前推，已下任一情况都会触发起飞警告：1）减速板手柄未在“放下位”；
2）停留刹车未松开；
3）前缘襟翼未放出；
4）后缘襟翼不在起飞位；
5）水平安定面不在绿区范围；
2、失速警告系统
飞机临近或达到最大可用升力（即飞机接近失速状态）时触发失速警告。
核心部件为失速管理计算机，其信号输入来源有：迎角、襟翼位置、缝翼位置和空/地信号。
当它采集到失速信号后，会输出电信号，经放大器后驱动推杆器，自动推杆，减小飞机迎角，防止失速。
参考文献：
[1]徐鑫福.飞机飞行操纵系统.北京航空航天大学出版社.1989
[2]陈再新.空气动力学.北京：航空工业出版社，1993。