电传操纵系统
电传操纵与偏航阻尼器系统PPT课件
电传操纵系统是一种没有机械操纵系统，将驾驶员的操纵装置发出的信号转变成电信号， 按照一定的规律和原理构成的飞机操纵系统。其主要组成部件有：杆力传感器（位移传感 器），计算机，伺服作动器，飞机运动参数测量装置。系统主要电子组件是飞行控制计算 机。
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• 1986年,A320飞机,机械备份的电传操纵系统 • 1994年,B777飞机,全电传操纵系统(人工应急机械配平系统作为最后的备份) • A380飞机,全电传操纵系统
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电传操纵系统的特点
• 靠电信号传递飞行员操纵指令，因而在这 种系统中不再含机械操纵系统。
• 把控制增稳系统作为这一系统不可分割的 一个组成部分，系统可以利用全权限来改 善飞行品质，优于传统的控制增稳系统。
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2）偏航阻尼器指示器
偏航阻尼器指示器仅仅连接到SMYD 1。它指示由于 SMYD 1（主偏航阻尼器）产生指令而使方向舵移动 的情况。它并不指示由方向舵踏板的输入而造成的方 向舵的移动。
3）主方向舵PCU
a、在垂直安定面内有两个方向舵PCU，一个主用， 一个备用。这些PCU是液压作动筒，它们响应驾驶员 方向舵踏板的输入而使方向舵移动。
纵状态。 • 4、系统设计时，还必须精心设计，以保证两种系统可以实现良好的转换。
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偏航阻尼器系统
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1、目的: 1）偏航阻尼器系统使飞机沿飞机的偏航（垂直）轴保持稳定。 2）偏航阻尼器系统是一个自动飞行系统，该系统使方向舵运动以减小由荷兰滚或湍流造 成的飞机的偏航移动。该系统工作于所有的飞行阶段并且在地面上起飞之前衔接。
电传操纵系统
电传操纵系统“电传操纵系统"是英文"F1ybywiref1ightcontro1SyStCnr(FBW)的中文意译，也被译为“线传操纵系统”。
它是一种先进的电子飞行掌握系统。
H简介从飞机创造直到现在，飞机的操纵系统仍旧主要是机械式的操纵系统。
机械操纵系统在操纵装置(操纵杆、脚蹬)和飞机的舵机之间存在着一套相当简单的机械联动装置和液压管路，飞行员操纵操纵杆和脚蹬，通过上述联动装置掌握舵机位置，从而使飞机达到盼望的姿势和航向。
早期的飞机只是直接人工机械操纵。
随着飞机的尺寸和速度的增加，驾驶员再直接通过钢索去拉动舵面感到困难，于是作为驾驶员帮助操纵装置的液压助力器安装在操纵系统中。
它由一个并联的液压作动器来增大驾驶员施加在操纵钢索上的作用力，目前液压助力器仍在很多飞机上使用。
其次次世界大战后不久，消失了全助力操纵系统。
在这种系统中，操纵钢索从驾驶杆直接连到作动器的伺服阀上，不再与操纵面发生直接机械联系。
使用全助力操纵的主要缘由是在跨音速飞行时，作用在操纵面上的力变化很大而且非线性很历害。
这样，操纵时从操纵面反传到驾驶杆上的力从操纵品质的观点来说是难以接受的。
全助力操纵系统本身是不行逆的，因此不受跨音速飞行中非线性力的影响，由于这种操纵方法不再需要飞行员的体力去转变舵面状态，使得飞行员无法直观地感受到飞机所处的状态，于是就借助一些力反馈装置来供应人工杆力，这种人工杆力虽然在移动操纵面时不需要，但在操纵飞机时给飞行员供应适当的操纵品质还是必要的，人工杆力的设计可以使人的操纵感觉从亚音速飞行平滑地过渡到超音速飞行阶段。
随着飞机尺寸的连续增加和性能的进一步提高，增加稳定性关心飞行员操纵变得非常迫切，于是从全助力操纵系统进展到增稳系统，如偏航增稳系统、俯仰增稳系统和横滚增稳系统。
系统通过传感器反馈的飞机状态，在程序掌握下自动掌握舵机偏转，以保证飞机静稳定性。
这种增稳系统与驾驶杆或脚蹬是相互独立的，因而增稳系统的工作不影响驾驶员的操纵。
电传操纵系统PPT课件
重量加大； 难于“绕”过机内设备； 易与发动机发生共振！
混 兼有硬式和软式的优点和缺点！ 合
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A320
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主舵面的操纵性
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。
转动这三个操纵舵面，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，实现飞机的俯仰、 偏航和滚转。
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驾驶杆
推拉驾驶杆操纵升降舵； 左右压杆操纵副翼。 横、纵向操纵具有独立性， 即操纵驾驶杆时升降舵和副翼，两者不 会互相干扰。
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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
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脚操纵机构有脚镫平放式和脚镫立放式两种。 平放式:蹬脚镫时，脚镫只作平移而不转动。 立放式:蹬脚镫时，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。
位置。马赫配平作动筒对调整驾驶杆中立位置的升降舵感觉和定中组件进行 重新定位。
水平安定面配平系统——提供飞机纵向配平。
方向舵配平系统——控制电门对调整方向舵中立位置的方向舵感觉和定中组件 进行电动定位。方向舵脚蹬随之相应移动。方向舵配平指示器显示方向舵配平 位置。
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方向舵配平
水平安定面 配平手轮
飞机的侧向操纵（滚转操纵）
• 左压盘，左副翼上偏，右副翼下偏，产生左横滚 力矩，飞机左滚转。
• 右压盘，右副翼上偏，左副翼下偏，产生右横滚 力矩，飞机右滚转。
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（2）辅助操纵系统
• 扰流板 • 调整片 • 前/后缘襟翼 • 前缘缝翼 与• 主水操平纵系安统定的区面别：
飞机电传操纵系统
电传操纵系统概况一、电传操纵系统的概念及进展概况1、电传操纵系统的概念电传操纵系统是将从驾驶员的操纵装置发出的信号转换成电信号，通过电缆直接传输到自主式舵机的一种系统。
也就是说，电传操纵系统也是一个全时、全权限的“电信号系统+掌握增稳”的飞行操纵系统。
电传操纵系统是人工操作和自动掌握在功能上和操纵方式上较好地融为一体。
电传操纵系统主要依靠电信号传递驾驶员的操纵指令，所以这种系统不再含有机械操纵系统。
带有机械备份的电传操纵系统成为准电传操纵系统。
掌握增稳系统是电传操纵系统不行分割的组成局部，只有具备掌握增稳功能的电信号系统才能称为电传操纵系统。
2、电传操纵系统进展概况20 世纪前半期, 承受闭环反响原理的自动掌握技术作为机械操纵系统的关心手段, 其主要作用是针对已设计好的飞机刚体动力学特性的缺陷进展补偿, 实现准确的姿势和航迹掌握, 减轻驾驶员长期、紧急工作的负担。
到了20 世纪60 年月, 飞机的进展遇到了一些重大难题。
例如: 大型飞机挠性机体气动弹性模态问题, 进一步提高战斗机机动性和战斗生存性问题等。
这些问题仅靠气动力、构造和动力装置协调设计技术已经不能解决, 或者要在性能、重量、简单性和本钱方面付出巨大代价才能得到某种折衷的解决方案。
研制设计者将留意力转向承受闭环反响原理的自动掌握技术, 通过对一系列单项技术和组合技术的争论、开发和验证, 产生了两个具有划时代意义的飞行掌握概念: 主动掌握技术( ACT ) 和电传飞行掌握( FBW) 系统。
这两项技术的消灭对飞机的进展产生了巨大的影响。
1.承受主动掌握技术的电传操纵系统承受主动掌握技术的电传操纵系统, 可使飞机的飞行掌握、推力掌握和火力掌握的主要掌握功能综合成为可能, 从而极大地改善了飞机的性能。
如承受主动掌握技术的电传操纵系统后, 放宽静稳定性( RSS) 掌握技术使B- 52 轰炸机平尾面积削减45% , 构造总重量削减6. 4% , 航程增加了4. 3% ;使战斗机升阻比提高了8%~ 15%。
电传操纵系统技术的发展及趋势
电传操纵系统技术的发展及趋势摘要：飞机电传操纵系统作为一种先进的电子飞行控制系统，工业上普遍将电传操纵系统定义作为一种利用反馈控制原理，将飞行器的运动作为受控参数的电子飞行控制系统。
电传操纵系统的可靠性比起传统可靠性比起机械式飞行控制系统要可靠很多，系统的能力产生了质的飞跃，本文通过对四余度电传操纵系统技术研究，为未来电传操纵系统的发展方向提供指导作用。
关键词：控制增稳系统、电传操纵系统、单通道1 电传操纵系统概述与提出随着电子技术的发展和飞机性能的不断提高，飞机的的操纵系统也发生了巨大变化，传统的操纵杆系已被电线取代，即飞行员操纵飞机依靠在驾驶杆处地传感器将杆力或杆位移转换成电信号，通过电线传到舵机以驱动控制面偏转，达到操纵飞机的目的，这就是电传操纵系统。
传统的操纵杆系的飞机配备的自动飞行控制系统具有的增稳、控制增稳功能，虽然能解决高空、高速飞机的稳定性问题，兼顾了飞行员对飞机稳定性和操纵性要求，但仍有一定的限制：控制增稳系统舵面操纵权限有限，但是为了安全飞行，操纵权限也只有最大偏转角的30%,很难满足整个飞机包线内改善飞机飞行品质问题；存在力反传问题，因为力反传,由于舵机工作时有时不工作，或时快时慢，使驾驶杆产生非周期震荡；同时控制增稳系统结构复杂、重量重、战场生存能力低等缺点。
产生以上缺点的根本原因在于控制增稳系统中存在机械杆系，由此需产生一个由电线代替机械杆系，构成完成由电气设备组成的电传操纵系统。
2 单通道电传操纵系统的组成和工作原理按电传操纵系统实际上在控制增稳系统上，取消了不可逆助力机械操纵通道，只保留由驾驶员经杆力传感器输出电气指令信号通道。
此外，与控制增稳系统的区别还有：正向通道增加了自动配平网络，过载限制器以及为补偿飞机静不稳定而增设的放宽稳定性RSS回路，为提高飞机安全性，在反馈通道内增加了迎角/过载限制器.如果飞机是稳定的，则不必引入RSS回路，一个完整的单通道电传操纵系统是由过载限制器、迎角/过载限制器、自动配平网络FA(S)、放宽静稳定性回路RSS、机体结构构陷滤波器F3(S)、指令模型M(S)及录波器F1(S)、F2(S)组成。
电传操纵技术范文
电传操纵技术是一种广泛应用于现代航空领域的技术。
它是利用电信号传输数据，实现飞行器的精准操纵和控制。
在这项技术的帮助下，飞行员无需直接接触到飞行器的操纵杆或踏板，而是通过电传信号控制飞行器的方向、高度、速度等指标。
在本文中，我们将深入探讨电传操纵技术的原理、优势和应用。
一、电传操纵技术的原理电传操纵技术的核心在于电信号的传输。
飞行器上的操纵杆与飞机襟翼、尾翼、方向舵等控制面相连，当飞行员通过操纵杆对其进行操作时，操纵杆的移动会产生相应的电信号，通过飞机内部的信号传输系统传输到控制面上，从而改变控制面的位置和角度，实现飞机的转向、升降等操作。
这种技术的优点在于其快速、准确和稳定，能够避免机械连接带来的失控情况。
二、电传操纵技术的优势1.快速响应电传操纵技术通过电信号传输，相比传统的机械连接方式，响应速度更快，飞机能够更快地响应飞行员的指令，减少了响应时间对控制飞机的影响。
2.准确性高电传操纵技术可以精确测定控制面的位置和姿态，避免了传统机械连接方式因磨损和老化等原因导致误差的发生。
3.节省重量和空间传统的机械连接方式需要大量的空间和重量，而使用电传操纵技术后，可以在控制面和飞机之间减少连接件、杆件等机械结构，从而减少了重量和空间，为飞机的设计提供了更多的灵活性。
4.可靠性高电传操纵技术采用数字化的信号传输，相对于机械连接方式来说，更加可靠。
在传统机械连接方式下，如果连接件出现故障，将会导致飞机失去控制，甚至导致坠机。
而电传操纵技术采用电信号传输，只要电路没有故障，就能够保证飞机的控制。
三、电传操纵技术的应用电传操纵技术被广泛应用于民航、军用航空等领域。
它不仅提升了飞机的操纵质量和安全性，还为飞行员带来了更加舒适和安全的飞行体验。
以下是电传操纵技术在不同领域的应用。
1.民航领域在民航领域中，电传操纵技术被广泛应用于大型喷气式客机、航天器和直升飞机等。
电传操纵技术的应用可以实现飞机的快速响应和准确操纵，提升了航班的安全性和舒适性。
各种飞机的操纵原理
北京摩诘创新科技 吕兆波
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飞行操纵系统概述
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飞行操纵系统定义
❖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合
❖驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机绕纵轴、横轴
和立轴旋转，以完成对飞机的飞行状态、气动外形的控制
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固定翼飞机的操纵面
飞机高速飞行时由于气动载荷而引起的机翼扭 转弹性变形，使得偏转副翼时所引起的总滚转 力矩与预期方向相反的现象。
副翼操纵的失效和反逆是怎样产生
副翼操纵的失效和反逆是怎样产生
操纵力矩M1=反力矩M2， 再操纵副翼就不会产生 滚转力矩，这种现象叫 副翼失效。这个飞行速 度叫副翼反逆临界速度。
M1<M2时，副翼反效。
●横侧反操纵
小迎角时，压右盘，飞机右滚，形成右侧滑，出现横侧稳 定力矩，阻止右滚。接近临界迎角时，压右盘，下偏副翼的左 侧机翼阻力很大，上偏副翼的右侧机翼阻力较小，这一阻力差 将加大飞机的侧滑角，从而加大使飞机左滚的横侧稳定力矩。 当稳定力矩大于操纵力矩时，出现压右盘导致飞机左滚。
偏转副翼引起的有害偏航
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➢ 大型客机常采用混合副翼： ❖内副翼：全速副翼 ❖外副翼：低速副翼
低速副翼 全速副翼 滚转扰流板 升降 可配平的水平安定面 方向舵
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固定翼飞机的操纵面
左副翼
右副翼
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固定翼飞机的操纵面
左副翼
右副翼
左升降舵
右升降舵
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固定翼飞机的操纵面
① 直线飞行中改变迎角的基本原理
《飞机电传操纵系统与主动控制技术》飞机-教材-自动飞行控
《飞机电传操纵系统与主动控制技术》——飞机教材自动飞行控制一、飞机电传操纵系统的概述飞机电传操纵系统，简称FBW（FlyWire），是一种利用电子信号传输指令的飞行控制系统。
它取代了传统的机械操纵系统，将飞行员的操纵指令转化为电子信号，通过计算机处理后，控制飞机的舵面和发动机，实现飞行控制。
电传操纵系统的优势在于重量轻、可靠性高、响应速度快、操纵灵活，并且能够实现复杂的飞行控制律。
在现代民用和军用飞机中，电传操纵系统已成为标配。
二、电传操纵系统的组成及工作原理1. 组成（1）操纵杆：飞行员通过操纵杆输入指令。
（2）传感器：实时监测飞机的姿态、速度等参数。
（3）飞行控制计算机：处理飞行员指令和传感器数据，输出控制信号。
（4）执行机构：根据控制信号，驱动飞机舵面和发动机。
2. 工作原理（1）飞行员操纵杆输入指令。
（2）传感器将飞机的姿态、速度等参数传输给飞行控制计算机。
（3）飞行控制计算机根据预设的控制律，处理飞行员指令和传感器数据，输出控制信号。
（4）执行机构根据控制信号，驱动飞机舵面和发动机，实现飞行控制。
三、主动控制技术及其在电传操纵系统中的应用1. 主动控制技术概述主动控制技术是指通过飞行控制系统，对飞机的气动布局、结构强度和飞行性能进行实时优化，以提高飞行品质和性能。
在电传操纵系统中，主动控制技术发挥着重要作用。
2. 主动控制技术在电传操纵系统中的应用（1）放宽静稳定性（RSS）：通过主动控制技术，使飞机在飞行过程中保持较小的静稳定性，提高飞行性能。
（2）机动载荷控制（MLC）：在飞机进行机动飞行时，主动控制技术可减小机动载荷，降低结构疲劳。
（3）颤振抑制：利用主动控制技术，实时监测飞机结构振动，采取措施抑制颤振现象。
（4）阵风减缓：在遭遇阵风时，主动控制技术可减小飞机受阵风影响，提高乘坐舒适性。
飞机电传操纵系统与主动控制技术的结合，为现代飞行器带来了更高的性能和安全性。
在未来的航空领域，这两项技术将继续发挥重要作用，推动飞行器的发展。
电传操纵系统
电传操纵系统介绍
❖ 2．主要分系统介绍 ❖ (1)主飞行计算机(PFC) ❖ 电传操纵系统有三套完全相同的主飞行计算机，每套称为一个通
道。每套PFC又包括有三个数字计算机支路（如下图），每个支 路包括：一个输入信号监视器，一套控制法则，一个通道交叉监 视器和一个主飞行计算机输出选择器。PFC能自动选择正常和辅 助两种工作方式。在正常方式时，PFC全部功能均能正常工作。 当：PFC探测到从ADIRU或SAARU来的数据丢失了重要大气和姿 态传感器数据时，PFC将自动选择辅助方式。辅助方式是一种降 级工作方式，仅能实现特定的功能。主飞行计算机的主要功能是 完成操纵面的指令计算，以使飞机达到所要求的稳定性和操纵性。 PFC控制规律的主要功能如图 —3所示。
❖ 电传操纵系统主要由以下部件组成： ❖ ①主飞行计算机PFC (Primary Flight Computer)； ❖ ②作动筒控制电子装置ACE (Actuator Control Electronics)； ❖ ③动力控制组件PCU (Power Control Unit)； ❖ ④人感系统Fu (Feel Units)； ❖ ⑤配平作动筒TA (Trim Actuators)； ❖ ⑥主飞行控制断开开关PFCDS (Primary Flight Control Disconnect
电传操纵系统介绍
电传操纵系统介绍
❖ (3)动力控制组件(PCU) ❖ 全机共有31个动力控制组件，为操纵各种气动舵面
提供动力。每一个动力控制组件包括一个作动筒、 一个电液伺服阀和位置反馈传感器，并与作动筒控 制电子装置一起形成闭环伺服回路。当位置反馈传 感器信号等于指令位置时，作动筒控制电子装置就 终止对动力控制装置小的控制指令，相应的气动舵 面将停止在指令位置。
电气传动控制系统
电气传动控制系统电气传动控制系统是一种用于控制电机和传动系统的技术。
它将电气信号转化为机械运动，并能够产生准确的输出。
在各种工业和商业领域中，电气传动控制系统都具有重要的应用价值。
本文将介绍电气传动控制系统的构成、原理、应用和发展趋势。
一、构成电气传动控制系统主要由电源、控制器、传感器、执行器和驱动器组成。
电源提供动力输出；控制器接收输入信号并对输出进行逻辑判断；传感器用于监测机器的运行状态；执行器将电气信号转化为机械运动；驱动器将控制信号转化为电能输出。
这些组件之间的相互作用协同工作，形成了完整的电气传动控制系统。
二、原理电气传动控制系统的基本原理是将电气信号转化为机械运动，实现对传动系统的控制。
在操作过程中，控制器接收输入信号并进行逻辑判断，然后将信号发送到执行器上。
执行器将信号转化为电机的转矩和速度输出，从而控制传动系统的运行。
在这个过程中，传感器用于监测机器的运行状态，反馈信息给控制器。
三、应用电气传动控制系统广泛应用于各种机械和设备上，例如机床、自动化生产线、水泵、风力发电机、机器人等。
电气传动控制系统能够提高机械设备的工作效率和生产质量，实现自动化生产和智能化控制。
同时，该系统还能够在能源消耗和环境保护方面发挥积极作用。
四、发展趋势随着科技的不断发展，电气传动控制系统也在不断演进和改进。
未来的趋势将更加注重智能化和高效性能。
一方面，将更多的传感器和监测设备集成到系统中，实现更加精确和实时的监测和控制；另一方面，还将采用更加高效和可靠的驱动器和执行器，实现更加精准和快速的响应。
总之，电气传动控制系统在未来的应用前景将是十分广阔的。
电传操纵系统
主要缺点
单通道电传操纵系统的可靠性不够高。由于单通道电传操纵系统中的电子元件质量和设计因素关系，所以单 通道电传操纵系统的可靠性不够高。为了提高电传操纵系统的可靠性，现代军用和民用飞机均采用三余度或四余 度电传操纵系统，并利用非相似余度技术设计备分系统，如四余度电传操纵加二余度模拟热备分系统。
电传操纵系统的成本较高。如果就单通道电传操纵系统而言，电传操纵系统的成本低于机械操纵系统。但电 传操纵系统必须采用余度系统才能可靠工作，所以电传操纵系统的总体成本还是比较高的，需要进一步简化余度 和降低各部件的成本。
改善飞机飞行品质
第二代飞机的主要操纵系统是由拉杆与摇臂等机械部件构成，所以飞机的飞行品质就主要取决于飞机的气动 布局。以往的设计主要是根据飞机的战术性能来确定气动外形，只能根据已选定的气动外形与总体布局去确定飞 机的飞行品质，所以说过去的飞机很少有能全面满足规范要求的虽然增稳系统、控制增稳系统兼顾了飞机的稳定 性和操纵性，但系统的舵面权限比较小，因此它的作用是很有限的。电传飞控系统是全权限，飞行员的指令与反 馈通道信号综合形成主通道控制指令，综合设计反馈通道与主通道可以很好的协调飞机操纵性与稳定性，此外， 反馈通道与主通道的增益可以随迎角、马赫数和动压而调参，这就能在全包线范围内，不管什么高度和速度，基 本上满足一级品质要求，这是以往的飞机所不能达到的。
概念
随着电子技术的发展和飞机性能的不断提高，飞机的操纵系统也发生了巨大的变化，传统的操纵杆系和钢索 已被电线所取代，既飞行员操纵飞机依靠装在驾驶杆处的传感器将杆力或杆位移转换成电信号，通过电线传到舵 机以驱动控制面偏转，达到操纵飞机的目的，这就是电传操纵系统。
提出
传统的操纵杆系的飞机配备的自动飞行控制系统具有的增稳、控制增稳功能，虽然解决了高空、高速飞机的 稳定性问题，兼顾了飞行员对飞机稳定性和操纵性的要求，但仍然有一定限制：
电传操纵系统的仿真方法及实现
电传操纵系统的仿真方法及实现
1 电传操纵系统的仿真
电传操纵系统是空间控制的重要基础设备，常被用于航天器定位
控制，船舶和飞机导航控制等系统当中。
由于电传操纵系统必须具备
容错性和可靠性，因此必须对其进行实时仿真，以评估其多种可能的
操纵性能。
电传操纵系统的仿真分为硬件仿真和软件仿真。
硬件仿真使用实
际的硬件元件和控制系统，通过硬件模型来进行实时仿真。
软件仿真
则使用数字信号处理器（DSP）和计算机的软件来模拟电传操纵系统，
并提供实时性能分析。
电传操纵系统仿真具有三个重要部分：模型参数设计、控制算法
开发和操纵性能测试。
首先，要构建准确的动力学模型，搜集相关参数，并进行参数设计，使得模型能够反映真实系统的行为。
其次，根
据设计需要，开发有效的控制算法，使其能够在仿真过程中得到满足。
最后，根据模型和控制参数，进行操纵性能测试，以确定该系统的可
靠性和可控性。
通过硬件仿真和软件仿真，可以实现对电传操纵系统的实时仿真，从而为控制策略的开发和优化提供有效、可靠的保证。
只有对系统进
行可靠的仿真和性能测试，才能确保空间控制系统的可靠性和可控性。
电传操纵系统第1章(03)
第1章飞行控制系统概述1.1现代飞机飞行控制系统1．1．1现代飞行控制系统的功能自从上世纪初，世界上第一架重于空气的飞机诞生以来，驾驶员主要是通过机械操纵系统操纵相应舵面对飞机进行控制的。
但随着飞行任务的不断复杂化，不仅飞行距离远，高度高，而且还要求有良好的操纵品质。
为了解除驾驶员在长距离飞行中的疲劳，并使其集中精力完成飞行任务和改善飞机的操纵品质，故希望有一种装置和系统，控制飞机实现自动飞行并改善飞机的飞行特性。
这套系统就是现代飞机上安装的飞行控制系统。
归纳起来，现代飞机的飞行控制系统主要作用是：1．实现飞机的自动飞行：飞机的自动飞行控制就是利用一套专门的系统，在无人参与的条件下，自动操纵飞机按规定的姿态和航迹飞行，通常可实现对飞机的三轴姿态角及飞机三个方向空间位置的自动控制与稳定。
例如，对于完全无人驾驶的飞行器，如无人机或导弹等，实现完全的飞行自动控制。
对现代有人驾驶飞机（如民用客机或军用飞机），虽然有人参与驾驶，但在某些飞行阶段（如巡航等），驾驶员可以不直接参与操纵，而由飞行控制系统实现对飞机飞行的自动控制。
但飞行员应完成对自动飞行指令的设置和监督自动飞行的进行，并随时可以切断自动控制而实现人工驾驶。
采用自动飞行的好处主要是:·长距离飞行时解除驾驶员的疲劳，减轻驾驶员的工作负担；·在一些坏的天气或复杂的环境下，驾驶员难于精确控制飞机的姿态和航迹，自动飞行控制系统可以实现对飞机姿态和航迹的精确控制；·有一些飞行操纵任务，驾驶员难于精确完成，如进场着陆，采用自动飞行控制则可以较好地完成这些任务。
2. 实现对飞机性能的改善一般说，飞机的性能和飞行品质是由飞机本身的气动特性和发动机特性决定的。
但随着飞机的飞行高度及速度的逐渐扩大，飞机的自身特性将会变坏。
如飞机在高空飞行时，由于空气稀薄，飞机的阻尼特性变坏，致使飞机角运动产生严重的摆动，靠驾驶员人工操纵将会很困难。
此外，现代飞机设计时，为了减轻重量，减少阻力和提高有用升力，常将飞机设计成是静不稳定的。
请问飞机上使用的电传操纵系统是怎么回事，怎么还有3余度？
请问飞机上使⽤的电传操纵系统是怎么回事，怎么还有3余度？与“电传操纵系统”对应的是“机械操纵系统”，是⼀种依托电⼦和计算机技术发展起来的新型战机操纵系统。
⾄于我们经常听到的“三余度”，简单来说就是3套飞⾏控制计算机、四余度就是4套，更多的余度可以保证当飞控某⼀部分故障和错误时时其他备份能够继续使飞机正常飞⾏。
但这个余度设计时必须恰到好处，设计不当反⽽降低可靠程度，所以航空⼯业真不是随随便便的国家就能搞得。
电传操纵系统“电传操纵系统”对应的是“机械操纵系统”，早期飞机的操纵主要有2种：纯机械操纵和液压操纵。
纯机械操纵就是将飞机控制杆通过钢索直接连接到⽓动舵⾯，中间以滑轮组和其他机构辅助，拉动操纵杆时钢索带动副翼、升降舵等运动。
这种操作最为简单粗暴，但是也是最费劲的，⼏乎完全是靠⼈⼒在操纵，⼀旦钢索疲劳断裂飞机就出现某个⽅向的操纵失灵。
下图为苏联An-2运输机，也是中国运-5的原型，机舱内分布的钢索就是⽤来操纵飞机的。
不过这种钢索控制设计简单、成本很低，⽬前很多⼩型飞机依旧采⽤钢索滑轮组控制，⽐如世界上产量最⼤的C172轻型飞机依旧还是钢索控制。
⽽新中国在早期航空⼯业⽐较落后的那段时间也是主要以这种纯机械⽅式设计飞机，⽐如我们的第⼀架⼤飞机运-10依旧是钢索滑轮组控制。
液压操纵，液压操纵是钢索滑轮组控制的升级版，由操纵杆直接带动钢索改为操纵杆控制液压系统，由液压组件带动⽓动舵⾯运动。
这种操纵⽅式⽐纯钢索滑轮组要省⼒⼀些，但是依旧没有改变操纵杆和舵⾯直接连接的关系，还是⼀种机械操纵⽅式。
早期波⾳737号称“空中健⾝房”就是因为采⽤的液压操纵⽅式使飞⾏员操纵较电传的A320吃⼒地多。
为了保证飞机操作的可靠性往往使⽤多套液压系统，但液压系统⼤量的液压管和液压组件挤占了⼤量的重量。
⽽且对于较为复杂的⽓动布局液压系统也没有办法做到完美控制，⽐如飞翼结构的机型因为没有⽔平尾翼和垂直尾翼操纵起来极为⿇烦，虽然从20年代就开始研究但⼀直没有投⼊实⽤化，直到后来数字化电传操纵的出现才出现了B-2轰炸机。
第12章 电传飞行控制系统《民航飞机自动飞行控制系统》
A380 EBHA
2.4 电传作动 器 机电作动器
➢ 机电作动器（Electro-Mechanical Actuator，EMA）比 EHA 走得更远，EMA 完全取代液压作动 技术，改用电机和减速器组件产生驱动力驱动作动器运动。
原理示意图
2.5 机载总 线
➢ 机载总线也是电传飞控系统的重要组成部分。ACE和飞控计算机，飞控计算机之间通信都是 通过机载总线实现。机载总线作为飞控系统各部件数据链路载体，传递各种指令信号、传感 器数据、控制律数据以及监控信息。
FBW 作动器
2.4 电传作动 器 电静液作动器
➢ 电静液作动器（Electro Hydrostatic Actuator，EHA）是电液伺服阀作动器的改进版本。它不 再依赖飞机主液压油源供油，其自身包含局部油源。
EHA 原理示意图
2.4 电传作动 器 电静液作动器
➢ EHA 还未得到广泛应用， A380飞机选择了一种叫 EBHA（ Electric Backup Hydraulic Actuator ）的折 中方式。
第4节
飞行操纵未来的发展方向
4 飞行操纵未来的发展方向发展方向
光传操纵
➢ 光传操纵（Fly-By-Optics，FBO），FBO 相比 FBW，可提供更高的传输率，不受电磁干扰影 响且质量更轻。FBO 和 FBW 很多部分是兼容的，部分应用只需用光缆替换电缆即可。
4 飞行操纵未来的发展方向发展方向
➢ 电传飞控系统存在的问题： ✓ 系统结构比同功能机械系统更复杂。一般来说 FBW 需要比机械系统更多的余度配置和
监控设计。
3 电传飞行控制系统的优缺点
➢ 电传飞控系统存在的问题：
✓ 系统结构比同功能机械系统更复杂。一般来说 FBW 需要比机械系统更多的余度配置和 监控设计。
电传操纵系统的可接受的安全指标
电传操纵系统的可接受的安全指标
电传操纵系统的安全指标可以包括以下几个方面：
1. 可靠性：系统应具备高度可靠性，确保在正常运行过程中不出现故障或失效，以防止潜在的事故或风险。
2. 安全性：系统应具备高度安全性，确保对未经授权的访问和操纵有足够的防护措施，防止任何不合法的操作或干扰。
3. 抗干扰性：系统应具备一定的抗干扰能力，能够在外部干扰或电磁干扰的情况下保持正常运行，确保系统稳定性和可靠性。
4. 精确性：系统应具备高度的精确性和准确性，确保按照操作者的指令和输入进行操纵，减少误操作的可能性。
5. 可追溯性：系统应具备可追溯性，能够记录和存储操作过程和状态信息，以便日后进行审计和分析，并在需要时提供相关数据。
综上所述，电传操纵系统的可接受的安全指标应包括可靠性、安全性、抗干扰性、精确性和可追溯性等方面的要求。
具体要求可以根据实际应用场景和需求进行定制。
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第五章 飞行操纵系统
（1）主操纵系统
由中央操纵机构和传动机构两大部分组成。用于实现飞机 的俯仰、偏转、滚转等操作。
中央操纵机构——由驾驶员直接操纵的部分 手操纵机构：驾驶杆/驾驶盘,控制副翼和升降舵 脚操纵机构：脚蹬，控制方向舵
传动机构——将操纵指令传到舵面
软式传动机构:主要由钢索、滑轮等构件所组成；
第五章 飞行操纵系统
传动机构的比较
优点 软 式 缺点
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！
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“绕”过机内设备； 易与发动机发生共振！
硬 式 混 合
兼有硬式和软式的优点和缺点！
A320
第五章 飞行操纵系统
第五章 飞行操纵系统
主舵面的操纵性
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。 转动这三个操纵舵面，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，实现飞机的俯仰、偏航和滚转。
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。
第五章 飞行操纵系统
驾驶杆
推拉驾驶杆操纵升降舵； 左右压杆操纵副翼。 横、纵向操纵具有独立性， 即操纵驾驶杆时升降舵和副 翼，两者不会互相干扰。
第五章 飞行操纵系统
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
第五章 飞行操纵系统
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
按照功能来分：
（1）主操纵系统：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； （2）辅助操纵系统：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。
第五章 飞行操纵系统
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。
第五章 飞行操纵系统
②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。
第五章 飞行操纵系统
第五章 飞行操纵系统
二、机械式操纵系统
1.简单机械操纵系统（无助力机械操纵系统）
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，由于舵面偏转时气动力较小，驾驶员 体力足以克服舵面气动力从而实现对飞行的操纵。
第五章 飞行操纵系统
方向舵配平 水纵系统
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，从而操纵多舵面的 人工飞行操纵系统。
第五章 飞行操纵系统
中国民航大学 空管学院
第五章 飞行操纵系统
一、飞机的操纵性
1.操纵性
操纵性：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。
第五章 飞行操纵系统 脚操纵机构有脚镫平放式和脚镫立放式两种。 平放式:蹬脚镫时，脚镫只作平移而不转动。 立放式:蹬脚镫时，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。
第五章 飞行操纵系统
软 式 传 动 系 统
硬 式 传 动 系 统
第五章 飞行操纵系统
2.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
第五章 飞行操纵系统
A320
第五章 飞行操纵系统
3.飞行操纵系统的分类
按照操纵指令的来源分为：
（1）人工飞行操纵系统：其操纵信号由驾驶员发出。 （2）自动飞行控制系统：其操纵信号由系统本身发出。 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。 包括：自动驾驶、飞行指引和自动油门
飞机的侧向操纵（滚转操纵）
• 左压盘，左副翼上偏，右副翼下偏， 产生左横滚力矩，飞机左滚转。 • 右压盘，右副翼上偏，左副翼下偏， 产生右横滚力矩，飞机右滚转。
第五章 飞行操纵系统
（2）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
与主操纵系统的区别：
主操纵系统必须给驾驶员以杆力和位移的感觉；辅助操
纵系统则没有。
主操纵系统在空气动力的作用下可恢复到原来平衡位置；
辅助操纵系统则不会。
第五章 飞行操纵系统
①襟翼
开裂式襟翼
后退式襟翼 后退式三开缝襟翼
第五章 飞行操纵系统
②前缘缝翼
第五章 飞行操纵系统
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。
第五章 飞行操纵系统
扰流板的收放
第五章 飞行操纵系统
A320
第五章 飞行操纵系统
第五章 飞行操纵系统
④配平系统
马赫配平系统——提供高马赫数飞行时的速度稳定性。 飞机以较高马赫数飞行时，出现气动力中心后移，造 成机头自动下沉现象。 飞行控制计算机使用飞行数据计算机的马赫数，计算 出马赫配平作动筒的位置。马赫配平作动筒对调整驾驶杆 中立位置的升降舵感觉和定中组件进行重新定位。 水平安定面配平系统——提供飞机纵向配平。 方向舵配平系统——控制电门对调整方向舵中立位置的方 向舵感觉和定中组件进行电动定位。方向舵脚蹬随之相应 移动。方向舵配平指示器显示方向舵配平位置。