飞机结构与系统

主操纵系统
二、升降舵操纵系统 俯仰运动。
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。
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。
飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展
6. 电传操纵系统 优点： • 用导线代替了传动杆（钢索），减轻了结构重量 ，节约了空间，安装容易，维护方便； • 消除了机械操纵系统的摩擦、滞后等现象，使飞 机的操纵性能得到改善； • 不会像机械操纵系统那样，受弯曲、热膨胀等飞 机结构变形的影响； • 简化了操纵系统与自动驾驶仪的组合，使自动化 飞行易于实现。
飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展
7. 光传操纵系统 • 20世纪80年代开始； • 采用光纤传输信号； • 防止受电磁干扰和雷电冲击； • 数据传输速率高和传输容量大，减轻重量； • 现代飞行控制技术发展的必然趋势。
无人机：通过取消电磁干扰屏蔽和很多传统飞行控 制部件，能够砍掉69%重量、61%体积、降温40%和 降价43%。
• 定中凸轮机构 • 双重感觉作动筒 • 感觉控制器
主操纵系统
二、升降舵操纵系统
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。
作，高速时工作。
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。
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。
• 地面扰流板 • 飞行扰流板
• 减速板 •配合副翼横向操纵 •应急横向操纵
737NG
辅助操纵系统
二、扰流板
辅助操纵系统
二、扰流板 1. 扰流板配合副翼横向操纵
转动驾驶盘角度超过预定 值时，飞行扰流板放出。
A320
辅助操纵系统
二、扰流板 1. 扰流板配合副翼横向操纵
B737-800
辅助操纵系统
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
飞行操纵与传动机构
一、飞机操纵机构 • B-737座舱
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
飞行操纵与传动机构
一、飞机操纵机构 • A320座舱
飞行操纵与传动机构
一、飞机操纵机构
• A320 电传操纵
5. 应急横向操纵
辅助操纵系统
三、水平安定面
现代大中型飞机由于 纵向尺寸大、重心纵向位 移量大，如果重心偏前或 偏后，需要的纵向操纵量 很大，单靠升降舵不能完 全实现纵向操纵，因此大 多数飞机的水平安定面安 装角可调。
辅助操纵系统
三、水平安定面
• 自动配平（配平电门） • 人工配平（配平手轮） 可实现应急俯仰操纵
辅助操纵系统
（2）前缘缝翼 • 可动式
B737
一、飞机增升装置
辅助操纵系统
（2）前缘缝翼 • 可动式
B737
一、飞机增升装置
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
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。
偏航稳定性时发生的的横 侧短周期振荡，是一种同 时既偏航又滚转的横航向 耦合运动。
主操纵系统
➢ 偏航阻尼器
四、方向舵操纵系统
• 偏航阻尼器系统使飞机沿飞机的偏航（垂直）轴 保持稳定。在飞行过程中，偏航阻尼器给出指令使 方向舵与飞行的偏航力矩成比例并与其相反的方向 移动。这样可以保持不需要的偏航移动为最小并使 飞行平滑。
飞行操纵与传动机构
二、传动机构
将操纵机构的信号传送到舵面或液压助力器 。 • 软式——钢索、滑轮
• 必须两根钢索组成回路实现双向操纵； • 重量轻、占空间小、容易绕过其他部件； • 易拉长、磨损，易振动。 • 硬式——传动杆、摇臂 • 刚度大，不易变形、振动； • 重量大、占空间大、不易绕过其他部件； • 混合式
主操纵系统
三、水平安定面
➢ 速度配平 根据计算空速的变化对水平安定面配平。空速增
加时飞机进行抬头配平，空速减小时进行低头配平。 飞机在起飞、复飞时，用于增加低速大推力状态
下速度稳定性。
主操纵系统
三、水平安定面
➢ 马赫配平 • 修正低头力矩，改善或消除飞机在跨音速区速度 不稳定。 • 当速度达到产生自动下俯现象数值时，马赫数配 平装置自动操纵水平安定面或升降舵向上偏转一 个角度。 • 属高速配平，只有飞行马赫数升高到某值，（如 B747达到0.86M），才开始工作。
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。
飞行操纵与传动机构
三、舵面补偿装置 2. 角式补偿
wenku.baidu.com原理同轴式补偿，补偿 面积集中到舵面翼尖处。
气流在凸角处易分离， 高速飞行时易引起舵面抖振 ，适用于低速飞机。
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
飞行操纵与传动机构
3. 内封补偿
三、舵面补偿装置
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。
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
行状态变化而变化。
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。
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。
➢ 警告系统 • 起飞警告 • 失速警告
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
飞机结构与系统
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
飞行操纵系统概述
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
•增大翼面面积。
克鲁格襟翼
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
辅助操纵系统
二、扰流板
扰流板打开时，使其前 面的气流受到阻滞，速度 降低，压力升高；其后形 成气流分离区，机翼升力 减小。
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 。
• 轴式补偿
• 随动补偿片
• 角式补偿
• 反补偿片
• 内封补偿
• 弹簧补偿片
• 调整片
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，
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%。
飞行操纵系统概述
四、飞机主操纵系统的发展
6. 电传操纵系统 • 20世纪50年代末（带机械备份），70年代初（不 带机械备份）； • 将控制增稳系统中 的机械操纵部分完 全取消； • 全时、全权限。
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
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
辅助操纵系统
一、飞机增升装置
（2）前缘缝翼 附面层控制，用于 大迎角，防失速。 • 固定式 结构简单， 速度大时阻力大， 个别低速飞机采用。
辅助操纵系统
一、飞机增升装置
2）机翼增升原理：
L12v2SCL
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
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 • 分裂襟翼 • 富勒后退襟翼 • 后退开缝襟翼
主操纵系统
四、方向舵操纵系统 偏侧运动。
主操纵系统
四、方向舵操纵系统
主操纵系统
四、方向舵操纵系统
主操纵系统
四、方向舵操纵系统 ➢ 感觉定中装置
主操纵系统
➢ 方向舵配平
四、方向舵操纵系统
主操纵系统
四、方向舵操纵系统 ➢ 偏航阻尼器
防止不需要的偏航移动： • 荷兰滚 • 大气湍流
荷兰滚： 飞机横滚稳定性强于
二、扰流板 2. 地面减速
飞机接地后，操纵减速 手柄，所有扰流板（地面、 飞行）全部打开，
A320
辅助操纵系统
二、扰流板 3. 空中减速
在空中操纵减速手柄， 左右两侧飞行扰流板同时 放出。
A320
辅助操纵系统
二、扰流板
4. 空中减速并横向操纵 在空中操纵减速手柄，左右两侧飞行扰流板同时放出。
如此时驾驶盘转动角度超过预定值，飞行扰流板仍可配合 副翼横向操纵，此时减速手柄信号与横向操纵信号叠加。
• 偏航阻尼器是一个自动飞行系统。
辅助操纵系统
一、飞机增升装置
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。
主操纵系统
一、副翼操纵系统 ➢ 液压伺服助力器
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
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。
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
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。
主操纵系统
一、副翼操纵系统 横向（滚）运动
主操纵系统
一、副翼操纵系统 ➢ B737副翼操纵系统
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）。
飞行操纵警告系统
一、起飞警告
用于当飞机处于不安全起飞状态，或在起飞以后某些 情况时，起飞警告功能提供音响警告。
飞行操纵警告系统
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）。
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%。