飞机操控系统方案

飞机操纵系统发展历程和典型飞机操纵系统分析

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摘要

本文简要的叙述了飞机操纵系统的发展，主要阐述了几个典型飞机操纵系统的产生和具体结构。早期的简单机械系统即可达到飞行的要求，但随着飞机速度和机动性要求的不断提高，飞机操纵系统的性能也不断完善。飞机操纵系统经历了简单机械系统、控制增稳系统、电传操纵系统和光传操纵系统这几个阶段。最后飞机操作系统的每一次改变都是航空发展史上的伟大进步。

关键词：机械操纵系统、控制增稳系统、电传操纵系统、光传操纵系统

Aircraft control system development process and typical aircraft control system analysis

Student: Liu He

Student ID: 11031182

Abstract

This article briefly describes the development of aircraft control systems, mainly on the production and the specific structure of several typical aircraft control systems. Early flight can be achieved by a simple mechanical system, but with the constant increase in air speed and maneuverability, performance aircraft control systems are constantly improved. Aircraft operating system has experienced several important stages, for example, simple mechanical systems, Control Augmentation system, Telex Control system, Fiber Optic Control System. Every change is the development of the great advances in aviation history last aircraft operating system. Keywords:Mechanical Control System, Control Augmentation System, Telex Control System, Fiber Optic Control System

目录

摘要 (1)

第一章绪论 (4)

1.1论文背景及目的 (4)

1.2论文研究容及方法 (4)

第二章飞机操纵系统的发展历程 (4)

2.1飞机操控系统简述 (4)

2.2操纵系统的发展 (4)

第三章典型操纵系统对比分析 (6)

3.1介绍概论 (6)

3.2简单机械操纵系统 (6)

3.3增稳和控制增稳操纵系统 (9)

3.4电传操纵系统 (12)

3.5光传操纵系统 (12)

第四章结论 (12)

参考文献 (13)

第一章绪论

1.1论文背景及目的

当今世界，飞机逐渐成为沟通世界的首要交通工具，因为它快速便捷，可以大大缩短出行的时间。而飞机操控系统是飞机的神经系统，是飞机可靠飞行的保障之一。本论文主要研究飞机操控系统的发展和主操控系统的主要类型

1.2论文研究容及方法

通过研究国外飞机操控系统发展历史，并进行具体分析，进一步深化理解飞机操控系统的构成和发展历程。具体如下：

1.飞机操控系统的发展历程

2.典型飞机操控系统的分析（主要是简单机械操控系统和增稳增控操作系统）

3.个人感悟

第二章飞机操纵系统的发展历程

2.1飞机操控系统简述

飞机操纵系统是用以传递驾驶员或自动驾驶仪的操纵命令，驱动多面和其他机构以控制飞机飞行姿态的系统。通常分为人工飞行操纵系统（MFCS）和自动飞行控制系统（AFGS），而人工飞行操纵系统又分为主操纵系统和辅助操纵系统。

主操纵系统是飞机俯仰、翻滚和偏航操纵的操纵系统。辅助操纵系统包括调整片、襟翼、减速板、可调安定面和机翼变后掠角操纵系统。

2.2操纵系统的发展

最初的飞机操纵系统是由简单的钢索、滑轮、连杆和曲柄等机械部件组成，即我们所说的机械传动操纵系统（图1A）。飞行员通过直接操纵机械传动系统来控制飞机的操纵舵面，实现对飞机姿态和飞行轨迹的控制，此时可不考虑系统本身的动特性，只需对摩擦，间隙和系统的弹性形变加以限制，便可获得满意的系统性能。机械传动操纵系统仍广泛用于低速飞机和一些运输机上。

随着飞机设计的发展和飞机速度的不断提高，即使使用看气动力补偿，飞行员的体力还不能适应作用于操纵舵面上的空气动力载荷，这时便产生了液压助力器，首先是可逆助力操纵系统（图1B）并联一个助力器，气动力由助力器和飞行员共同承受，从而大大减小杆力。

随着飞机速度进一步增大，尤其是达到超音速以后，由于飞行速度和高度变化围很大，作用在舵面上的气动力变化很大，飞机飞行安全受到威胁。这样出现不可逆助力操纵系统（图1C）。舵面气动载荷全部由液压助力器承受。为了使驾驶员获得操纵力感觉，在系统中增加了人工载荷机构（通常是弹簧的）以及其他改善操纵特性的装置。

伴随着飞行包线的进一步扩大，飞机的稳定性与可操纵性之间的矛盾更加突出，相继出现了增稳操纵系统（图1D）和控制增稳操纵系统（图1E）。

此时的系统已在局部使用了电传操纵技术，但操纵系统仍以机械通道为主控通道。为实现最佳气动布局的飞机设计，在电传操纵余度技术逐渐趋于成熟的条件下，操纵系统的机械通道有被电传通道完全取代的趋势，这便产生了现在以被广泛使用的电传操纵系统（图1G）。

电传操纵系统难以克服自身易受干扰的缺陷，为了改善电传操纵系统的性能，克服自身的缺陷，在电传操纵系统采用了新的信号传导材料——光纤。光纤作为信号传导材料与电传操纵系统相比，在抗电磁干扰、减轻重量、提高可靠性等方面有明显的优势。运用新的信号传导材料与电传操纵系统相结合所产生的操纵系统，这便是光传操纵系统的雏形。光传操纵系统对提高飞机的稳定性和满足日益提升的飞行性能产生了深远的影响。