第一章飞行操纵系统概述

航空

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航空

飞行操纵系统1
飞行操纵系统
授课教师： 周蜜
航空工程学院
飞机系统教研室
飞行操纵系统2
参考资料
 宋静波.飞机构造基础.航空工业出版社，2003
 任仁良、张铁纯.涡轮发动机飞机结构与系统（上、下）.
兵器工业出版社，2006
 王大海、杨俊等.飞行原理.西南交通大学出版社，2004
 段维祥、郝劲松.飞机系统.西南交通大学出版社，2000
 钟长生、阎成鸿.航空器系统与动力装置.西南交通大学
出版社，2008
 徐鑫福、冯亚昌.飞机飞行操纵系统.北京航空航天大学
出版社，1989
 波音737NG AMM 手册
 飞行操纵系统机械部件修理
飞行操纵系统3
课程主要内容
 第一章概述
 第二章飞行操纵系统中的操纵机构、传动机构及
装置
 第三章典型飞机操纵系统
 第四章飞行操纵系统的维护
 第五章操纵系统机械部件的修理
飞行操纵系统4
第一章飞行操纵系统概述
飞行操纵系统5
飞行操纵系统概述
 本章主要内容
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 1.2 飞行操纵系统的发展概况
 1.3 飞行操纵系统的分类
 1.4 飞行主操纵力
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
飞行操纵系统6
引言
 你看过飞行表演吗？
 可靠的操纵系统
飞行操纵系统7
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞机转动轴
飞行操纵系统8
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统的定义
 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，用于控制飞机的飞行姿态
、气动外形、乘坐品质。
 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姿态和飞行轨迹的
控制。
飞行操纵系统9
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统三环节
 根据定义，飞行操纵系统可分为三个环节：
飞行操纵系统10
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统三环节
操纵机构：用于产生操纵指令
飞行操纵系统传动机构或装置：
（传动机构、驱动机构等）传递操纵指令，驱
动舵面运动。
操纵面：舵面，包括主操纵面和辅助操纵面
飞行操纵系统11
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统各详细环节
飞行操纵系统12
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统的功用
 操纵飞机绕三轴旋转，
 改变或保持飞机的飞行姿态，保证飞机的操纵性与稳定性
，
 改善起飞着陆性能。
飞行操纵系统13
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统的重要性
 飞行操纵系统功能的正常与否，直接关乎飞机的安全飞行
。
 由于飞机的飞行操纵系统失控引发的飞行事故比比皆是
……
飞行操纵系统14
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统的重要性
 事故案例：
 1991年3月3日，美国联合航空的波音737型飞机在正准
备向机场跑道做最后进近之际，飞机姿态突然向右倾
滚、机头下俯，态势发展急剧，直至飞机几乎以垂直
姿态触地失事。机上两名驾驶员、3名空服人员和20名
乘客全部丧生。
飞行操纵系统15
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统的重要性
 事故案例：
 新中国民用航空业的第一个50年内，运营中的图-154型飞
机发生了两次惊天动地的特大事故。
 一次是：1994年6月6日，B-2610号飞机，由于操纵系统
的维修差错故障，造成飞机空中严重飘摆、机组未能恰
当改出，飞机在空中解体，致使机上乘客146人和机组
14人全部罹难。
飞行操纵系统16
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 飞行操纵系统的重要性
 事故案例：
 另一次是：1999年2月24日，B-2622号飞机，由于大修
厂发生升降舵操纵连杆装配错误、日常维修又未能及时
发现问题隐患，导致该机在航班运营中升降舵操纵连杆
脱开、失去俯仰操控能力；在此危急时刻，机组缺少应
急处理资源和应对准备，致使飞机在最后下降着陆过程
中失速坠地，机上乘客50人、机组11人全部罹难（温州
空难）。
飞行操纵系统17
飞行操纵系统概述
 1.1 飞行操纵系统的定义及对其的要求
 对飞行操纵系统的要求
 系统构件具有足够的承载能力并且重量轻，维护方便，生存力强。
 飞行操纵与人体生理本能反应一致。
 各舵面操纵互不干扰。
 机体结构变形时操纵系统不发生卡阻现象。
 驾驶舱中的脚操纵机构应当能够进行调节。
 驾驶员有合适的杆力和杆位移的感觉，并且驾驶杆力（或脚蹬力）随
飞行速度、高度和舵偏角的变化而变化。
 操纵系统的启动力应在合适的范围内。
 操纵灵敏、准确，要求操纵系统弹性间隙小，构件工作时变形小。
 设置限动机构限制舵面最大偏角。飞机地面停放，有舵面锁紧系统。
飞行操纵系统18
飞行操纵系统概述
 1.2 飞行操纵系统的发展概况
 无助力机械操纵系统（由简单的机械杆系、摇臂或钢索、滑轮
组成。）
 不可逆助力操纵系统（气动助力、舵面补偿（助力操纵系统）
→液压助力（不可逆助力操纵系统））
 增稳和控制增稳系统
 电传操纵系统（fly by wire—FBW）
飞行操纵系统19
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 根据信号来源—人工飞行操纵系统（操纵信号由驾驶员发出）
和自动飞行控制系统（操纵信号由系统本身产生）。
 按信号传递方式—机械操纵（通过钢索、传动杆等机械部件传
动）和电传操纵（操纵信号通过电缆传递）、光传操纵。
 根据驱动舵面运动方式—简单机械操纵系统（依靠驾驶员体力
克服铰链力矩驱动舵面运动）和助力操纵系统（液压助力器、
电驱动装置） 。
飞行操纵系统20
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 根据舵面类型不同—主操纵系统和辅助操纵系统。
 用来控制飞机的升降舵（或全动平尾）、副翼和方向舵等
飞行操纵面的飞机俯仰、横滚和偏航操纵系统，并用以实
现飞机各种飞行姿态的稳定和控制，习惯上称其为主操纵
系统。
 辅助操纵系统用来操纵襟翼、缝翼、扰流板、水平安定面
等活动面，以分别达到增升、减速、卸升、配平等作用。
飞行操纵系统21
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 根据舵面类型不同—主操纵系统和辅助操纵系统。
飞行操纵系统22
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 各操纵面的基本功能
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飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 飞机飞行操纵面
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飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 飞机飞行操纵面
A300
飞行操纵系统25
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 飞机飞行操纵面
夏延3A
飞行操纵系统26
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 主操纵面
 副翼实现横侧操纵
TB20
飞行操纵系统27
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 主操纵面
 方向舵实现偏航操纵
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飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 主操纵面
 升降舵实现俯仰操纵
飞行操纵系统29
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 增升装置包括
 后缘襟翼、前缘襟翼
 前缘缝翼
 主要用于飞机在低速飞行时产生足够的升力，以保证飞机
顺利地起飞和着陆。
飞行操纵系统30
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 增升装置
波音747
飞行操纵系统31
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 增升装置
 后缘襟翼
飞行操纵系统32
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 增阻装置（主要指扰流板）：
 飞行扰流板（减速板）：可在空中、地面使用。
 地面扰流板（卸升板）：只能在地面使用。
 主要作用：减速、卸升、配合副翼进行横侧操纵。
空客319落地后地
面扰流板打开
飞行操纵系统33
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 增阻装置（主要指扰流板）：
飞行操纵系统34
飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 配平装置
 配平调整片：一般用于无助力操纵系统的小型飞机，减
小或消除操纵力，保持飞机平衡。
 水平安定面：一般用于民航运输机，用于飞机的纵向配
平。
 主要作用：减小或消除操纵力，减轻驾驶员的疲劳；修正
飞机的某些不需要的飞行姿态趋势。
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飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 配平装置
 配平调整片：
TB20
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飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 配平装置
 配平调整片：
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飞行操纵系统概述
 1.3 飞行操纵系统的分类
 辅助操纵面
 配平装置
 水平安定面：
A300
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飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 升力产生的原因
 一般民航客机都为亚音速客机，我们就分析一下亚音速气
流中机翼升力产生的原因。运用伯努力方程和连续方程可
以解释升力产生的原因。
 伯努力方程：
s t p  V 2  p
2
1 
飞行操纵系统39
飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 升力产生的原因
 连续方程（质量守恒方程）：
 单位时间内由一截面流出的空气质量必等于单位时间内
由下一截面流入的空气质量。可推出，气流的速度×截
面积=常数
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飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 升力产生的原因
 伯努力定理和连续性定理的应用
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飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 升力产生的原因
 机翼的迎角
飞行操纵系统42
飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 升力产生的原因
 气流以某一迎角流过翼型时，因为翼型上表面凸起，使该
处流管变细。根据气流流动的连续方程可知，翼型上表面
流速加快；下表面气流受到阻挡，流速减小。
 按照伯努力方程，流速加快的地方压力要降低，流速减小
的地方压力要增加，翼型上下表面形成压力差。在垂直于
飞行速度方向上的压力差之和就是升力。
飞行操纵系统43
飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 机翼升力公式
 为机翼的升力系数， 飞机的飞行动压，s为机翼的
面积
L C v S L   2 
2
1 
2
2
1  v L C
飞行操纵系统44
飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 机翼升力公式
 机翼的升力系数与迎角α有关：
 对于非对称翼型，当α= 0时，
CL≠0。这是由于低速翼型的上
表面比下表面更弯曲，上表面流
速仍大于下表面，会产生一定的
升力。
 升力系数为零时的迎角称为零升
迎角α0，一般α0为
-1°~-2°。
 在一定范围内，α越大， CL越大
，呈线性关系。
飞行操纵系统45
飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 机翼升力公式
 α >αij （临界迎角）， CL不增反降，机翼上表面的气流分
离形成漩涡，气流绕机翼的流线遭到破坏，升力下降。因
此飞机飞行的迎角必须小于αij。
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飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 飞行主操纵原理
 后拉驾驶盘，升降舵上偏，机头上仰；
 前推驾驶盘，升降舵下偏，机头下沉；
 左转驾驶盘，左副翼上偏，右副翼下偏，飞机左倾；
 右转驾驶盘，左副翼下偏，右副翼上偏，飞机右倾；
 蹬左脚蹬，方向舵左偏，机头左偏；
 蹬右脚蹬，方向舵右偏，机头右偏。
飞行操纵系统47
飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 飞行主操纵力
 主操纵力即驾驶员进行主操纵时施
加在主操纵机构上的力。用以平衡
舵面枢轴力矩M枢轴。
 主操纵力随以下参数变化。
 舵面尺寸
 飞行速度
 舵偏角
 飞行高度
飞行操纵系统48
飞行操纵系统概述
 1.4 飞行主操纵力
 飞行主操纵力
 飞行主操纵力的大小直接影响飞行员对飞机实施操纵的安
全性和有效性。
 主操纵力太小，则难于准确地控制操纵量，易造成操纵
过量而导致飞机姿态失控；
 主操纵力太大，会增加飞行员的操纵负荷，甚至不能达
到操纵要求。
飞行操纵系统49
飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
 飞机的平衡
 作用于飞机上的各力之和为零，各力对飞机重心的力矩之
和也为零。
 飞机平衡的三个条件：
飞行操纵系统50
飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性
及操纵性
 飞机的平衡
 俯仰平衡
 重心位置变化的影响
 横侧平衡
 两翼油箱耗油不均
 方向平衡
 左右发动机工作状态
不同或单发停车
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飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
 飞机的稳定性
 飞机的稳定性是指干扰飞机稳定飞行的外力消失之后不借
助任何操作飞机能自动恢复稳定的特性叫飞机的稳定性。
 分为静稳定性和动稳定性。
 静稳定性是指飞机处于平衡状态时，受到扰动，产生力
和力矩，飞机具有能回到原平衡状态的趋势。
 动稳定性是指飞机还能恢复到原始平衡状态。
 前者只研究飞机受扰动后初始反应的趋势。
 后者研究飞机受扰动后扰动运动的全过程，还要判断它
最终是否能恢复到原始的飞行状态。
飞行操纵系统52
飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
 飞机的稳定性
 俯仰静稳定性（纵向静稳定性）
 飞机受到小扰动后，迎角变化，在扰动消失后，飞机自
动趋向恢复原迎角的特性。
 俯仰力矩主要由水平尾翼产生。
飞行操纵系统53
飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
 飞机的稳定性
 俯仰静稳定性（纵向静稳定性）
 迎角变化所引起的飞机附加升力着力点叫飞机焦点。低
速飞行，焦点位置不随迎角变化。
 俯仰稳定性问题变为飞机重心与焦点位置问题。
飞行操纵系统54
飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
 飞机的稳定性
 俯仰静稳定性（纵向静稳定性）
 飞机重心位于焦点之前，纵向静稳定。
 飞机重心与焦点重合，中立稳定。（属于静不稳定）
 飞机重心位于焦点之后，静不稳定。
 设计飞机要求：飞机必须有足够的纵向静稳定裕度。
飞行操纵系统55
飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
 飞机的稳定性
 方向稳定性（航向稳定性）
 飞机受到扰动以致方向平衡遭到破坏，在扰动消失后，
飞机自动趋向恢复原方向平衡状态的特性。方向稳定力
矩主要是飞机侧滑时，由垂直尾翼产生。
飞行操纵系统56
飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
 飞机的稳定性
 横侧稳定性（横向稳定性）
 飞机受到扰动以致横侧平衡遭到破坏，在扰动消失后，
飞机自动趋向恢复原横侧状态的特性。
 横侧稳定力矩主要是由侧滑时机翼的上反角和机翼的后
掠角产生。
飞行操纵系统57
飞行操纵系统概述
飞行操纵系统58
飞行操纵系统概述
飞行操纵系统59
飞行操纵系统概述
 1.5 飞机的平衡、稳定性及操纵性
 飞机的操纵性
 俯仰操纵性：操纵飞机的升降舵，使飞机改变其迎角的能
力。
 方向操纵性：驾驶员操纵方向舵之后，飞机绕立轴偏转而
改变飞行状态的能力。
 横向操纵性：驾驶员操纵副翼后，飞机绕纵轴滚转而改变
飞行状态的能力。
 操纵性好，飞机灵敏，但稳定性下降。
 飞机的操纵性和稳定性要达到合理的平衡。
飞行操纵系统60
飞行操纵系统概述
 1.飞行操纵系统的功用？
 2.飞行操纵系统的分类？
 3.现代飞机的飞行操纵面有那些？
 4.对飞行操纵系统的特殊要求有哪些？

coindong

机械传动式主操纵系统（简单机械操纵系统） 操纵机构、传动系统及装置 飞行操纵系统7  2.1主操纵系统型式

ttlitong

需要啊，

xinlunll

谢谢楼主，非常需要！

jqlin

HHHHHHHHHHHHHH

fooogh

第一章开始

tonyblairer

第一章飞行操纵系统概述 好