1、中國民航大學(xué) 空管學(xué)院,第五章 飛行操縱系統(tǒng),對飛行操縱系統(tǒng)的要求： 一般要求：重量輕、制造簡單、維護(hù)方便；具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 特殊要求： 保證駕駛員手、腳操縱動作與人類運動本能相一致； 縱向或橫向操縱時彼此互不干擾； 腳操縱機(jī)構(gòu)能夠進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)； 有合適的桿力和桿位移； 啟動力應(yīng)在合適的范圍內(nèi)； 系統(tǒng)操縱延遲應(yīng)小于人的反應(yīng)時間； 應(yīng)有極限偏轉(zhuǎn)角度止動器； 所有舵面應(yīng)用“鎖”來固定。,一、飛機(jī)的操縱性,飛機(jī)飛行操縱系統(tǒng)是飛機(jī)上用來傳遞操縱指令，驅(qū)動舵面運動的所有部件和裝置的總稱，用于控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)、氣動外形、乘坐品質(zhì)。,飛行員操縱飛機(jī)的副翼、升降舵、方向舵和其它可動舵面，從而實現(xiàn)飛機(jī)的

2、縱向、方向、側(cè)向運動，并且無論在有人駕駛還是在自動駕駛的狀態(tài)下，均可使飛機(jī)保持或改變飛行姿態(tài)。,1.操縱系統(tǒng),2.機(jī)體坐標(biāo)軸,橫滾-飛機(jī)繞縱軸的轉(zhuǎn)動 俯仰-飛機(jī)繞橫軸的轉(zhuǎn)動 偏航-飛機(jī)繞立軸的轉(zhuǎn)動,A320,3.飛行操縱系統(tǒng)的分類,（1）人工飛行操縱系統(tǒng)：其操縱信號由駕駛員發(fā)出。,按照操縱指令的來源分為：,（2）自動飛行控制系統(tǒng)：其操縱信號由系統(tǒng)本身發(fā)出。 對飛機(jī)實施自動和半自動控制，協(xié)助駕駛員工作或自動控制飛機(jī)對擾動的響應(yīng)。 包括：自動駕駛、飛行指引和自動油門,（1）機(jī)械式操縱系統(tǒng) 如：B737、 B747、 B757、 B767,按照指令的傳遞方式來分：,（2）電傳操縱系統(tǒng) 如：A320、

3、 A330、 A340、 A380、 B777,（1）主操縱系統(tǒng)：操縱升降舵、方向舵、副翼、三個主舵面，實現(xiàn)飛機(jī)的俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)操縱； （2）輔助操縱系統(tǒng)：操縱襟翼、副翼、擾流板、調(diào)整片等增升、增阻及水平安定面配平等系統(tǒng)。,按照功能來分：,二、機(jī)械式操縱系統(tǒng),1.簡單機(jī)械操縱系統(tǒng)（無助力機(jī)械操縱系統(tǒng)）,是一種人力操縱系統(tǒng)，由于其構(gòu)造簡單，工作可靠，使用了30余年，才出現(xiàn)助力操縱系統(tǒng)。,簡單機(jī)械操縱系統(tǒng)現(xiàn)在仍廣泛應(yīng)用于低速飛機(jī)和一些運輸機(jī)上，由于舵面偏轉(zhuǎn)時氣動力較小，駕駛員體力足以克服舵面氣動力從而實現(xiàn)對飛行的操縱。,中央操縱機(jī)構(gòu)由駕駛員直接操縱的部分 手操縱機(jī)構(gòu)：駕駛桿/駕駛盤,控制副翼和升

4、降舵 腳操縱機(jī)構(gòu)：腳蹬，控制方向舵 傳動機(jī)構(gòu)將操縱指令傳到舵面 軟式傳動機(jī)構(gòu):主要由鋼索、滑輪等構(gòu)件所組成； 硬式傳動機(jī)構(gòu):主要由傳動桿、搖臂等構(gòu)件所組成； 混合式傳動機(jī)構(gòu):由軟式、硬式傳動機(jī)構(gòu)混合組成。,（1）主操縱系統(tǒng),由中央操縱機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)兩大部分組成。用于實現(xiàn)飛機(jī)的俯仰、偏轉(zhuǎn)、滾轉(zhuǎn)等操作。,駕駛桿,推拉駕駛桿操縱升降舵； 左右壓桿操縱副翼。 橫、縱向操縱具有獨立性， 即操縱駕駛桿時升降舵和副翼，兩者不會互相干擾。,駕駛盤式,（1）前后壓駕駛盤操縱升降舵 （2）左右轉(zhuǎn)動駕駛盤可操縱副翼,腳操縱機(jī)構(gòu)有腳鐙平放式和腳鐙立放式兩種。 平放式:蹬腳鐙時，腳鐙只作平移而不轉(zhuǎn)動。 立放式:蹬腳鐙時

5、，通過傳動桿和搖臂等構(gòu)件的傳動而使方向舵偏轉(zhuǎn)的。 左右腳鐙的動作是協(xié)調(diào)的，即一個腳鐙向前時，另一個腳鐙向后。,軟式傳動系統(tǒng),硬式傳動系統(tǒng),傳動機(jī)構(gòu)的比較,A320,飛機(jī)在空中的操縱是通過三個操縱面升降舵、方向舵和副翼來進(jìn)行的。 轉(zhuǎn)動這三個操縱舵面，在氣流的作用下，就會對飛機(jī)產(chǎn)生操縱力矩，使其繞橫軸、立軸和縱軸轉(zhuǎn)動，從而改變飛機(jī)的飛行姿態(tài)，實現(xiàn)飛機(jī)的俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)。,主舵面的操縱性,飛機(jī)的縱向操縱（俯仰操縱）,后拉桿，升降舵后緣上偏，產(chǎn)生上仰力矩，飛機(jī)抬頭。 前推桿，升降舵后緣下偏，產(chǎn)生下俯力矩，飛機(jī)低頭。,飛機(jī)的方向操縱（偏航操縱）,蹬左舵，方向舵左偏，產(chǎn)生左轉(zhuǎn)力矩，飛機(jī)左轉(zhuǎn)。 蹬右舵，方向

6、舵右偏，產(chǎn)生右轉(zhuǎn)力矩，飛機(jī)右轉(zhuǎn)。,飛機(jī)的側(cè)向操縱（滾轉(zhuǎn)操縱）,左壓盤，左副翼上偏，右副翼下偏，產(chǎn)生左橫滾力矩，飛機(jī)左滾轉(zhuǎn)。 右壓盤，右副翼上偏，左副翼下偏，產(chǎn)生右橫滾力矩，飛機(jī)右滾轉(zhuǎn)。,擾流板 調(diào)整片 前/后緣襟翼 前緣縫翼 水平安定面,（2）輔助操縱系統(tǒng),與主操縱系統(tǒng)的區(qū)別： 主操縱系統(tǒng)必須給駕駛員以桿力和位移的感覺；輔助操縱系統(tǒng)則沒有。 主操縱系統(tǒng)在空氣動力的作用下可恢復(fù)到原來平衡位置；輔助操縱系統(tǒng)則不會。,襟翼,前緣縫翼,升起擾流板可使飛機(jī)的升力減小，阻力增加。 擾流板的功能是： （1）飛行擾流板可以輔助副翼橫滾操縱； （2）飛行擾流板對稱升起，可使飛機(jī)空中減速； （3）飛機(jī)落地后，飛行

7、和地面擾流板同時升起，可以增大飛機(jī)阻力使飛機(jī)減速，提高剎車效能。,擾流板是鉸鏈在機(jī)翼上表面的一種可活動翼板。擾流板分為飛行擾流板和地面擾流板。,擾流板,擾流板的收放,馬赫配平系統(tǒng)提供高馬赫數(shù)飛行時的速度穩(wěn)定性。 飛機(jī)以較高馬赫數(shù)飛行時，出現(xiàn)氣動力中心后移，造成機(jī)頭自動下沉現(xiàn)象。 飛行控制計算機(jī)使用飛行數(shù)據(jù)計算機(jī)的馬赫數(shù)，計算出馬赫配平作動筒的位置。馬赫配平作動筒對調(diào)整駕駛桿中立位置的升降舵感覺和定中組件進(jìn)行重新定位。,配平系統(tǒng),水平安定面配平系統(tǒng)提供飛機(jī)縱向配平。,方向舵配平系統(tǒng)控制電門對調(diào)整方向舵中立位置的方向舵感覺和定中組件進(jìn)行電動定位。方向舵腳蹬隨之相應(yīng)移動。方向舵配平指示器顯示方向舵配

8、平位置。,2.有助力器的飛機(jī)操縱系統(tǒng),（1）有回力的助力操縱系統(tǒng)：通常是利用回力連桿把舵面?zhèn)鱽淼囊徊糠州d荷傳給駕駛桿。,助力操縱系統(tǒng)是指從駕駛艙中央操縱機(jī)構(gòu)到舵面的機(jī)械聯(lián)動裝置中，利用助力器進(jìn)行功率放大，從而操縱多舵面的人工飛行操縱系統(tǒng)。,（2）無回力的助力操縱系統(tǒng)：液壓助力器的一端直接與通向舵面的傳動機(jī)構(gòu)相連，舵面?zhèn)鱽淼妮d荷全部由助力器承受。,助力操縱系統(tǒng)的形式 ：,有回力的助力操縱系統(tǒng),無回力的助力操縱系統(tǒng),三、電傳操縱系統(tǒng)（Fly By Wire）,機(jī)械操縱系統(tǒng)缺點： 存在摩擦、間隙和彈性變形等導(dǎo)致無法實現(xiàn)精微操縱信號傳遞； 機(jī)械操縱系統(tǒng)對飛機(jī)結(jié)構(gòu)的變化非常敏感； 體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量

9、大！ 電傳操縱系統(tǒng)： 單通道電傳系統(tǒng)可靠性較低： 可接受的安全指標(biāo)： 解決措施：余度技術(shù),1.電傳操縱系統(tǒng)的組成,電傳操縱系統(tǒng)主要由駕駛桿或側(cè)桿（含桿力傳感器）、前置放大器、傳感器、機(jī)載計算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，如圖所示。,2.工作原理,駕駛員發(fā)出操縱指令 經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，并與來自飛機(jī)運動參數(shù)傳感器測得的信號一起，傳輸給計算機(jī)處理 計算機(jī)按預(yù)定的控制規(guī)律生成舵面操縱信號 控制操縱面作動器動作，舵面偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對飛機(jī)進(jìn)行操縱。,工作原理：,電傳操縱系統(tǒng)的設(shè)計使得新型飛機(jī)比傳統(tǒng)的飛機(jī)成本低，飛行更安全，也更便于操縱。,3.電傳操縱系統(tǒng)優(yōu)點/缺點,優(yōu)點： 減輕了操縱系統(tǒng)的重量，減少體積 節(jié)省設(shè)計

10、和安裝時間 消除了機(jī)械操縱系統(tǒng)中的摩擦、間隙以及飛機(jī)結(jié)構(gòu)變形的影響 簡化了主操縱系統(tǒng)與自動駕駛儀的組合 可采用小側(cè)桿操縱機(jī)構(gòu) 飛機(jī)操穩(wěn)特性得到根本改善。 缺點： 單通道電傳操縱系統(tǒng)的可靠性不夠高 電傳操縱系統(tǒng)的成本較高 系統(tǒng)易受雷擊和電磁脈沖波干擾影響,四、飛行操縱警告系統(tǒng),失速警告系統(tǒng) 空速處于最小飛行速度且接近失速狀態(tài)時，失速警告系統(tǒng)操縱駕駛桿抖桿器，提示機(jī)組人員。 失速自動恢復(fù)系統(tǒng)推桿器 起飛警告系統(tǒng) 飛機(jī)起飛時，當(dāng)任一油門桿前推而某些飛行操縱組件不在正確位置，則起飛警告系統(tǒng)會給駕駛員提供音響警告信號。,飛機(jī)飛行操縱警告系統(tǒng)分類：,在飛機(jī)潛在危險發(fā)生前，通過聲、光等信號警告駕駛員以避免事故發(fā)生。,A320 飛行操縱系統(tǒng),A320,A320,A320,A320,A320,A320,方向舵配平,水平安定面配平手輪,A320,A320,A320,本章重點：,1.主操縱舵面和輔助操縱舵面有哪些？ 2.主操縱系統(tǒng)和輔助操縱系統(tǒng)是如何控制的？ 3.電傳操縱系統(tǒng)的特點？ 4.操縱系統(tǒng)的顯示？,本章英語詞匯：,飛行操縱系統(tǒng) Flight Control System 人工操縱系統(tǒng) Manual Control 助力系統(tǒng) Boosted Control 駕駛桿 S