飞机构造基础飞机飞行操纵系统.pptx
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1、会计学1飞机构造基础飞机飞行操纵系统飞机构造基础飞机飞行操纵系统5.1 飞行操纵系统概述飞行操纵系统概述1 1 1 1、定义、定义、定义、定义:飞机飞行操纵系统是飞机飞机飞行操纵系统是飞机上用来传递操纵指令,驱上用来传递操纵指令,驱动舵面运动的所有部件和动舵面运动的所有部件和装置的总合,用于飞机飞装置的总合,用于飞机飞行姿态、气动外形、乘坐行姿态、气动外形、乘坐品质的控制。品质的控制。第2页/共158页2、操纵系统功用、操纵系统功用 驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机绕绕纵轴、横轴和立轴纵轴、横轴和立轴纵轴、横轴和立轴纵轴、横轴和立轴旋转,以完
2、成对飞机的飞行旋转,以完成对飞机的飞行状态控制状态控制。第3页/共158页飞行操纵系统分为三个环节:中央操纵机构 传动机构 驱动机构 产生操纵指令 传递操纵指令 驱动舵面运动第4页/共158页3、飞行操纵系统分类、飞行操纵系统分类(1 1)根据)根据操纵信号来源操纵信号来源不同:不同:人工飞行操纵系统人工飞行操纵系统人工飞行操纵系统人工飞行操纵系统,其操纵信号由,其操纵信号由驾驶员驾驶员发出发出。飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统;飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统;增升、增阻操纵系统;增升、增阻操纵系统;人工配平系统等。人工配平系统等。自动飞行控制系统自动飞行控制系统自动飞行控制系统自动飞行控制系统
3、,其操纵信号由,其操纵信号由系统本身系统本身产生,产生,对飞机实施自动和半自动控制,协助驾驶员工作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。或自动控制飞机对扰动的响应。自动驾驶仪;自动驾驶仪;发动机油门自动控制发动机油门自动控制结构振动模态抑制系统结构振动模态抑制系统。第5页/共158页(2 2)根据)根据信号传递方式信号传递方式 机械操纵系统机械操纵系统机械操纵系统机械操纵系统 钢索、传动杆等机械部件传递钢索、传动杆等机械部件传递钢索、传动杆等机械部件传递钢索、传动杆等机械部件传递电缆传递电缆传递电缆传递电缆传递 电传操纵系统电传操纵系统电传操纵系统电传操纵系统(
4、3 3)根据)根据驱动舵面运动方式驱动舵面运动方式 简单机械操纵系统简单机械操纵系统简单机械操纵系统简单机械操纵系统(无助力无助力无助力无助力)助力操纵系统助力操纵系统助力操纵系统助力操纵系统液压助力(有回力液压助力(有回力液压助力(有回力液压助力(有回力/无回力)无回力)无回力)无回力)电驱动电驱动电驱动电驱动第6页/共158页(4 4)根据)根据舵面的类型舵面的类型 副翼副翼 横滚操纵横滚操纵 主操纵系统主操纵系统 升降舵升降舵 俯仰操纵俯仰操纵 方向舵方向舵 偏航操纵偏航操纵 襟翼、缝翼襟翼、缝翼 增升装置操纵增升装置操纵辅助操纵系统辅助操纵系统 扰流板扰流板 扰流板操纵扰流板操纵 安定
5、面安定面 配平操纵配平操纵 第7页/共158页B737 副翼及其调整片 A320 扰流板 第8页/共158页5.5.对飞行操纵系统的要求对飞行操纵系统的要求对飞行操纵系统的要求对飞行操纵系统的要求n n一般要求:一般要求:n n重量轻、制造简单、维护方便;重量轻、制造简单、维护方便;n n具有足够的强度和刚度。具有足够的强度和刚度。n n特殊要求:特殊要求:n n保证驾驶员手、脚操纵动作与人类运动本能相一致;保证驾驶员手、脚操纵动作与人类运动本能相一致;n n纵向或横向操纵时彼此互不干扰;纵向或横向操纵时彼此互不干扰;n n脚操纵机构能够进行适当调节;脚操纵机构能够进行适当调节;n n有合适的
6、杆力和杆位移;有合适的杆力和杆位移;n n启动力应在合适的范围内;启动力应在合适的范围内;n n系统操纵延迟应小于人的反应时间;系统操纵延迟应小于人的反应时间;n n应有应有极限偏转角度止动器极限偏转角度止动器;n n所有所有舵面应用舵面应用舵面应用舵面应用“锁锁锁锁”来固定。来固定。第9页/共158页n n用于锁住传动机构某个部位,从而防止舵面移动。n n常位于驾驶舱内。内部舵面锁内部舵面锁第10页/共158页操纵机构锁用于锁住操纵机构,从而防止舵面和传动机构移动。第11页/共158页5.2 飞机操纵系统的三个环节飞机操纵系统的三个环节n n中央操纵机构中央操纵机构由驾驶员直接操纵的部分:n
7、 n手操纵机构:驾驶杆手操纵机构:驾驶杆/驾驶盘驾驶盘控制副翼和升降舵控制副翼和升降舵n n脚操纵机构:脚蹬脚操纵机构:脚蹬控制方向舵控制方向舵n n 传动机构传动机构将操纵信号传到舵面:n n机械传动机械传动n n电传动电传动第12页/共158页n n舵面驱动机构舵面驱动机构n n 简单机械式操纵系统简单机械式操纵系统n n 助力液压操纵系统助力液压操纵系统n n电力驱动系统电力驱动系统第13页/共158页中央操纵机构中央操纵机构1.1.手操纵机构手操纵机构手操纵机构手操纵机构n n驾驶杆式杆式手操纵机构n n推、拉杆推、拉杆 升降升降舵;舵;n n左、右压杆左、右压杆 副副翼。翼。横纵向操
8、纵的独立性驾驶杆要操纵升降舵和副翼,驾驶杆要操纵升降舵和副翼,但两者不会互相干扰。但两者不会互相干扰。第14页/共158页独独立立性性分分析析驾驶杆左右摆时,传动杆沿着以驾驶杆左右摆时,传动杆沿着以b-bb-b线为中心轴,以线为中心轴,以c c点点为顶点的锥面运动;为顶点的锥面运动;由于圆锥体的顶点由于圆锥体的顶点c c到底部周缘上任一点的距离相等,所到底部周缘上任一点的距离相等,所以当驾驶杆左右摆动时,摇臂以当驾驶杆左右摆动时,摇臂1 1不会绕其支点前后转动,不会绕其支点前后转动,因而升降舵不会偏转!因而升降舵不会偏转!第15页/共158页n n驾驶盘式盘式手操纵机构n n推、拉推、拉推、拉
9、推、拉 升降舵;升降舵;升降舵;升降舵;n n左、右转动左、右转动左、右转动左、右转动 副翼。副翼。副翼。副翼。独立性分析独立性分析n n左右转动驾驶盘时,支柱左右转动驾驶盘时,支柱不动,升降舵不会偏转;不动,升降舵不会偏转;n n前推或后拉驾驶盘时,由前推或后拉驾驶盘时,由于和横管平行的一段钢索于和横管平行的一段钢索与轴线与轴线a-aa-a是重合的,钢是重合的,钢索不会绷紧或放松,不会索不会绷紧或放松,不会使副翼偏转使副翼偏转。1.1.手操纵机构手操纵机构第16页/共158页n n驾驶杆驾驶杆n n结构简单,便于操纵,但是不便结构简单,便于操纵,但是不便结构简单,便于操纵,但是不便结构简单,
10、便于操纵,但是不便于增大驾驶杆倾斜角的的办法来于增大驾驶杆倾斜角的的办法来于增大驾驶杆倾斜角的的办法来于增大驾驶杆倾斜角的的办法来减小操纵副翼时的杆力;减小操纵副翼时的杆力;减小操纵副翼时的杆力;减小操纵副翼时的杆力;n n适用于机动性能较好而操纵时费适用于机动性能较好而操纵时费适用于机动性能较好而操纵时费适用于机动性能较好而操纵时费力较小(或装有助力器)的飞机力较小(或装有助力器)的飞机力较小(或装有助力器)的飞机力较小(或装有助力器)的飞机n n驾驶盘驾驶盘n n结构复杂,但可以从过增大驾驶结构复杂,但可以从过增大驾驶结构复杂,但可以从过增大驾驶结构复杂,但可以从过增大驾驶盘的转角,使操纵
11、副翼胜利,但盘的转角,使操纵副翼胜利,但盘的转角,使操纵副翼胜利,但盘的转角,使操纵副翼胜利,但是时间长;是时间长;是时间长;是时间长;n n适用于操纵时费力较大而机动性适用于操纵时费力较大而机动性适用于操纵时费力较大而机动性适用于操纵时费力较大而机动性能要求较低的中型和大型飞机能要求较低的中型和大型飞机能要求较低的中型和大型飞机能要求较低的中型和大型飞机第17页/共158页 2.脚操纵机构脚操纵机构n n平放式脚蹬n n脚蹬安装在由脚蹬安装在由两根两根两根两根横杆横杆横杆横杆和和两根脚蹬杆两根脚蹬杆两根脚蹬杆两根脚蹬杆组成的平行四边形组成的平行四边形机构上;机构上;n n平行四边形机构的平行
12、四边形机构的作用:作用:保证在操纵方向舵保证在操纵方向舵时,脚蹬只作平移时,脚蹬只作平移而不转动,便于飞而不转动,便于飞行员操纵。行员操纵。第18页/共158页n n立放式脚蹬n n蹬脚蹬时,通过蹬脚蹬时,通过传动杆和摇臂传动杆和摇臂等构等构件的传动使方向舵偏转;件的传动使方向舵偏转;n n由于传动杆和摇臂等的连接,左右由于传动杆和摇臂等的连接,左右脚蹬的动作是协调的!脚蹬的动作是协调的!2.脚操纵机构脚操纵机构第19页/共158页手操纵机构与脚操纵机构的匹手操纵机构与脚操纵机构的匹配配驾驶杆驾驶盘平放式脚蹬平放式脚蹬为了取得较大的操纵力臂,两脚蹬之间距离较大;与左右活动范围较大的驾驶与左右活
13、动范围较大的驾驶杆配合使用!杆配合使用!立放式脚蹬通过增长与脚蹬连接的摇臂来获得足够的操纵力臂的,两脚蹬之间距离较小;多与驾驶盘配合使用多与驾驶盘配合使用!第20页/共158页驾驶盘和脚蹬示意图第21页/共158页3.3.飞行主操纵原理飞行主操纵原理飞行主操纵原理飞行主操纵原理n n后拉驾驶盘,升降舵上偏,机头上仰;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;前推驾驶盘,升降舵下偏,机头下沉;n n左转驾驶盘,左副翼上偏,右副翼下偏,飞机左左转驾驶盘,左副翼上偏,右副翼下偏,飞机左倾;倾;右转驾驶盘,左副翼下偏,右副翼上偏,飞机右右转驾驶盘,左副翼下偏,右副翼上偏,飞机
14、右倾;倾;n n蹬左脚蹬,方向舵左偏,机头左偏;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。蹬右脚蹬,方向舵右偏,机头右偏。第22页/共158页传动机构传动机构n n机械传动机构机械传动机构n n软式传动软式传动n n硬式传动硬式传动n n混合传动混合传动n n电传操纵机构电传操纵机构第23页/共158页n n 软式传动软式传动软式传动软式传动:靠钢索张力传递操纵靠钢索张力传递操纵力,必须有两个钢索构成回路,力,必须有两个钢索构成回路,轮流起作用,一根主动,一根被轮流起作用,一根主动,一根被动。动。软式传动系统第24页/共158页软式传动应用 某些小型飞机 大型运输机第25
15、页/共158页 硬式式传动:靠传动杆传动操纵力,传动杆受拉力或压力。传动杆由金属制成,刚度较大。第26页/共158页硬式传动应用某些小型飞机(如TB20)高速飞机(如战斗机)第27页/共158页 机械传动机构机械传动机构机械传动机构机械传动机构 比较比较比较比较优点缺点软式构造简单,尺寸较小,重量较轻;比较容易绕过机内设备!刚度较小,弹性间隙;操纵灵敏度差;钢索在滑轮处容易磨损!硬式刚度较大;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!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!混合兼有硬式和软式的优点和缺点!第28页/共158页1.1.软式传动机构主要构件
16、软式传动机构主要构件软式传动机构主要构件软式传动机构主要构件(1 1)钢索)钢索)钢索)钢索钢索由钢丝编成,只承受拉力,不能承受压力。在软式传动机构钢索由钢丝编成,只承受拉力,不能承受压力。在软式传动机构中,用两根钢索构成回路,以保证舵面能在两个相反的方向偏转中,用两根钢索构成回路,以保证舵面能在两个相反的方向偏转.构 造和规格第29页/共158页 钢索缺点及解决办法(软式传动缺点)钢索缺点及解决办法(软式传动缺点)弹性间隙弹性间隙nn 钢索承受拉力时,容易伸长。由于操纵系统的弹性变形而产生的钢索承受拉力时,容易伸长。由于操纵系统的弹性变形而产生的“间隙间隙”称为弹性间隙;称为弹性间隙;nn
17、钢索的弹性间隙太大,会降低操纵的灵敏性;钢索的弹性间隙太大,会降低操纵的灵敏性;解决:钢索预紧解决:钢索预紧第30页/共158页 钢索缺点及解决办法(软式传钢索缺点及解决办法(软式传动缺点)动缺点)n n钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化钢索预加张力随温度变化n n 飞机机体外载荷及周围气温变化会使机体结构和操飞机机体外载荷及周围气温变化会使机体结构和操纵系统钢索产生相对变形,导致钢索变松或过紧。纵系统钢索产生相对变形,导致钢索变松或过紧。n n 变松将发生弹性间隙,过紧将产生附加摩擦。变松将发生弹性间隙,过紧将产生附加摩擦。解决:解决:解决:解决:n n松紧螺
18、套(小型飞机)松紧螺套(小型飞机)n n钢索张力自动调节器钢索张力自动调节器n n封闭式钢索封闭式钢索第31页/共158页松紧螺套松紧螺套作用:n n调整钢索的预张力调整钢索的预张力n n检查小孔作用检查小孔作用调松钢索时,螺杆末端不应超过小孔的位置调松钢索时,螺杆末端不应超过小孔的位置 第32页/共158页钢索张力补偿器钢索张力补偿器 功用:保持钢索的正确张力。功用:保持钢索的正确张力。功用:保持钢索的正确张力。功用:保持钢索的正确张力。封闭式钢索封闭式钢索将普通的挠性钢索和挤压在钢索将普通的挠性钢索和挤压在钢索将普通的挠性钢索和挤压在钢索将普通的挠性钢索和挤压在钢索上面的铝管构成,钢管将钢
19、索封上面的铝管构成,钢管将钢索封上面的铝管构成,钢管将钢索封上面的铝管构成,钢管将钢索封闭在里面闭在里面闭在里面闭在里面铝管挤压在普通钢索上,使其张铝管挤压在普通钢索上,使其张铝管挤压在普通钢索上,使其张铝管挤压在普通钢索上,使其张力受温度变化的影响减小。力受温度变化的影响减小。力受温度变化的影响减小。力受温度变化的影响减小。标尺上盖第33页/共158页 钢索缺点及解决办法(软式传动缺点)钢索缺点及解决办法(软式传动缺点)钢索缺点及解决办法(软式传动缺点)钢索缺点及解决办法(软式传动缺点)n n钢索断丝和腐蚀钢索断丝和腐蚀钢索断丝和腐蚀钢索断丝和腐蚀n n断丝断丝断丝断丝 检查:擦拭,检查布被
20、丝勾住的地方;检查:擦拭,检查布被丝勾住的地方;检查:擦拭,检查布被丝勾住的地方;检查:擦拭,检查布被丝勾住的地方;彻底检查时,把舵面运动到最大行程。彻底检查时,把舵面运动到最大行程。彻底检查时,把舵面运动到最大行程。彻底检查时,把舵面运动到最大行程。n n锈蚀锈蚀锈蚀锈蚀 检查:目视检查,表面还是内部腐蚀。检查:目视检查,表面还是内部腐蚀。检查:目视检查,表面还是内部腐蚀。检查:目视检查,表面还是内部腐蚀。防护防护防护防护:a.a.不要将各种液体、生活废水等洒到地板上,以防不要将各种液体、生活废水等洒到地板上,以防不要将各种液体、生活废水等洒到地板上,以防不要将各种液体、生活废水等洒到地板上
21、,以防渗透地板腐蚀操纵系统钢索。渗透地板腐蚀操纵系统钢索。渗透地板腐蚀操纵系统钢索。渗透地板腐蚀操纵系统钢索。b.b.加强维护检查。加强维护检查。加强维护检查。加强维护检查。第34页/共158页(2 2)滑轮)滑轮胶木或硬铝制成作用:作用:n n支持钢索支持钢索支持钢索支持钢索n n改变钢索的运动方向改变钢索的运动方向改变钢索的运动方向改变钢索的运动方向 支点处装有滚珠轴承支点处装有滚珠轴承支点处装有滚珠轴承支点处装有滚珠轴承第35页/共158页(3 3)扇形轮)扇形轮又称扇形摇臂又称扇形摇臂作用:n n支持钢索;支持钢索;支持钢索;支持钢索;n n改变钢索的运动方向;改变钢索的运动方向;改变
22、钢索的运动方向;改变钢索的运动方向;n n改变传动力的大小改变传动力的大小改变传动力的大小改变传动力的大小。第36页/共158页(4 4)钢索导向装置)钢索导向装置 作用:保护钢索,保持钢索维持,防止钢索松脱、卡阻。作用:保护钢索,保持钢索维持,防止钢索松脱、卡阻。作用:保护钢索,保持钢索维持,防止钢索松脱、卡阻。作用:保护钢索,保持钢索维持,防止钢索松脱、卡阻。第37页/共158页2.硬式传动机构主要构件硬式传动机构主要构件(1 1 1 1)传动杆)传动杆)传动杆)传动杆硬式传动机构中的操纵力由传动杆传递,硬式传动机构中的操纵力由传动杆传递,传动杆可承受拉力和压力。传动杆的刚度较大。传动杆可
23、承受拉力和压力。传动杆的刚度较大。n n可调接头可调接头传动杆两端有接头,其一端的接头可以调整。传动杆两端有接头,其一端的接头可以调整。调整接头端部有检查小孔,把传动杆调长时,调整接头端部有检查小孔,把传动杆调长时,接头螺杆的末端不应超过小孔的位置。接头螺杆的末端不应超过小孔的位置。n n空心的传动杆需要排水孔空心的传动杆需要排水孔n n失效形式失效形式失稳!失稳!第38页/共158页(2 2)摇臂)摇臂)摇臂)摇臂摇臂通常由硬铝材料制成,在连接处装有轴承;摇臂通常由硬铝材料制成,在连接处装有轴承;摇臂按臂数可分为单摇臂、双摇臂和复摇臂三类。摇臂按臂数可分为单摇臂、双摇臂和复摇臂三类。第39页
24、/共158页摇臂的作用摇臂的作用支持传动杆;改变传动力的大小;改变位移;改变传动速度;改变传动方向;实现差动操纵第40页/共158页传动方向的改变传动方向的改变传动方向的改变传动方向的改变第41页/共158页差动操纵差动操纵差动操纵差动操纵n n所谓差动,就是当所谓差动,就是当驾驶杆前后(或左右)偏转的同一驾驶杆前后(或左右)偏转的同一驾驶杆前后(或左右)偏转的同一驾驶杆前后(或左右)偏转的同一角度时,升降舵(或副翼)上下(或左右)偏转的角角度时,升降舵(或副翼)上下(或左右)偏转的角角度时,升降舵(或副翼)上下(或左右)偏转的角角度时,升降舵(或副翼)上下(或左右)偏转的角度不同。度不同。度
25、不同。度不同。n n实现差动操纵最简单的机构是实现差动操纵最简单的机构是差动摇臂。差动摇臂。差动摇臂。差动摇臂。第42页/共158页(3 3 3 3)导向滑轮)导向滑轮)导向滑轮)导向滑轮导向滑轮由三个或四个小滑轮及其支架组成;导向滑轮由三个或四个小滑轮及其支架组成;n n功用:功用:n n支持传动杆,提高传动杆的受压时的杆轴临界应力;支持传动杆,提高传动杆的受压时的杆轴临界应力;n n增大传动杆的固有频率,防止传动杆发生共振。增大传动杆的固有频率,防止传动杆发生共振。第43页/共158页3.3.传动系数传动系数传动系数传动系数K K是指是指舵偏角舵偏角舵偏角舵偏角 与与杆位移杆位移杆位移杆位
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