中國民航大學空管學院第五章飛行操縱系統中國民航大學第五章飛行操縱系統1一、飛機的操縱性

操縱性：飛機飛行操縱系統是飛機上用來傳遞操縱指令，驅動舵面運動的所有部件和裝置的總稱，用于飛機飛行姿態、速度、軌跡的控制。飛行員操縱飛機的副翼、升降舵、方向舵和其它可動舵面，從而實現飛機的縱向、方向、側向運動，并且無論在有人駕駛還是在自動駕駛的狀態下，均可使飛機保持或改變飛行姿態。1.操縱性一、飛機的操縱性操縱性：飛機飛行操縱系統22.機體坐標軸橫滾---飛機繞縱軸的轉動俯仰---飛機繞橫軸的轉動偏航---飛機繞立軸的轉動2.機體坐標軸橫滾---飛機繞縱軸的轉動3A320A32043.飛行操縱系統的分類（1）人工飛行操縱系統：其操縱信號由駕駛員發出。按照操縱指令的來源分為：（2）自動飛行控制系統：其操縱信號由系統本身發出。對飛機實施自動和半自動控制，協助駕駛員工作或自動控制飛機對擾動的響應。包括：自動駕駛、飛行指引和自動油門3.飛行操縱系統的分類（1）人工飛行操縱系統：其操縱信號由駕5（1）機械式操縱系統如：B737、B747、B757、B767按照指令的執行方式來分：（2）電傳操縱系統如：A320、A330、A340、A380、B777（1）主操縱系統：操縱升降舵、方向舵、副翼、三個主舵面，實現飛機的俯仰、偏航和滾轉操縱；（2）輔助操縱系統：操縱襟翼、副翼、擾流板、調整片等增升、增阻及水平安定面配平、方向舵配平等系統。按照功能來分：（1）機械式操縱系統按照指令的執行方式來分：（2）電傳操縱系6二、機械式操縱系統1.簡單機械操縱系統（無助力機械操縱系統）是一種人力操縱系統，由于其構造簡單，工作可靠，使用了30余年，才出現助力操縱系統。簡單機械操縱系統現在仍廣泛應用于低速飛機和一些運輸機上，由于舵面偏轉時氣動力較小，駕駛員體力足以克服舵面氣動力從而實現對飛行的操縱。二、機械式操縱系統1.簡單機械操縱系統（無助力機械操縱系統）7中央操縱機構——由駕駛員直接操縱的部分手操縱機構：駕駛桿/駕駛盤,控制副翼和升降舵腳操縱機構：腳蹬，控制方向舵傳動機構——將操縱指令傳到舵面軟式傳動機構:主要由鋼索、滑輪等構件所組成；硬式傳動機構:主要由傳動桿、搖臂等構件所組成；混合式傳動機構:由軟式、硬式傳動機構混合組成。（1）主操縱系統由中央操縱機構和傳動機構兩大部分組成。用于實現飛機的俯仰、偏轉、滾轉等操作。中央操縱機構——由駕駛員直接操縱的部分（1）主操縱系統由中8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。駕駛桿推拉駕駛桿操縱升降舵；9駕駛盤式（1）前后壓駕駛盤操縱升降舵；（2）左右轉動駕駛盤可操縱副翼駕駛盤式（1）前后壓駕駛盤操縱升降舵；10腳操縱機構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動。立放式:蹬腳鐙時，通過傳動桿和搖臂等構件的傳動而使方向舵偏轉的。左右腳鐙的動作是協調的，即一個腳鐙向前時，另一個腳鐙向后。腳操縱機構有腳鐙平放式和腳鐙立放式兩種。11軟式傳動系統硬式傳動系統軟式傳動系統硬式傳動系統12傳動機構的比較優點缺點軟式構造簡單，尺寸較小，重量較輕;比較容易繞過機內設備！剛度較小，彈性間隙；操縱靈敏度差；鋼索在滑輪處容易磨損！硬式剛度較大；鉸接點用滾珠軸承減小摩擦力，并消除間隙；具有較佳的操縱靈敏度！構造復雜，重量加大；難于“繞”過機內設備；易與發動機發生共振！混合兼有硬式和軟式的優點和缺點！傳動機構的比較優點缺點構造簡單，剛度較小，剛度較大；構造復雜13A320A32014

飛機在空中的操縱是通過三個操縱面——升降舵、方向舵和副翼來進行的。轉動這三個操縱舵面，在氣流的作用下，就會對飛機產生操縱力矩，使其繞橫軸、立軸和縱軸轉動，從而改變飛機的飛行姿態，實現飛機的俯仰、偏航和滾轉。主舵面的操縱性飛機在空中的操縱是通過三個操縱面—15①飛機的縱向操縱（俯仰操縱）后拉桿，升降舵后緣上偏，產生上仰力矩，飛機抬頭。前推桿，升降舵后緣下偏，產生下俯力矩，飛機低頭。①飛機的縱向操縱（俯仰操縱）后拉桿，升降舵后緣上偏，產生上仰16

②飛機的方向操縱（偏航操縱）蹬左舵，方向舵左偏，產生左轉力矩，飛機左轉。蹬右舵，方向舵右偏，產生右轉力矩，飛機右轉。②飛機的方向操縱（偏航操縱）蹬左舵，方向17

飛機的側向操縱（滾轉操縱）左壓盤，左副翼上偏，右副翼下偏，產生左橫滾力矩，飛機左滾轉。右壓盤，右副翼上偏，左副翼下偏，產生右橫滾力矩，飛機右滾轉。飛機的側向操縱（滾轉操縱）左壓盤，左副翼18擾流板調整片前/后緣襟翼前緣縫翼水平安定面（2）輔助操縱系統與主操縱系統的區別：主操縱系統必須給駕駛員以桿力和位移的感覺；輔助操縱系統則沒有。主操縱系統在空氣動力的作用下可恢復到原來平衡位置；輔助操縱系統則不會。擾流板（2）輔助操縱系統與主操縱系統的區別：19①襟翼后退式三開縫襟翼后退式襟翼開裂式襟翼①襟翼后退式三開縫襟翼后退式襟翼開裂式襟翼20②前緣縫翼②前緣縫翼21升起擾流板可使飛機的升力減小，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，可使飛機空中減速；（3）飛機落地后，飛行和地面擾流板同時升起，可以增大飛機阻力使飛機減速，提高剎車效能。

擾流板是鉸鏈在機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。③擾流板升起擾流板可使飛機的升力減小，阻力增加。擾流板是鉸鏈在機翼22擾流板的收放擾流板的收放23A320A32024電傳操縱系統課件25馬赫配平系統——提供高馬赫數飛行時的速度穩定性。飛機以較高馬赫數飛行時，出現氣動力中心后移，造成機頭自動下沉現象。飛行控制計算機使用飛行數據計算機的馬赫數，計算出馬赫配平作動筒的位置。馬赫配平作動筒對調整駕駛桿中立位置的升降舵感覺和定中組件進行重新定位。④配平系統水平安定面配平系統——提供飛機縱向配平。方向舵配平系統——控制電門對調整方向舵中立位置的方向舵感覺和定中組件進行電動定位。方向舵腳蹬隨之相應移動。方向舵配平指示器顯示方向舵配平位置。馬赫配平系統——提供高馬赫數飛行時的速度穩定性。④配平系統水26方向舵配平水平安定面配平手輪方向舵配平水平安定面配平手輪272.有助力器的飛機操縱系統（1）有回力的助力操縱系統：通常是利用回力連桿把舵面傳來的一部分載荷傳給駕駛桿。助力操縱系統是指從駕駛艙中央操縱機構到舵面的機械聯動裝置中，利用助力器進行功率放大，從而操縱多舵面的人工飛行操縱系統。（2）無回力的助力操縱系統：液壓助力器的一端直接與通向舵面的傳動機構相連，舵面傳來的載荷全部由助力器承受。助力操縱系統的形式：2.有助力器的飛機操縱系統（1）有回力的助力操縱系統：通常28有回力的助力操縱系統有回力的助力操縱系統29無回力的助力操縱系統無回力的助力操縱系統30三、電傳操縱系統（FlyByWire）機械操縱系統缺點：存在摩擦、間隙和非線性因素導致無法實現精微操縱信號傳遞；機械操縱系統對飛機結構的變化非常敏感；體積大，結構復雜，重量大！電傳操縱系統：單通道電傳系統可靠性較低：可接受的安全指標：解決措施：余度技術三、電傳操縱系統（FlyByWire）機械操縱系統缺點：311.電傳操縱系統的組成電傳操縱系統主要由駕駛桿或側桿（含桿力傳感器）、前置放大器、傳感器、機載計算機和執行機構組成，如圖所示。1.電傳操縱系統的組成電傳操縱系統主要由駕駛桿或側桿（含桿322.工作原理2.工作原理33駕駛員發出操縱指令經傳感器轉換為電信號，并與來自飛機運動參數傳感器測得的信號一起，傳輸給計算機處理計算機按預定的控制規律生成舵面操縱信號控制操縱面作動器動作，舵面偏轉，從而實現對飛機進行操縱。工作原理：電傳操縱系統的設計使得新型飛機比傳統的飛機成本低，飛行更安全，也更便于操縱。駕駛員發出操縱指令工作原理：電傳操縱系統的設計使得新型飛機343.電傳操縱系統優點/缺點優點：減輕了操縱系統的重量，減少體積節省設計和安裝時間消除了機械操縱系統中的摩擦、間隙、非線性因素以及飛機結構變形的影響簡化了主操縱系統與自動駕駛儀的組合可采用小側桿操縱機構飛機操穩特性得到根本改善。缺點：單通道電傳操縱系統的可靠性不夠高電傳操縱系統的成本較高系統易受雷擊和電磁脈沖波干擾影響3.電傳操縱系統優點/缺點優點：35A320A32036A320A32037A320A32038A320A32039A320A32040四、飛行操縱警告系統失速警告系統

空速處于最小飛行速度且接近失速狀態時，失速警告系統操縱駕駛桿抖桿器，提示機組人員。失速自動恢復系統——推桿器起飛警告系統飛機起飛時，當任一油門桿前推而某些飛行操縱組件不在正確位置，則起飛警告系統會給駕駛員提供音響警告信號。飛機飛行操縱警告系統分類：在飛機潛在危險發生前，通過聲、光等信號警告駕駛員以避免事故發生。四、飛行操縱警告系統失速警告系統飛機飛行操縱警告系統分類：在41A320A32042電傳操縱系統課件43A320A32044A320A32045電傳操縱1.主操縱舵面和輔助操縱舵面有哪些？2.主操縱系統和輔助操縱系統是如何控制的？3.電傳操縱系統的特點？4.操縱系統的顯示？電傳操縱1.主操縱舵面和輔助操縱舵面有哪些？46中國民航大學空管學院第五章飛行操縱系統中國民航大學第五章飛行操縱系統47一、飛機的操縱性

操縱性：飛機飛行操縱系統是飛機上用來傳遞操縱指令，驅動舵面運動的所有部件和裝置的總稱，用于飛機飛行姿態、速度、軌跡的控制。飛行員操縱飛機的副翼、升降舵、方向舵和其它可動舵面，從而實現飛機的縱向、方向、側向運動，并且無論在有人駕駛還是在自動駕駛的狀態下，均可使飛機保持或改變飛行姿態。1.操縱性一、飛機的操縱性操縱性：飛機飛行操縱系統482.機體坐標軸橫滾---飛機繞縱軸的轉動俯仰---飛機繞橫軸的轉動偏航---飛機繞立軸的轉動2.機體坐標軸橫滾---飛機繞縱軸的轉動49A320A320503.飛行操縱系統的分類（1）人工飛行操縱系統：其操縱信號由駕駛員發出。按照操縱指令的來源分為：（2）自動飛行控制系統：其操縱信號由系統本身發出。對飛機實施自動和半自動控制，協助駕駛員工作或自動控制飛機對擾動的響應。包括：自動駕駛、飛行指引和自動油門3.飛行操縱系統的分類（1）人工飛行操縱系統：其操縱信號由駕51（1）機械式操縱系統如：B737、B747、B757、B767按照指令的執行方式來分：（2）電傳操縱系統如：A320、A330、A340、A380、B777（1）主操縱系統：操縱升降舵、方向舵、副翼、三個主舵面，實現飛機的俯仰、偏航和滾轉操縱；（2）輔助操縱系統：操縱襟翼、副翼、擾流板、調整片等增升、增阻及水平安定面配平、方向舵配平等系統。按照功能來分：（1）機械式操縱系統按照指令的執行方式來分：（2）電傳操縱系52二、機械式操縱系統1.簡單機械操縱系統（無助力機械操縱系統）是一種人力操縱系統，由于其構造簡單，工作可靠，使用了30余年，才出現助力操縱系統。簡單機械操縱系統現在仍廣泛應用于低速飛機和一些運輸機上，由于舵面偏轉時氣動力較小，駕駛員體力足以克服舵面氣動力從而實現對飛行的操縱。二、機械式操縱系統1.簡單機械操縱系統（無助力機械操縱系統）53中央操縱機構——由駕駛員直接操縱的部分手操縱機構：駕駛桿/駕駛盤,控制副翼和升降舵腳操縱機構：腳蹬，控制方向舵傳動機構——將操縱指令傳到舵面軟式傳動機構:主要由鋼索、滑輪等構件所組成；硬式傳動機構:主要由傳動桿、搖臂等構件所組成；混合式傳動機構:由軟式、硬式傳動機構混合組成。（1）主操縱系統由中央操縱機構和傳動機構兩大部分組成。用于實現飛機的俯仰、偏轉、滾轉等操作。中央操縱機構——由駕駛員直接操縱的部分（1）主操縱系統由中54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。駕駛桿推拉駕駛桿操縱升降舵；55駕駛盤式（1）前后壓駕駛盤操縱升降舵；（2）左右轉動駕駛盤可操縱副翼駕駛盤式（1）前后壓駕駛盤操縱升降舵；56腳操縱機構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動。立放式:蹬腳鐙時，通過傳動桿和搖臂等構件的傳動而使方向舵偏轉的。左右腳鐙的動作是協調的，即一個腳鐙向前時，另一個腳鐙向后。腳操縱機構有腳鐙平放式和腳鐙立放式兩種。57軟式傳動系統硬式傳動系統軟式傳動系統硬式傳動系統58傳動機構的比較優點缺點軟式構造簡單，尺寸較小，重量較輕;比較容易繞過機內設備！剛度較小，彈性間隙；操縱靈敏度差；鋼索在滑輪處容易磨損！硬式剛度較大；鉸接點用滾珠軸承減小摩擦力，并消除間隙；具有較佳的操縱靈敏度！構造復雜，重量加大；難于“繞”過機內設備；易與發動機發生共振！混合兼有硬式和軟式的優點和缺點！傳動機構的比較優點缺點構造簡單，剛度較小，剛度較大；構造復雜59A320A32060

飛機在空中的操縱是通過三個操縱面——升降舵、方向舵和副翼來進行的。轉動這三個操縱舵面，在氣流的作用下，就會對飛機產生操縱力矩，使其繞橫軸、立軸和縱軸轉動，從而改變飛機的飛行姿態，實現飛機的俯仰、偏航和滾轉。主舵面的操縱性飛機在空中的操縱是通過三個操縱面—61①飛機的縱向操縱（俯仰操縱）后拉桿，升降舵后緣上偏，產生上仰力矩，飛機抬頭。前推桿，升降舵后緣下偏，產生下俯力矩，飛機低頭。①飛機的縱向操縱（俯仰操縱）后拉桿，升降舵后緣上偏，產生上仰62

②飛機的方向操縱（偏航操縱）蹬左舵，方向舵左偏，產生左轉力矩，飛機左轉。蹬右舵，方向舵右偏，產生右轉力矩，飛機右轉。②飛機的方向操縱（偏航操縱）蹬左舵，方向63

飛機的側向操縱（滾轉操縱）左壓盤，左副翼上偏，右副翼下偏，產生左橫滾力矩，飛機左滾轉。右壓盤，右副翼上偏，左副翼下偏，產生右橫滾力矩，飛機右滾轉。飛機的側向操縱（滾轉操縱）左壓盤，左副翼64擾流板調整片前/后緣襟翼前緣縫翼水平安定面（2）輔助操縱系統與主操縱系統的區別：主操縱系統必須給駕駛員以桿力和位移的感覺；輔助操縱系統則沒有。主操縱系統在空氣動力的作用下可恢復到原來平衡位置；輔助操縱系統則不會。擾流板（2）輔助操縱系統與主操縱系統的區別：65①襟翼后退式三開縫襟翼后退式襟翼開裂式襟翼①襟翼后退式三開縫襟翼后退式襟翼開裂式襟翼66②前緣縫翼②前緣縫翼67升起擾流板可使飛機的升力減小，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，可使飛機空中減速；（3）飛機落地后，飛行和地面擾流板同時升起，可以增大飛機阻力使飛機減速，提高剎車效能。

擾流板是鉸鏈在機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。③擾流板升起擾流板可使飛機的升力減小，阻力增加。擾流板是鉸鏈在機翼68擾流板的收放擾流板的收放69A320A32070電傳操縱系統課件71馬赫配平系統——提供高馬赫數飛行時的速度穩定性。飛機以較高馬赫數飛行時，出現氣動力中心后移，造成機頭自動下沉現象。飛行控制計算機使用飛行數據計算機的馬赫數，計算出馬赫配平作動筒的位置。馬赫配平作動筒對調整駕駛桿中立位置的升降舵感覺和定中組件進行重新定位。④配平系統水平安定面配平系統——提供飛機縱向配平。方向舵配平系統——控制電門對調整方向舵中立位置的方向舵感覺和定中組件進行電動定位。方向舵腳蹬隨之相應移動。方向舵配平指示器顯示方向舵配平位置。馬赫配平系統——提供高馬赫數飛行時的速度穩定性。④配平系統水72方向舵配平水平安定面配平手輪方向舵配平水平安定面配平手輪732.有助力器的飛機操縱系統（1）有回力的助力操縱系統：通常是利用回力連桿把舵面傳來的一部分載荷傳給駕駛桿。助力操縱系統是指從駕駛艙中央操縱機構到舵面的機械聯動裝置中，利用助力器進行功率放大，從而操縱多舵面的人工飛行操縱系統。（2）無回力的助力操縱系統：液壓助力器的一端直接與通向舵面的傳動機構相連，舵面傳來的載荷全部由助力器承受。助力操縱系統的形式：2.有助力器的飛機操縱系統（1）有回力的助力操縱系統：通常74有回力的助力操縱系統有回力的助力操縱系統75無回力的助力操縱系統無回力的助力操縱系統76三、電傳操縱系統（FlyByWire）機械操縱系統缺點：存在摩擦、間隙和非線性因素導致無法實現精微操縱信號傳遞；機械操縱系統對飛機結構的變化非常敏感；體積大，結構復雜，重量大！電傳操縱系統：單通道電傳系統可靠性較低：可接受的安全指標：解決措施：余度技術三、電傳操縱系統（FlyByWire）機械操縱系統缺點：771.電傳操縱系統的組成電傳操縱系統主要由駕駛桿或側桿（含桿力傳感器）、前置放大器、傳感器、