（2）電傳操縱系統(tǒng)

1、中國(guó)民航大學(xué)空管學(xué)院,第五章 飛行操縱系統(tǒng),一、飛機(jī)的操縱性,,操縱性：飛機(jī)飛行操縱系統(tǒng)是飛機(jī)上用來(lái)傳遞操縱指令，驅(qū)動(dòng)舵面運(yùn)動(dòng)的所有部件和裝置的總稱(chēng)，用于飛機(jī)飛行姿態(tài)、速度、軌跡的控制。,飛行員操縱飛機(jī)的副翼、升降舵、方向舵和其它可動(dòng)舵面，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的縱向、方向、側(cè)向運(yùn)動(dòng)，并且無(wú)論在有人駕駛還是在自動(dòng)駕駛的狀態(tài)下，均可使飛機(jī)保持或改變飛行姿態(tài)。,1.操縱性,2.機(jī)體坐標(biāo)軸,橫滾---飛機(jī)繞縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)俯仰---飛機(jī)繞橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)偏航

2、---飛機(jī)繞立軸的轉(zhuǎn)動(dòng),A320,,,,,,,,,,3.飛行操縱系統(tǒng)的分類(lèi),（1）人工飛行操縱系統(tǒng)：其操縱信號(hào)由駕駛員發(fā)出。,按照操縱指令的來(lái)源分為：,（2）自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)：其操縱信號(hào)由系統(tǒng)本身發(fā)出。對(duì)飛機(jī)實(shí)施自動(dòng)和半自動(dòng)控制，協(xié)助駕駛員工作或自動(dòng)控制飛機(jī)對(duì)擾動(dòng)的響應(yīng)。包括：自動(dòng)駕駛、飛行指引和自動(dòng)油門(mén),（1）機(jī)械式操縱系統(tǒng)如：B737、 B747、 B757、 B767,按照指令的執(zhí)行方式來(lái)分：,（2）電傳操縱系統(tǒng)如：A32

3、0、 A330、 A340、 A380、 B777,（1）主操縱系統(tǒng)：操縱升降舵、方向舵、副翼、三個(gè)主舵面，實(shí)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、方向舵配平等系統(tǒng)。,按照功能來(lái)分：,二、機(jī)械式操縱系統(tǒng),1.簡(jiǎn)單機(jī)械操縱系統(tǒng)（無(wú)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(jiǎn)單，工作可靠，使用了30余年，才出現(xiàn)助力操縱系統(tǒng)。,簡(jiǎn)單機(jī)械操縱系統(tǒng)現(xiàn)在仍廣泛應(yīng)用于低

4、速飛機(jī)和一些運(yùn)輸機(jī)上，由于舵面偏轉(zhuǎn)時(shí)氣動(dòng)力較小，駕駛員體力足以克服舵面氣動(dòng)力從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(pán),控制副翼和升降舵腳操縱機(jī)構(gòu)：腳蹬，控制方向舵?zhèn)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)——將操縱指令傳到舵面軟式傳動(dòng)機(jī)構(gòu):主要由鋼索、滑輪等構(gòu)件所組成； 硬式傳動(dòng)機(jī)構(gòu):主要由傳動(dòng)桿、搖臂等構(gòu)件所組成；混合式傳動(dòng)機(jī)構(gòu):由軟式、硬式傳動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)兩大部

5、分組成。用于實(shí)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(dú)立性，即操縱駕駛桿時(shí)升降舵和副翼，兩者不會(huì)互相干擾。,駕駛盤(pán)式,（1）前后壓駕駛盤(pán)操縱升降舵；（2）左右轉(zhuǎn)動(dòng)駕駛盤(pán)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(shí)，腳鐙只作平移而不轉(zhuǎn)動(dòng)。立放式:蹬腳鐙時(shí)，通過(guò)傳動(dòng)桿和搖臂等構(gòu)件的傳動(dòng)而使方向舵偏轉(zhuǎn)的。左右腳鐙的動(dòng)作是協(xié)調(diào)的，即一個(gè)腳鐙向前時(shí)，

6、另一個(gè)腳鐙向后。,軟式傳動(dòng)系統(tǒng),硬式傳動(dòng)系統(tǒng),傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的比較,A320,,飛機(jī)在空中的操縱是通過(guò)三個(gè)操縱面——升降舵、方向舵和副翼來(lái)進(jìn)行的。 轉(zhuǎn)動(dòng)這三個(gè)操縱舵面，在氣流的作用下，就會(huì)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生操縱力矩，使其繞橫軸、立軸和縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變飛機(jī)的飛行姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)。,主舵面的操縱性,①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。,,

7、,②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(pán)，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(pán)，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(jué)；輔助操縱系統(tǒng)則沒(méi)有。主

8、操縱系統(tǒng)在空氣動(dòng)力的作用下可恢復(fù)到原來(lái)平衡位置；輔助操縱系統(tǒng)則不會(huì)。,①襟翼,②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(duì)稱(chēng)升起，可使飛機(jī)空中減速；（3）飛機(jī)落地后，飛行和地面擾流板同時(shí)升起，可以增大飛機(jī)阻力使飛機(jī)減速，提高剎車(chē)效能。,擾流板是鉸鏈在機(jī)翼上表面的一種可活動(dòng)翼板。擾流板分為飛行擾流板和地面擾流板。,③擾流板,擾流板的收放,A320,馬赫

9、配平系統(tǒng)——提供高馬赫數(shù)飛行時(shí)的速度穩(wěn)定性。 飛機(jī)以較高馬赫數(shù)飛行時(shí)，出現(xiàn)氣動(dòng)力中心后移，造成機(jī)頭自動(dòng)下沉現(xiàn)象。 飛行控制計(jì)算機(jī)使用飛行數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的馬赫數(shù)，計(jì)算出馬赫配平作動(dòng)筒的位置。馬赫配平作動(dòng)筒對(duì)調(diào)整駕駛桿中立位置的升降舵感覺(jué)和定中組件進(jìn)行重新定位。,④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(mén)對(duì)調(diào)整方向舵中立位置的方向舵感覺(jué)和定中組件進(jìn)行電動(dòng)定位。方向舵腳蹬隨之相應(yīng)移動(dòng)。方向舵配

10、平指示器顯示方向舵配平位置。,方向舵配平,水平安定面配平手輪,,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?lái)的一部分載荷傳給駕駛桿。,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(dòng)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(wú)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(dòng)機(jī)構(gòu)相連，舵面?zhèn)鱽?lái)的載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

11、縱系統(tǒng),無(wú)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(diǎn)：存在摩擦、間隙和非線(xiàn)性因素導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)精微操縱信號(hào)傳遞；機(jī)械操縱系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的變化非常敏感；體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大！電傳操縱系統(tǒng)：?jiǎn)瓮ǖ离妭飨到y(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(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，如圖所示。,2.工

12、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(hào)，并與來(lái)自飛機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳感器測(cè)得的信號(hào)一起，傳輸給計(jì)算機(jī)處理計(jì)算機(jī)按預(yù)定的控制規(guī)律生成舵面操縱信號(hào)控制操縱面作動(dòng)器動(dòng)作，舵面偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行操縱。,工作原理：,電傳操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(diǎn)/缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：減輕了操縱系統(tǒng)的重量，減少體積節(jié)省設(shè)計(jì)和安裝時(shí)間消除了機(jī)械操縱系統(tǒng)中的摩擦、間隙、非線(xiàn)性因素以及飛機(jī)結(jié)

13、構(gòu)變形的影響簡(jiǎn)化了主操縱系統(tǒng)與自動(dòng)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(diǎn)：?jiǎn)瓮ǖ离妭鞑倏v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,A320,A320,A320,A320,A320,四、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(shí)，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(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)——推桿器起飛警告系統(tǒng) 飛機(jī)起