第3章 飞行操纵系统
第五章 飞行操纵系统
扰流板的收放
第五章 飞行操纵系统
A320
第五章 飞行操纵系统
第五章 飞行操纵系统
④配平系统
马赫配平系统——提供高马赫数飞行时的速度稳定性。 飞机以较高马赫数飞行时，出现气动力中心后移，造 成机头自动下沉现象。 飞行控制计算机使用飞行数据计算机的马赫数，计算 出马赫配平作动筒的位置。马赫配平作动筒对调整驾驶杆 中立位置的升降舵感觉和定中组件进行重新定位。 水平安定面配平系统——提供飞机纵向配平。 方向舵配平系统——控制电门对调整方向舵中立位置的方 向舵感觉和定中组件进行电动定位。方向舵脚蹬随之相应 移动。方向舵配平指示器显示方向舵配平位置。
第三章 飞行操纵系统
中国民航大学 空管学院
第五章 飞行操纵系统
一、飞机的操纵性
1.操纵性
操纵性：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称，用于飞机飞行 姿态、速度、轨迹的控制。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动 舵面，从而实现飞机的纵向、方向、侧向运动，并且无论 在有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或 改变飞行姿态。
第五章 飞行操纵系统
3.电传操纵系统优点/缺点
优点： 减轻了操纵系统的重量，减少体积 节省设计和安装时间 消除了机械操纵系统中的摩擦、间隙、非线性因素以 及飞机结构变形的影响 简化了主操纵系统与自动驾驶仪的组合 可采用小侧杆操纵机构 飞机操稳特性得到根本改善。 缺点： 单通道电传操纵系统的可靠性不够高 电传操纵系统的成本较高 系统易受雷击和电磁脉冲波干扰影响
第五章 飞行操纵系统
①飞机的纵向操纵（俯仰操纵）
后拉杆，升降舵后缘上偏，产生上仰力矩，飞机抬头。
前推杆，升降舵后缘下偏，产生下俯力矩，飞机低头。
第五章 飞行操纵系统
②飞机的方向操纵（偏航操纵）
蹬左舵，方向舵左偏，产生左转力矩，飞机左转。
蹬右舵，方向舵右偏，产生右转力矩，飞机右转。
第五章 飞行操纵系统
第五章 飞行操纵系统
（1）主操纵系统
由中央操纵机构和传动机构两大部分组成。用于实现飞机 的俯仰、偏转、滚转等操作。
中央操纵机构——由驾驶员直接操纵的部分 手操纵机构：驾驶杆/驾驶盘,控制副翼和升降舵 脚操纵机构：脚蹬，控制方向舵
传动机构——将操纵指令传到舵面
软式传动机构:主要由钢索、滑轮等构件所组成；
飞机的侧向操纵（滚转操纵）
• 左压盘，左副翼上偏，右副翼下偏， 产生左横滚力矩，飞机左滚转。 • 右压盘，右副翼上偏，左副翼下偏， 产生右横滚力矩，飞机右滚转。
第五章 飞行操纵系统
（2）辅助操纵系统
扰流板 调整片 前/后缘襟翼 前缘缝翼 水平安定面
与主操纵系统的区别：
主操纵系统必须给驾驶员以杆力和位移的感觉；辅助操
硬 式 混 合
兼有硬式和软式的优点和缺点！
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第五章 飞行操纵系统
第五章 飞行操纵系统
主舵面的操纵性
飞机在空中的操纵是通过三个操纵面 ——升降舵、 方向舵和副翼来进行的。 转动这三个操纵舵面，在气流的作用下，就会对飞 机产生操纵力矩，使其绕横轴、立轴和纵轴转动，从而 改变飞机的飞行姿态，实现飞机的俯仰、偏航和滚转。
第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
四、飞行操纵警告系统
在飞机潜在危险发生前，通过声、光等信号警告驾驶员以 避免事故发生。 飞机飞行操纵警告系统分类： 失速警告系统 空速处于最小飞行速度且接近失速状态时，失速警 告系统操纵驾驶杆抖杆器，提示机组人员。
第五章 飞行操纵系统
2.机体坐标轴
横滚---飞机绕纵轴的转动 俯仰---飞机绕横轴的转动 偏航---飞机绕立轴的转动
第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
3.飞行操纵系统的分类
按照操纵指令的来源分为：
（1）人工飞行操纵系统：其操纵信号由驾驶员发出。 （2）自动飞行控制系统：其操纵信号由系统本身发出。 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。 包括：自动驾驶、飞行指引和自动油门
单通道电传系统可靠性较低： 1103 / 飞行小时
可接受的安全指标： 1107 / 飞行小时 解决措施：余度技术
第五章 飞行操纵系统
1.电传操纵系统的组成
电传操纵系统主要由驾驶杆或侧杆（含杆力传感器）、 前置放大器、传感器、机载计算机和执行机构组成，如 图所示。
第五章 飞行操纵系统
2.工作原理
第五章 飞行操纵系统
工作原理：
驾驶员发出操纵指令
经传感器转换为电信号，并与来自飞机运动参数传感
器测得的信号一起，传输给计算机处理
计算机按预定的控制规律生成舵面操纵信号 控制操纵面作动器动作，舵面偏转，从而实现对飞机
进行操纵。
电传操纵系统的设计使得新型飞机比传统的飞机成本 低，飞行更安全，也更便于操纵。
失速自动恢复系统——推杆器
起飞警告系统 飞机起飞时，当任一油门杆前推而某些飞行操纵组 件不在正确位置，则起飞警告系统会给驾驶员提供音响 警告信号。
第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
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第五章 飞行操纵系统
电传操纵
1.主操纵舵面和辅助操纵舵面有哪些？ 2.主操纵系统和辅助操纵系统是如何控制的？ 3.电传操纵系统的特点？ 4.操纵系统的显示？
第五章 飞行操纵系统
传动机构的比较
优点 软 式 缺点
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！
刚度较小， 弹性间隙； 操纵灵敏度差； 钢索在滑轮处容易磨损！
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！
第五章 飞行操纵系统
方向舵配平 水平安定面 配平手轮
第五章 飞行操纵系统
2.有助力器的飞机操纵系统
助力操纵系统是指从驾驶舱中央操纵机构到舵面的机械联 动装置中，利用助力器进行功率放大，从而操纵多舵面的 人工飞行操纵系统。
助力操纵系统的形式 ： （1）有回力的助力操纵系统：通常是利用回力连杆把舵 面传来的一部分载荷传给驾驶杆。 （2）无回力的助力操纵系统：液压助力器的一端直接 与通向舵面的传动机构相连，舵面传来的载荷全部由助 力器承受。
第五章 飞行操纵系统 脚操纵机构有脚镫平放式和脚镫立放式两种。 平放式:蹬脚镫时，脚镫只作平移而不转动。 立放式:蹬脚镫时，通过传动杆和摇臂等构件的传动而使方向 舵偏转的。左右脚镫的动作是协调的，即一个脚镫向前时， 另一个脚镫向后。
第五章 飞行操纵系统
软 式 传 动 系 统
硬 式 传 动 系 统
第五章 飞行操纵系统
二、机械式操纵系统
1.简单机械操纵系统（无助力机械操纵系统）
是一种人力操纵系统，由于其构造简单，工作可靠， 使用了30余年，才出现助力操纵系统。 简单机械操纵系统现在仍广泛应用于低速飞机和 一些运输机上，由于舵面偏转时气动力较小，驾驶员 体力足以克服舵面气动力从而实现对飞行的操纵。
硬式传动机构:主要由传动杆、摇臂等构件所组成； 混合式传动机构:由软式、硬式传动机构混合组成。
第五章 飞行操纵系统
驾驶杆
推拉驾驶杆操纵升降舵； 左右压杆操纵副翼。 横、纵向操纵具有独立性， 即操纵驾驶杆时升降舵和副 翼，两者不会互相干扰。
第五章 飞行操纵系统
驾驶盘式
（1）前后压驾驶盘操纵升降 舵； （2）左右转动驾驶盘可操纵 副翼
纵系统则没有。
主操纵系统在空气动力的ຫໍສະໝຸດ 用下可恢复到原来平衡位置；辅助操纵系统则不会。
第五章 飞行操纵系统
①襟翼
开裂式襟翼
后退式襟翼 后退式三开缝襟翼
第五章 飞行操纵系统
②前缘缝翼
第五章 飞行操纵系统
③扰流板
扰流板是铰链在机翼上表面的一种可活动翼板。扰流 板分为飞行扰流板和地面扰流板。
升起扰流板可使飞机的升力减小，阻力增加。 扰流板的功能是： （1）飞行扰流板可以辅助副翼横滚操纵； （2）飞行扰流板对称升起，可使飞机空中减速； （3）飞机落地后，飞行和地面扰流板同时升起，可以增 大飞机阻力使飞机减速，提高刹车效能。
第五章 飞行操纵系统
按照指令的执行方式来分：
（1）机械式操纵系统 如：B737、 B747、 B757、 B767 （2）电传操纵系统 如：A320、 A330、 A340、 A380、 B777
按照功能来分：
（1）主操纵系统：操纵升降舵、方向舵、副翼、三个主 舵面，实现飞机的俯仰、偏航和滚转操纵； （2）辅助操纵系统：操纵襟翼、扰流板、调整片等增升、 增阻及水平安定面配平、方向舵配平等系统。
第五章 飞行操纵系统
有回力的助力操纵系统
第五章 飞行操纵系统
无回力的助力操纵系统
第五章 飞行操纵系统
三、电传操纵系统（Fly By Wire）
机械操纵系统缺点：
存在摩擦、间隙和非线性因素导致无法实现精微操纵
信号传递；
机械操纵系统对飞机结构的变化非常敏感；
体积大，结构复杂，重量大！
电传操纵系统：
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3 飞行操纵系统解析
第三章 飞行操纵系统
中国民航大学 空管学院
第三章 飞行操纵系统
一、概述
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称，用于飞机飞行 姿态、速度、轨迹的控制。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵 面，从而实现飞机的侧向、纵向、方向运动，并且无论在 有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或改 变飞行姿态。
第三章 飞行操纵系统
飞行操纵系统的要求：
一般要求： 重量轻、制造简单、维护方便； 具有足够的强度和刚度。 特殊要求： 保证驾驶员手、脚操纵动作与人类运动本能相一致； 纵向或横向操纵时彼此互不干扰； 脚操纵机构能够进行适当调节； 有合适的杆力和杆位移； 启动力应在合适的范围内； 系统操纵延迟应小于人的反应时间； 应有极限偏转角度止动器； 所有舵面应用“锁”来固定。
B737-300
第三章 飞行操纵系统
横侧操纵:副翼—驾驶杆/盘 主操纵系统 偏航操纵:方向舵—脚蹬
俯仰操纵：升降舵—驾驶杆/盘 飞行操纵系统
增升装置操纵 辅助操纵系统 襟翼—手柄
缝翼—手柄
扰流板操纵: 飞行/地面扰流板
配平操纵
配平调整片 水平安定面—配平轮
第三章 飞行操纵系统
三、飞行操纵系统的组成
第三章 飞行操纵系统
②驾驶盘式
（1）前后压驾驶盘操纵升降舵 （2）左右转动驾驶盘可操纵副翼
第三章 飞行操纵系统
驾驶杆与驾驶盘的比较
第三章 飞行操纵系统
③侧杆（电传）
输入力信号，输出电信号，可以代替驾驶杆（或驾驶盘）。
飞行控制
计算机
第三章 飞行操纵系统
（2）脚操纵机构
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第三章 飞行操纵系统
一、概述
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称，用于飞机飞行 姿态、速度、轨迹的控制。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵 面，从而实现飞机的侧向、纵向、方向运动，并且无论在 有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或改 变飞行姿态。
第三章 飞行操纵系统
飞行操纵系统的要求：
一般要求： 重量轻、制造简单、维护方便； 具有足够的强度和刚度。 特殊要求： 保证驾驶员手、脚操纵动作与人类运动本能相一致； 纵向或横向操纵时彼此互不干扰； 脚操纵机构能够进行适当调节； 有合适的杆力和杆位移； 启动力应在合适的范围内； 系统操纵延迟应小于人的反应时间； 应有极限偏转角度止动器； 所有舵面应用“锁”来固定。
B737-300
第三章 飞行操纵系统
横侧操纵:副翼—驾驶杆/盘 主操纵系统 偏航操纵:方向舵—脚蹬
俯仰操纵：升降舵—驾驶杆/盘 飞行操纵系统
增升装置操纵 辅助操纵系统 襟翼—手柄
缝翼—手柄
扰流板操纵: 飞行/地面扰流板
配平操纵
配平调整片 水平安定面—配平轮
第三章 飞行操纵系统
三、飞行操纵系统的组成
第三章 飞行操纵系统
②驾驶盘式
（1）前后压驾驶盘操纵升降舵 （2）左右转动驾驶盘可操纵副翼
第三章 飞行操纵系统
驾驶杆与驾驶盘的比较
第三章 飞行操纵系统
③侧杆（电传）
输入力信号，输出电信号，可以代替驾驶杆（或驾驶盘）。
飞行控制
计算机
第三章 飞行操纵系统
（2）脚操纵机构
飞机结构与系统(飞行操纵系统)课件
器、控制器和作动器等电子设备实现飞行员输入的信号转换和翼面控制。
飞行操纵系统的历史与发展
历史
早期的飞机采用简单的机械式操纵系统，通过钢索、连杆等机械部件实现飞行员对翼面和舵面的直接控制。随着 技术的发展，液压式操纵系统和电传式操纵系统逐渐取代了机械式操纵系统。电传式操纵系统是目前最先进的飞 行操纵系统，具有更高的可靠性和灵活性。
可靠性预计与分配
根据系统各组成部分的可靠性数据，预计整个飞行操纵系统的可靠性，并根据需要将可靠 性指标分配给各个组件。这有助于确保系统整体性能达到预期要求。
可靠性试验与验证
通过进行各种可靠性试验和验证，如环境试验、寿命试验和功能试验等，评估飞行操纵系 统的可靠性。这些试验有助于发现潜在的问题和改进空间，从而提高系统的可靠性。
飞行操纵系统
飞机上用于传输飞行员操纵指令 并驱动飞行操纵面运动的整套装 置，包括机械、液压或电动系统 。
飞行操纵的力学原理
力矩平衡
飞机受到重力和气动力作用，通过调 整飞行操纵面，使飞机获得所需的俯 仰、偏航和滚转力矩，以保持或改变 飞行姿态。
稳定性与操纵性
飞机具有稳定性，即受到扰动后能够 恢复原姿态的趋势；同时具有操纵性 ，即通过操纵指令改变飞行姿态的能 力。
构；执行机构包括各翼面和舵面，根据传动机构的运动改变飞行姿态和轨迹。
分类
根据设计理念和实现方式的不同，飞行操纵系统可分为机械式操纵系统、液压式操纵系 统和电传式操纵系统。机械式操纵系统通过钢索、连杆等机械部件传递飞行员输入的力 或运动；液压式操纵系统通过液压传动方式传递力或运动；电传式操纵系统则通过传感
飞机结构与系统(飞行操纵系 统)课件
• 飞行操纵系统概述 • 飞行操纵系统的基本原理 • 现代飞行操纵系统的技术特点 • 飞行操纵系统的维护与检修 • 飞行操纵系统的安全与可靠性
飞行操纵系统的历史与发展
历史
早期的飞机采用简单的机械式操纵系统，通过钢索、连杆等机械部件实现飞行员对翼面和舵面的直接控制。随着 技术的发展，液压式操纵系统和电传式操纵系统逐渐取代了机械式操纵系统。电传式操纵系统是目前最先进的飞 行操纵系统，具有更高的可靠性和灵活性。
可靠性预计与分配
根据系统各组成部分的可靠性数据，预计整个飞行操纵系统的可靠性，并根据需要将可靠 性指标分配给各个组件。这有助于确保系统整体性能达到预期要求。
可靠性试验与验证
通过进行各种可靠性试验和验证，如环境试验、寿命试验和功能试验等，评估飞行操纵系 统的可靠性。这些试验有助于发现潜在的问题和改进空间，从而提高系统的可靠性。
飞行操纵系统
飞机上用于传输飞行员操纵指令 并驱动飞行操纵面运动的整套装 置，包括机械、液压或电动系统 。
飞行操纵的力学原理
力矩平衡
飞机受到重力和气动力作用，通过调 整飞行操纵面，使飞机获得所需的俯 仰、偏航和滚转力矩，以保持或改变 飞行姿态。
稳定性与操纵性
飞机具有稳定性，即受到扰动后能够 恢复原姿态的趋势；同时具有操纵性 ，即通过操纵指令改变飞行姿态的能 力。
构；执行机构包括各翼面和舵面，根据传动机构的运动改变飞行姿态和轨迹。
分类
根据设计理念和实现方式的不同，飞行操纵系统可分为机械式操纵系统、液压式操纵系 统和电传式操纵系统。机械式操纵系统通过钢索、连杆等机械部件传递飞行员输入的力 或运动；液压式操纵系统通过液压传动方式传递力或运动；电传式操纵系统则通过传感
飞机结构与系统(飞行操纵系 统)课件
• 飞行操纵系统概述 • 飞行操纵系统的基本原理 • 现代飞行操纵系统的技术特点 • 飞行操纵系统的维护与检修 • 飞行操纵系统的安全与可靠性
《飞行操纵系统》课件
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飞行员通过Байду номын сангаас纵杆、脚蹬等输入装置 ，将控制指令传递给飞行操纵系统， 以改变飞机的飞行姿态和轨迹。
它包括主操纵系统和辅助操纵系统， 主操纵系统包括升降舵、方向舵和副 翼，辅助操纵系统包括襟翼、缝翼和 起落架收放机构等。
飞行操纵系统的动力学基础
飞行操纵系统的动力学基础包 括空气动力学和飞行力学。
空气动力学是研究气体流动和 物体在气体中运动的科学，它 为飞行操纵系统的设计和性能 提供了理论基础。
分类
根据飞行器类型和设计需求的不同，飞行操纵系统有多种分类方式。例如，按照传力介质的不同，可以分为机械 式操纵系统、液压式操纵系统和电气式操纵系统等；按照控制方式的不同，可以分为助力操纵系统和主动控制系 统等。
发展历程与趋势
发展历程
飞行操纵系统的发展经历了多个阶段，从早期的机械操纵系统到现代的电传操纵系统和 主动控制系统。随着科技的不断进步，飞行操纵系统的性能和安全性得到了极大的提升
权限管理与安全认证
限制飞行员对系统的操作权限，防止误操作或 恶意干扰。
自适应容错控制
在系统发生故障时，自动调整控制策略，降低故障对飞行安全的影响。
05
飞行操纵系统的应用与案例分析
飞行操纵系统在无人机中的应用
1 2 3
无人机飞行操纵系统概述
无人机飞行操纵系统是无人机控制的重要组成部 分，负责无人机的起飞、巡航、降落等操作。
飞行操纵系统的传感器
01
02
03
04
角位移传感器
检测飞行员的操纵角度，转换 为电信号。
力矩传感器
检测飞行员施加在操纵杆上的 力矩，转换为电信号。
侧杆传感器
民航飞力第三章
第三章 飞机的操纵性
飞机操纵性——飞机在飞行员操纵杆 飞机操纵性——飞机在飞行员操纵杆、 飞机在飞行员操纵杆、 舵和油门等情况下，改变飞行状态的特性称 舵和油门等情况下， 为飞机的操纵性。 为飞机的操纵性。 飞机的操纵性包含两方面内容：一是静 飞机的操纵性包含两方面内容：一是静 二是开环操纵和闭环操 操纵性和动操纵性 ；二是开环操纵和闭环操 纵。
五、曲线飞行中的杆力、杆位移及舵偏角 曲线飞行中的杆力、 （一）单位载荷杆力
单位载荷杆力——又称杆力过载梯度， 单位载荷杆力——又称杆力过载梯度， 是指 又称杆力过载梯度 每增加一个载荷因数所应增加的杆力， 用 dFs／dny 每增加一个载荷因数所应增加的杆力， 或 Fsn 表示。 表示。 它是衡量飞机曲线飞行中杆力变化的一个重要 参数。 参数。
（二）升降舵调整片的作用
ΔYδz对枢轴形成力矩——增加杆力，保持舵偏角； ΔYt对枢轴形成力矩——减轻杆力，保持舵偏角。 两力矩之和等于零时，杆力等于零。
升降舵调整片作用： 升降舵调整片作用： 调整片是装在舵面后缘的一种辅助舵面。 调整片是装在舵面后缘的一种辅助舵面。 飞行中，飞行员可用升降舵调整片减小或消 飞行中， 除杆力。 除杆力。 调整片使枢轴力矩为零，称为配平或气 配平或 调整片使枢轴力矩为零，称为配平 动平衡。 动平衡。 调整片基本上不会 调整片基本上不会改变俯仰操纵力矩的 基本上不会改变俯仰操纵力矩的 大小。 大小。
可见： 可见： 在直线飞行中，一个驾驶杆位置对应一 在直线飞行中， 个固定的迎角，且驾驶杆位置越靠后，对应 个固定的迎角，且驾驶杆位置越靠后， 迎角越大。 迎角越大。 其一一对应性与速度无关 其一一对应性与速度无关。 与速度无关。
（二）俯仰操纵度 俯仰操纵度： 俯仰操纵度：是指升降舵或全动平尾每 飞机迎角增量。 偏转一个单位值所引起的飞机迎角增量 偏转一个单位值所引起的飞机迎角增量。
飞机操纵性——飞机在飞行员操纵杆 飞机操纵性——飞机在飞行员操纵杆、 飞机在飞行员操纵杆、 舵和油门等情况下，改变飞行状态的特性称 舵和油门等情况下， 为飞机的操纵性。 为飞机的操纵性。 飞机的操纵性包含两方面内容：一是静 飞机的操纵性包含两方面内容：一是静 二是开环操纵和闭环操 操纵性和动操纵性 ；二是开环操纵和闭环操 纵。
五、曲线飞行中的杆力、杆位移及舵偏角 曲线飞行中的杆力、 （一）单位载荷杆力
单位载荷杆力——又称杆力过载梯度， 单位载荷杆力——又称杆力过载梯度， 是指 又称杆力过载梯度 每增加一个载荷因数所应增加的杆力， 用 dFs／dny 每增加一个载荷因数所应增加的杆力， 或 Fsn 表示。 表示。 它是衡量飞机曲线飞行中杆力变化的一个重要 参数。 参数。
（二）升降舵调整片的作用
ΔYδz对枢轴形成力矩——增加杆力，保持舵偏角； ΔYt对枢轴形成力矩——减轻杆力，保持舵偏角。 两力矩之和等于零时，杆力等于零。
升降舵调整片作用： 升降舵调整片作用： 调整片是装在舵面后缘的一种辅助舵面。 调整片是装在舵面后缘的一种辅助舵面。 飞行中，飞行员可用升降舵调整片减小或消 飞行中， 除杆力。 除杆力。 调整片使枢轴力矩为零，称为配平或气 配平或 调整片使枢轴力矩为零，称为配平 动平衡。 动平衡。 调整片基本上不会 调整片基本上不会改变俯仰操纵力矩的 基本上不会改变俯仰操纵力矩的 大小。 大小。
可见： 可见： 在直线飞行中，一个驾驶杆位置对应一 在直线飞行中， 个固定的迎角，且驾驶杆位置越靠后，对应 个固定的迎角，且驾驶杆位置越靠后， 迎角越大。 迎角越大。 其一一对应性与速度无关 其一一对应性与速度无关。 与速度无关。
（二）俯仰操纵度 俯仰操纵度： 俯仰操纵度：是指升降舵或全动平尾每 飞机迎角增量。 偏转一个单位值所引起的飞机迎角增量 偏转一个单位值所引起的飞机迎角增量。
飞行操纵系统
飞行操纵系统摘要：飞行操纵系统是保障民航飞机在天空安全可靠飞行的重要系统。
它是飞机上所有用来传递操纵指令，驱动舵面运动的所有部件和装置的总和，用于控制飞机的飞行姿态、气动外形和乘坐品质。
波音737NG作为典型的液压助力机械式主操作系统，对其研究具有重要意义。
因此，本文将结合波音737NG对飞机的主操纵系统和辅助操纵系统做主要介绍。
正文：飞行操纵系统分类很多，根据操纵信号的来源不同可分为人工飞行操纵系统和自动飞行操纵系统。
自动飞行操纵系统操纵信号由系统本身产生，而人工飞行操纵系统操纵信号由驾驶员产生。
在人工操纵系统中，通常又分为主操纵系统和辅助操纵系统。
主操纵系统指驱动副翼、升降舵和方向舵，使飞机产生绕纵轴、横轴、立轴转动的系统。
其他驱动扰流板、前缘装置、后缘襟翼和水平安定面配平等辅助操纵面的操纵系统均称为辅助操纵系统。
一、飞行主操作系统1、副翼飞机副翼通常铰接在机翼外侧后缘，在大型飞机的组合横向操纵系统中，通常有4块副翼----2块内副翼和2块外副翼。
低速飞行时，内外副翼可以共同进行横向操作；高速飞行时，仅有内副翼进行横向操作。
副翼系统操纵飞机绕纵轴进行滚转运动，运动期间，一侧机翼的副翼上偏，另一侧机翼的副翼下偏，两侧机翼产生升力差，飞机完成滚转。
图一典型副翼操纵系统原理如图所示为737NG飞机的副翼操纵系统，采用并列驾驶盘式操纵机构，两驾驶盘通过互联鼓轮柔性相连。
当转动任意驾驶盘产生操纵信号都可以按如下路径向后传递：驾驶盘、左侧副翼鼓轮、钢索、副翼输入扇形轮、副翼输入扭力管、输入摇臂和输入杆、液压助力器、输出摇臂和输出扭力管、输出鼓轮、钢索、扇形轮、传动杆、副翼。
其中关键部件为驾驶盘柔性互联机构、液压助力器与副翼感觉定中机构。
驾驶盘柔性互联机构用于防止驾驶盘卡阻。
正常情况下，操纵一侧驾驶盘，另一侧随动。
当右侧驾驶盘卡阻，左侧机长可以操纵左驾驶盘通过左钢索系统操纵副翼；当左驾驶盘卡阻时，副驾驶可以使用右驾驶盘操纵扰流板进行应急横滚操作。
直升机飞行控制第3章
第三章 直升机的增稳与控制增稳系统直升机作为控制对象与固定翼飞机相比有更复杂的动力学。
除了应考虑机体的六自由度运动以外，还必需考虑旋翼及尾桨相对于机身的旋转，以及桨叶相对于挥舞铰的运动。
这些决定了直升机具有较差的稳定性与操纵性。
早期的直升机由于执行任务比较简单，性能要求也比较低，直升机的不稳定运动模态发散周期比较长，驾驶员可以对这种不稳定的发散模态进行不断的人工修正。
随着直升机性能不断提高，以及执行的任务越来越复杂，特别是武装直升机不仅要执行反潜，对地攻击，对空射击，而且要完成超低空贴地飞行，进行地形跟随与地形回避机动，还需要抵御阵风扰动等，再加上直升机固有的不稳定性，仅依靠人工操纵已十分困难，所以与固定翼飞机相比，更需采用增稳系统（SAS ）、控制增稳系统（CSAS ）或自动飞行控制系统（AFCS ），并不断引入主动控制技术，向着电传操纵（FBW ）及光传操纵方向发展。
本章将论述在人工操纵状态下的各工作通道的增稳及控制增稳系统基本工作原理、典型结构及设计方法。
为便于论述工作原理、便于设计和仿真，本章首先构建了以结构图形式给出的直升机四通道线性动力学模型。
3.1 直升机结构图形式的数学模型为了便于分析增稳系统基本工作原理，需理解直升机动力学方程各气动导数物理含义，列出不计纵侧向之间气动耦合的如下纵向和侧向线性化增量运动动力学方程，其中纵向运动可由式（2-56），（2-57）导出u u u u u ue c u w q e c uX u X w X X q X X θδδθδδ∆=∆+∆+∆-∆+∆+∆ （3-1） w w w w w we c u w q e c w Z u Z w Z Z q Z Z θδδθδδ∆=∆+∆+∆-∆+∆+∆ （3-2） q q q q q q e c u w q e c q M u M w M M q M M θδδθδδ∆=∆+∆+∆-∆+∆+∆ （3-3）由式（2-58），（2-59），（2-60）可导出侧向运动方程v v v v v v v a r v p r a r vY v Y Y Y p Y r Y Y φψδδφψδδ∆=∆+∆+∆-∆-∆+∆+∆ （3-4） p p p p p p p a r v p r a r p L v L L L p L r L L φψδδφψδδ∆=∆+∆+∆-∆-∆+∆+∆ （3-5） r r r r r r r a r v p r a r r N v N N N p N r N N φψδδφψδδ∆=∆+∆+∆-∆-∆+∆+∆ （3-6）上述6个方程的物理含义十分清楚，方程（3-1）、（3-2）、（3-4）是力的方程。
第三章__飞行操纵系统
自动驾驶仪； 发动机油门自动控制
结构振动模态抑制系统。
（2）根据信号传递方式
机械操纵系统
钢索、传动杆等机械部件传递 电缆传递
电传操纵系统
（3）根据驱动舵面运动方式
简单机械操纵系统(无助力) 助力操纵系统
液压助力（有回力/无回力）
电驱动
（4）根据舵面的类型
主操纵系统
副翼 升降舵 方向舵 襟翼、缝翼 扰流板 安定面 横滚操纵 俯仰操纵 偏航操纵 增升装置操纵 扰流板操纵 配平操纵
3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查
2)脚操纵机构 类型：有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种 现代飞机在地面还可以用脚蹬操纵起落架 前轮转弯。驾驶员踩踏左脚蹬，方向陀左 偏转，垂直尾翼上的空气动力对飞机立轴 的力矩，使飞机机头向左偏转，实现向左 转弯；驾驶员踩踏右脚蹬，方向舵向右偏 转，实现飞机右转弯。
驾驶盘
2. 脚操纵机构
平放式脚蹬
脚蹬安装在由两根横杆和两 根脚蹬杆组成的平行四边形 机构上； 平行四边形机构的作用： 保证在操纵方向舵时，脚蹬 只作平移而不转动，便于飞 行员操纵。
2. 脚操纵机构
立放式脚蹬
蹬脚蹬时，通过传动杆和摇臂等构件的传动使 方向舵偏转； 由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作 是协调的！
装有非线性传动机构的操纵系 统，杆行程与舵面偏角之间成 曲线关系。
分析传动机构摩擦力过大的原因
(1)活动连接接头表面不清洁或润滑不良而 造成锈蚀。 （2）活动连接头固定过紧。 (3)传动机构（传动杆、钢索等）和飞机其他 部分发生摩擦。 (4)传动机构本身摩擦力过大。 每一种飞机的操纵系统，允许的最大摩擦 力都有具体规定。摩擦力的大小可以舵面开 始偏转时所需的杆力来测量。如果发现系统 的摩擦力过大，应及时检查和排除。
结构振动模态抑制系统。
（2）根据信号传递方式
机械操纵系统
钢索、传动杆等机械部件传递 电缆传递
电传操纵系统
（3）根据驱动舵面运动方式
简单机械操纵系统(无助力) 助力操纵系统
液压助力（有回力/无回力）
电驱动
（4）根据舵面的类型
主操纵系统
副翼 升降舵 方向舵 襟翼、缝翼 扰流板 安定面 横滚操纵 俯仰操纵 偏航操纵 增升装置操纵 扰流板操纵 配平操纵
3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查
2)脚操纵机构 类型：有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种 现代飞机在地面还可以用脚蹬操纵起落架 前轮转弯。驾驶员踩踏左脚蹬，方向陀左 偏转，垂直尾翼上的空气动力对飞机立轴 的力矩，使飞机机头向左偏转，实现向左 转弯；驾驶员踩踏右脚蹬，方向舵向右偏 转，实现飞机右转弯。
驾驶盘
2. 脚操纵机构
平放式脚蹬
脚蹬安装在由两根横杆和两 根脚蹬杆组成的平行四边形 机构上； 平行四边形机构的作用： 保证在操纵方向舵时，脚蹬 只作平移而不转动，便于飞 行员操纵。
2. 脚操纵机构
立放式脚蹬
蹬脚蹬时，通过传动杆和摇臂等构件的传动使 方向舵偏转； 由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作 是协调的！
装有非线性传动机构的操纵系 统，杆行程与舵面偏角之间成 曲线关系。
分析传动机构摩擦力过大的原因
(1)活动连接接头表面不清洁或润滑不良而 造成锈蚀。 （2）活动连接头固定过紧。 (3)传动机构（传动杆、钢索等）和飞机其他 部分发生摩擦。 (4)传动机构本身摩擦力过大。 每一种飞机的操纵系统，允许的最大摩擦 力都有具体规定。摩擦力的大小可以舵面开 始偏转时所需的杆力来测量。如果发现系统 的摩擦力过大，应及时检查和排除。
飞机飞行操纵系统课件
01 02
飞行控制系统计算机功能
飞行控制系统计算机整飞行操纵系统核心，负责接收自传感器飞行员输 入信号，根据预设控制算法计算出控制指令，驱动执行机构完成飞机操 纵。
计算机硬件组成
飞行控制系统计算机由高性能处理器、存储器、输入输出接口等组成， 确保快速、准确处理各种信息指令。
03
软件与算法ห้องสมุดไป่ตู้
飞行控制系统计算机运行着各种软件算法，如控制律设计、传感器融合
导航与制导功能
01
自动导航
接收面导航台信号，自动计算飞 机位置航向，引导飞机沿着预定 航路飞行。
02
雷达与卫星导航
03
任务规划与制导
利雷达卫星信号，提供精确飞机 位置、速度时间信息，支持飞机 自动着陆等功能。
根据飞行任务求，规划飞行轨迹 ，引导飞机按预定路线执行任务 。
飞机状态监测与故障诊断
传感器数据采集
飞机飞行操纵系统工作原理
飞行员通过驾驶舱内操纵器件（如驾驶杆、脚蹬等）发出操作指令，指令通过传动 装置传递给控制机构（如舵机、调整片驱动机构等）。
控制机构进一步将指令转换相应机械或液压动作，驱动执行机构（如升降舵、副翼 、方向舵等）运动。
执行机构根据控制机构动作产生相应力矩位移，改变飞机翼面形状舵面偏转角度， 进而影响空气动力力矩，实现飞机操纵。
法规与标准
未飞行操纵系统需符合更加严格法规标准求，确保飞行安全性可靠性。也需制定完善相 关法规标准体系，适应技术发展变化。
传感器与测量装置检测飞机各种参数，如姿态、速度、高 度等，并将些参数转换可处理信号，供飞行控制系统使。
常见传感器类型
包括陀螺仪、加速度计、空速管、高度表等，它能够提供 飞机姿态、速度、位置等关键信息。
第3章 飞行操纵系统(特选内容)
第三章 飞行操纵系统
中国民航大学 空管学院
优选内容
1
第三章 飞行操纵系统
一、飞机的飞行操纵系统
1.飞行操纵系统
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称，用于控制飞机的飞 行姿态、气动外形、乘坐品质。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵 面，从而实现飞机的纵向、方向、侧向运动，并且无论在 有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或改 变飞行姿态。
①平放式脚镫 脚镫只作平移而不转动。
优选内容
16
第三章 飞行操纵系统 ②立放式脚镫 通过传动杆和摇臂等构件的传动而使方向舵偏转的。
优选内容
17
第三章 飞行操纵系统
2.传动机构（系统）
将操纵机构的信号传送到舵面或助力器。
（1）机械传动机构
软式传动机构——主要由钢索、滑轮等构件所组成； 硬式传动机构——主要由传动杆、摇臂等构件所组成； 混合式传动机构——由软式、硬式传动机构混合组成。
机械传动缺点： 存在摩擦、间隙和弹性变形等，导致无法实现精微操纵信 号传递； 机械操纵系统对飞机结构的变化非常敏感； 体积大，结构复杂，重量大！
优选内容
18
第三章 飞行操纵系统
软
硬
式
式
传
传
动
动
系
系
统
统
优选内容
19
第三章 飞行操纵系统
（2）电传操纵系统（Fly-By-Wire） ①电传操纵系统的组成
4）按照功能来分：
（1）主操纵系统：操纵飞机绕三轴旋转，改变或保持飞 机的飞行姿态。 操纵升降舵、方向舵、副翼、三个主舵面，实现飞机的俯 仰、偏航和滚转操纵； （2）辅助操纵系统：改善操纵性，提高飞机飞行性能。 操纵襟翼、缝翼、扰流板、调整片等增升、增阻及水平安 定面配平等系统。
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1
第三章 飞行操纵系统
一、飞机的飞行操纵系统
1.飞行操纵系统
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称，用于控制飞机的飞 行姿态、气动外形、乘坐品质。
飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵 面，从而实现飞机的纵向、方向、侧向运动，并且无论在 有人驾驶还是在自动驾驶的状态下，均可使飞机保持或改 变飞行姿态。
①平放式脚镫 脚镫只作平移而不转动。
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第三章 飞行操纵系统 ②立放式脚镫 通过传动杆和摇臂等构件的传动而使方向舵偏转的。
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第三章 飞行操纵系统
2.传动机构（系统）
将操纵机构的信号传送到舵面或助力器。
（1）机械传动机构
软式传动机构——主要由钢索、滑轮等构件所组成； 硬式传动机构——主要由传动杆、摇臂等构件所组成； 混合式传动机构——由软式、硬式传动机构混合组成。
机械传动缺点： 存在摩擦、间隙和弹性变形等，导致无法实现精微操纵信 号传递； 机械操纵系统对飞机结构的变化非常敏感； 体积大，结构复杂，重量大！
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软
硬
式
式
传
传
动
动
系
系
统
统
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第三章 飞行操纵系统
（2）电传操纵系统（Fly-By-Wire） ①电传操纵系统的组成
4）按照功能来分：
（1）主操纵系统：操纵飞机绕三轴旋转，改变或保持飞 机的飞行姿态。 操纵升降舵、方向舵、副翼、三个主舵面，实现飞机的俯 仰、偏航和滚转操纵； （2）辅助操纵系统：改善操纵性，提高飞机飞行性能。 操纵襟翼、缝翼、扰流板、调整片等增升、增阻及水平安 定面配平等系统。
第3章飞行操纵系统2011
襟翼:襟翼的种类很多，较常用的有：简单襟翼、分 裂式襟翼、开缝式襟翼、后退襟翼、克鲁格襟翼等。
这些襟翼的共同特点是，它们都位于机翼后缘，靠近机身， 在副翼的内侧，所以又称为后缘襟翼。襟翼放下时既可增 大升力，同时也增大了阻力。所以多用于飞机着陆。
前缘襟翼:安装在机翼前缘的襟翼称为前缘襟翼。
克鲁格襟翼:是前缘襟翼的一种。它一般位于机翼根 部的前缘。
（如图中双点划线所示），以便于飞行员操纵。
（1-2）中央操纵机构—脚操纵机构
立放式脚操纵机构:蹬脚镫时，它是通过传动杆和摇 臂等构件的传动而使方向舵偏转的。左右脚镫的动作 是协调的，即一个脚镫向前时，另一个脚镫向后。
4-B.辅助操纵系统
辅助操纵系统
扰流板 调整片 前/后缘襟翼 前缘缝翼 水平安定面
计算机按预定的控制规律生成舵面操纵信号 控制操纵面作动器动作，舵面偏转，从而实现对飞机
进行操纵。
电传操纵系统的设计使得新型飞机比传统的飞机成本 低，飞行更安全，也更便于操纵。
四余度电传操纵系统
它实质上由四套完全相同的单通道电传操纵系统组合而 成的。
在每个传输信号的通道中增加了表决器、监视器电路。 用于监视、判断四个输入信号中有无故障信号，并输出 一个从中选择的正确信号。
4-B.辅助飞行操纵系统
用来操纵增升装置、配平装置、绕流板等,其主要目 的是改善飞机的飞行性能、减轻驾驶员的操纵负荷。
4-A.主飞行操纵系统
主飞行操纵系统包括：
中央操纵机构 和传动机构两部分。
在主飞行操纵系统中，飞行员手、脚直接操纵的部分， 称为中央操纵机构。中央操纵机构由手操纵机构和脚操 纵机构所组成。
手操纵机构:驾驶杆式和驾驶盘式；控制副翼和升降舵 脚操纵机构：脚蹬。 控制方向舵