第五章 飞机飞行操纵系统
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飞机机械与系统-第五章飞行操纵系统
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5.3 传动机构
• 5.3.1 硬式传动机构的主要构件
（1）传动杆
传动杆又称为拉杆。它通常采用硬铝管制成，两端有接头，
其一端的接头通常是可以调整的。在调整拉杆长度时，为了防止接
头的螺杆长度调出过多，而使螺纹的结合圈数过少，在管件端部应
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
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5.3 传动机构
5.3.4 非线性传动机构
• 操纵系统中，如果没有特殊的机构来改变传动比，在舵面偏转过程中，传 动系数基本上是不变的，舵偏角A随杆行程X 的变化近似地成正比例关系， 即线性关系。
• 线性传动的操纵系统对低速飞机比较合适，但往往不能满足高速飞机的操 纵性要求，在操纵系统中设置了专门的非线性传动机构，靠它来改变整个 操纵系统的传动系数，以满足高速飞机的操纵性要求。
行姿态很快地随操纵动作而改变。要操纵灵敏，操纵系统中的各构件在工 作时的变形和构件之的间隙必须尽可能小。 3. 飞行中，当飞机机体结构应力变形时，操纵系统不应发生卡阻现象。 4. 各舵面的操纵要求互不干扰。 5. 进行操纵时，既要轻便，也要有适当的感觉力，而且这种感觉力应随舵面 偏转角度、飞行速度、飞行高度的改变而改变。要操纵轻便，操纵系统的 摩擦力必须尽可能小，即应保持各相互连接处的清洁和润滑。
性 间隙。钢索的弹性间隙太大，就会使操纵的灵敏性变差。
为了减小弹性间隙，操纵系统中的钢索在装配时都是预先拉 紧的，预先拉紧的力称为预加张力。有预先张力的钢索能减小弹 性间隙。 第一、钢索被预先拉紧后，就把各股钢丝绞紧，传动时钢索就不
容易被拉长 第二、钢索在传动中张力增加得较少
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5.3 传动机构
第五章 飞行操纵系统
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！ 机械操纵系统可靠性较高！ 单通道电传系统可靠性较低： 7 可接受的安全指标： 110 解决措施：余度技术！
。
操纵系统
主操纵系统
副翼
升降舵
辅助操纵系统
前缘襟翼缝翼
后缘襟翼 扰流板 水平安定面
警告系统
失速警告 起飞警告
方向舵
第一 节 简单机械操纵系统（人力操纵）
简单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 和一些小型运输机上。
载荷感觉器刚度：
1. 小杆位移时，要求刚度大 2. 大杆位移时，要求刚度小
W
弹簧载荷感觉器（弹簧支柱）构造
F
W
五、调整片效应机构
杆力来源 无助力操纵系统 舵面铰链力矩 助力操纵系统 载荷感觉器 飞行中消除杆力的机构 配平调整片 调整片效应机构
第四节 飞机颤振与副翼反效
飞机颤振是飞机飞行中空气动力、结构弹性力 和惯性力之间的交互作用的现象。 颤振是飞机各种振动中最危险的一种振动，必 须保证在飞机使用中不发生颤振。 副翼反效——发生副翼反效的原因是属于副翼 位于机翼外侧后缘。 副翼偏转所产生的空气动力使机翼发生扭转和 弯曲的弹性变形，由弹性变形产生的附加空气 动力形成横向气动力矩，它与副翼操纵力矩方 向相反，遂降低了副翼操纵效能，甚至使其效 能降低为零，或使飞机随副翼的偏转而逆动， 这一情况称为副翼反效。
根据操纵信号来源不同，操纵系统可分为： 人工飞行操纵系统，其操纵信号由驾驶员发出。
飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统； 增升、增阻操纵系统； 人工配平操纵系统等。
。
操纵系统
主操纵系统
副翼
升降舵
辅助操纵系统
前缘襟翼缝翼
后缘襟翼 扰流板 水平安定面
警告系统
失速警告 起飞警告
方向舵
第一 节 简单机械操纵系统（人力操纵）
简单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 和一些小型运输机上。
载荷感觉器刚度：
1. 小杆位移时，要求刚度大 2. 大杆位移时，要求刚度小
W
弹簧载荷感觉器（弹簧支柱）构造
F
W
五、调整片效应机构
杆力来源 无助力操纵系统 舵面铰链力矩 助力操纵系统 载荷感觉器 飞行中消除杆力的机构 配平调整片 调整片效应机构
第四节 飞机颤振与副翼反效
飞机颤振是飞机飞行中空气动力、结构弹性力 和惯性力之间的交互作用的现象。 颤振是飞机各种振动中最危险的一种振动，必 须保证在飞机使用中不发生颤振。 副翼反效——发生副翼反效的原因是属于副翼 位于机翼外侧后缘。 副翼偏转所产生的空气动力使机翼发生扭转和 弯曲的弹性变形，由弹性变形产生的附加空气 动力形成横向气动力矩，它与副翼操纵力矩方 向相反，遂降低了副翼操纵效能，甚至使其效 能降低为零，或使飞机随副翼的偏转而逆动， 这一情况称为副翼反效。
根据操纵信号来源不同，操纵系统可分为： 人工飞行操纵系统，其操纵信号由驾驶员发出。
飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统； 增升、增阻操纵系统； 人工配平操纵系统等。
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
飞机机械与系统-第五章飞行操纵系统
行姿态很快地随操纵动作而改变。要操纵灵敏，操纵系统中的各构件在工 作时的变形和构件之的间隙必须尽可能小。 3. 飞行中，当飞机机体结构应力变形时，操纵系统不应发生卡阻现象。 4. 各舵面的操纵要求互不干扰。 5. 进行操纵时，既要轻便，也要有适当的感觉力，而且这种感觉力应随舵面 偏转角度、飞行速度、飞行高度的改变而改变。要操纵轻便，操纵系统的 摩擦力必须尽可能小，即应保持各相互连接处的清洁和润滑。
置。
传动 杆 检查小孔
接耳
保险螺帽
传动杆的可调接头
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5.3 传动机构
（1）传动杆 在传动过程中，传动杆不仅要作往复直线运动，而且要相对
于摇臂转动。为了减小磨擦，其接头内通常装有滚珠轴承。 空心的传动杆要求有排水孔，因为潮气能从接头的连接处入到
杆的内腔，然后凝聚成水，除可能发生锈蚀和增加杆的重量外，由于 水能结成冰还可能膨胀而使杆损坏。排水孔必须足够大，在水结冰之 前就可以排除掉，但也不能过大以致过度消弱杆的强度。因此在维护 中不应使小孔堵塞或扩孔。
• 5.1.3 飞机操纵系统组成 （1）主操纵系统
副翼、升降舵、方向舵 （2）辅助操纵系统
增升装置：后缘襟翼、前缘襟翼、缝翼 增阻装置：扰流板、地面扰流板 水平安定面 （3）警告系统 起飞警告系统、失速警告系统
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5.1 飞机操纵系统概述
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5.1 飞机操纵系统概述
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第五章 飞机飞行操纵系统
机电教研室 2010.11
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5.1 飞机操纵系统概述
• 5.1.1 飞机转动轴
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5.1 飞机操纵系统概述
• 5.1.2 飞机平衡 （1）飞机俯仰平衡
置。
传动 杆 检查小孔
接耳
保险螺帽
传动杆的可调接头
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5.3 传动机构
（1）传动杆 在传动过程中，传动杆不仅要作往复直线运动，而且要相对
于摇臂转动。为了减小磨擦，其接头内通常装有滚珠轴承。 空心的传动杆要求有排水孔，因为潮气能从接头的连接处入到
杆的内腔，然后凝聚成水，除可能发生锈蚀和增加杆的重量外，由于 水能结成冰还可能膨胀而使杆损坏。排水孔必须足够大，在水结冰之 前就可以排除掉，但也不能过大以致过度消弱杆的强度。因此在维护 中不应使小孔堵塞或扩孔。
• 5.1.3 飞机操纵系统组成 （1）主操纵系统
副翼、升降舵、方向舵 （2）辅助操纵系统
增升装置：后缘襟翼、前缘襟翼、缝翼 增阻装置：扰流板、地面扰流板 水平安定面 （3）警告系统 起飞警告系统、失速警告系统
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5.1 飞机操纵系统概述
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5.1 飞机操纵系统概述
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第五章 飞机飞行操纵系统
机电教研室 2010.11
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5.1 飞机操纵系统概述
• 5.1.1 飞机转动轴
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5.1 飞机操纵系统概述
• 5.1.2 飞机平衡 （1）飞机俯仰平衡
第五章 飞行操纵系统
第三节 助力机械操纵系统
助力机械操纵系统的提出
舵面铰链力矩是随舵面尺寸和飞行速压的增加而增加！ 当舵面铰链力矩变得很大时，即使利用当时的空气动力补偿法，也不能使驾 驶杆（脚蹬）力保持在规定的范围之内：
1. 研究效率更高的空气动力补偿； 2. 研究液压助力器，以实现液压助力操纵！
助力机械操纵系统的分类
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”称为弹性间隙； 钢索的弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性； 钢索预紧（施加予张力）是减小弹性间隙的措施！ 常见故障：断丝与锈蚀，主要部位是滑轮或导索板处。
几个注意问题： 1、为了改善软式操纵系统的灵敏性，钢索在未安 装之前，必须用相当于设计强度50％~60%的力进 行予拉伸处理； 2、装在飞机上的钢索必须根据周围温度的高低而 保持一定的予张力； 3、在飞机主操纵系统中，可以使用的钢索最小直 径是1/8英寸； 4、钢索不可气割，不可焊接，只能用钢索剪剪断 或用錾子錾断； 5、在改变钢索方向不大于 3º的情况下，可以使用 导索板或导索环。
中央操纵机构—手操纵机构
驾驶杆式手操纵机构
推拉驾驶杆操纵升降舵； 左右压杆操纵副翼！
横纵向操纵的独立性
驾驶杆要操纵升降舵和副翼， 但两者不会互相干扰！
独 立 性 分 驾驶杆左右摆时，传动杆沿着以b-b线为中 析 心轴，以c点为顶点的锥面运动；
由于圆锥体的顶点c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1不会绕其支点前后转动，因而升降舵不 会偏转！
。
操纵系统
主操纵系统
副翼
升降舵
辅助操纵系统
前缘襟翼缝翼
后缘襟翼 扰流板 水平安定面
警告系统
《飞行操纵系统》课件
THANKS
感谢观看
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
飞机飞行操纵系统课件
工作原理
舵机通过内部机构将飞行 控制系统的指令转化为舵 面的角度或位移，实现对 飞机姿态和运动的控制。
舵面类型
常见的舵面包括升降舵、 方向舵和副翼等，它们分 别控制飞机的升降、转向 和滚转运动。
传感器与测量装置
传感器与测量装置的作用 传感器与测量装置用于检测飞机的各种参数，如姿态、速 度、高度等，并将这些参数转换为可处理的信号，供飞行 控制系统使用。
飞机飞行操纵系统课 件
xx年xx月xx日
• 飞机飞行操纵系统概述
目录
01
飞机飞行操纵系统概述
飞机飞行操纵系统的定义与功能
定义
飞机飞行操纵系统是指用于控制和操纵飞机的飞行姿态、速度、位置等参数的 系统。
功能
飞行操纵系统的主要功能是接收飞行员的操作指令，通过一系列机械、电气或 液压装置，将指令传递给相应的翼面、舵面等控制机构，以实现对飞机的操纵。
飞机飞行操纵系统的组成与结构
组成
飞机飞行操纵系统通常由驾驶舱 操纵器件、传动装置、控制机构 和执行机构等部分组成。
结构
根据飞机类型和设计要求的不同， 飞行操纵系统的结构形式也不同， 常见的有机械式、液压式和电传 式等。
飞机飞行操纵系统的工作原理
飞行员通过驾驶舱内的操纵器件（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）。
飞行控制律设计
飞行控制律设计是飞机飞行操纵系统中的 核心环节，它决定了飞机如何响应各种输入 和外部扰动。
飞行控制律设计涉及到复杂的数学模型和 算法，包括线性系统理论、非线性系统理论、 最优控制等。通过合理的飞行控制律设计， 可以确保飞机在各种飞行条件下都能够保持 稳定、安全和高效的飞行状态。同时，随着 现代科技的发展，飞行控制律设计也在不断 优化和创新，以适应更加严格的飞行要求和
第五章-飞机飞行操纵系统教学内容
3、松紧螺套
❖ 作用：调整钢索的预张力 ❖ 注意：调松钢索时，螺杆末端不应超过小孔的位置
4、钢索张力补偿器
❖ 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
❖ 变松将发生弹性间隙，过 紧将产生附加摩擦
❖ 钢索张力补偿器的功用是 保持钢索的正确张力
五、飞机飞行操纵系统的传动系数、传动比及非线 性传动机构
⑴ 放大或缩小力的作用，如图所示：
⑵ 放大或缩小位移的作用：主动臂的半径一定，
在相同的主动臂端点位移s1的条件下，从动臂的 半径越大，所得到的从动臂端点位移s2也越大； 从动臂的半径越小，所得到的从动臂端点位移s2 也越小。如图所示：
⑶ 放大或缩小运动速度的作用：由于整体具有相
同的角速度，通过改变从动臂和主动臂的半径关 系从而实现放大或缩小运动速度。如图所示：
机翼弯曲——副翼偏转颤振的发生过程如下图 所示：
副翼重心到转轴的距离如下图中c所示：
防止机翼弯曲——副翼偏转颤振的措施：
如下图所示，可在副翼前缘加上配重使副翼的重 心前移，这种方法称为重量平衡法。
副翼重量平衡的主要方式有两种：分布配重和 集中配重，如下图所示：
6、尾翼颤振
尾翼颤振是和机身的弯扭、振动联合产生的， 尾翼颤振有机身弯曲——舵面偏转或机身扭转— —舵面偏转。也就是机身弯曲和扭转振动加上舵 面偏转振动。
㈠ 操纵系统的传动系数 舵偏角△δ与杆位移△X的比值
㈡ 操纵系统的传动比
㈢ 改变传动比和传动系数的机构——非线性传动
机构பைடு நூலகம்
❖ 传动系数不变的操纵系统，不 能满足对飞机操纵性的要求：
传动系数大，小舵面偏角小时， 杆行程太小，难以准确地控制操 纵量
第5章飞行操纵系统(1)解读
43
5.4舵面气动补偿装置
补偿的目的 补偿装置 反补偿片
44
5.4舵面气动补偿装置
补偿的目的 补偿装置 弹簧补偿片
45
5.4舵面气动补偿装置
补偿的目的 补偿装置 伺服调整片
46
5.4舵面气动补偿装置
补偿的目的 补偿装置 配平调整片
47
5.5主操纵系统
28
5.3传动机构
5.3.1软式传动机构的主要构件： 张力补偿器 作用 结构 张力标记
29
5.3传动机构
5.3.2硬式传动机构： 传动杆 材料 可调接头 可调接头检查孔 传动接头轴承
30
5.3传动机构
5.3.2硬式传动机构： 传动杆 注意问题 ① 传动接头轴承 ② 增大刚性 ③ 经常检查
14
5.1概述
5.1.6飞机的操纵性与稳定性 概念： 俯仰操纵性 方向操纵性 横向操纵性
偏航控制
俯仰控制 滚转控制
飞机的操纵方法
15
5.1概述
5.1.6飞机的操纵性与稳定性 操纵性与稳定性：
16
5.2飞机操纵机构
操纵系统构成：
17
5.2飞机操纵机构
中央操纵机构：
18
5.5.1副翼操纵系统 副翼和襟副翼
滚转控制 偏航控制
俯仰控制
飞机的操纵方法
12
5.1概述
5.1.4操纵飞机绕三轴运动 俯仰运动 滚转运动 偏航运动
滚转控制 偏航控制
俯仰控制
飞机的操纵方法
13
5.1概述
5.1.5对飞机操纵系统的要求 基本要求： 强度、刚度、体积小、重量轻 特殊要求： ① 符合人机工程 ② 操纵灵敏 ③ 无卡阻，不干涉 ④ 适度的手感
《飞机结构与系统》课件——5-飞行操纵系统—辅助操纵系统
17
扰流板操纵
扰流板分类
➢ 飞行扰流板：飞机飞行和着陆时都可以使用，用来增大迎风面积，增 大气动阻力，机翼上用来迅速增大阻力的板状操纵面称为“减速板” 。一般安装在机翼上表面靠近副翼的部位。
➢ 地面扰流板：飞机着陆后，机翼上用来迅速减少升力的板状操纵面称 为“减升板”或“卸升板”，它是一种只限于在地面使用的扰流板。 减升板一般安装在机翼上表面靠近翼根部位。当飞机降落时，只要机 轮一接触地面(空地感应开关)，减升板就迅速打开，机翼升力迅速减 小，防止飞机弹跳，缩短滑跑距离。
12
襟翼操纵系统--指示
襟翼位置指示
➢后缘襟翼位置指示器
➢前缘位置指示器——前 缘襟翼和缝翼位置灯；
➢襟翼有收起和伸出两 个位置；
➢缝翼有收起、伸出、
完全伸出三个位置；
13
襟翼操纵系统--指示
14
襟翼操纵系统--指示
缝翼和襟翼指示
当缝翼或襟翼没有全部收上 时，“FLAP”字样出现。
当到达选择的位置 时为白色。
地面扰流板
➢功用 ➢只能在地面使用起减速作用。
➢位置 ➢立起、放下
➢控制 ➢受减速板手柄和空/地电门控 制，只有飞机在地面时，操纵 减速板手才能使地面扰流板放 出。一般是液压作动，并使用 双向单杆式作动筒。
20
扰流板操纵--操纵
✓飞行扰流板有两个作用：一 是减速；二是配合副翼进行横 侧操纵，即当驾驶盘旋转角度 超过一定值时，副翼上偏一侧 的飞行扰流板打开，配合副翼 进行横侧操纵，而另一侧的飞 行扰流板不作相应的偏转。飞 行扰流板在应急时也可以单独 进行应急横侧操纵。
11
襟翼操纵系统--操纵
襟翼保护措施
✓襟 翼 不 同 步 保 护 ： 保 证 后 缘 襟 翼 不 同 步 时 快 速 切断襟翼操纵系统； ✓襟 翼 载 荷 限 制 器 ： 保 护 襟 翼 结 构 ， 避 免 在 大 的 气动载荷下损伤襟翼结构； ✓自 动 缝 翼 ： 在 飞 机 接 近 失 速 时 ， 自 动 驱 动 前 缘 缝翼从“部分放出”到“完全放出”位置；
扰流板操纵
扰流板分类
➢ 飞行扰流板：飞机飞行和着陆时都可以使用，用来增大迎风面积，增 大气动阻力，机翼上用来迅速增大阻力的板状操纵面称为“减速板” 。一般安装在机翼上表面靠近副翼的部位。
➢ 地面扰流板：飞机着陆后，机翼上用来迅速减少升力的板状操纵面称 为“减升板”或“卸升板”，它是一种只限于在地面使用的扰流板。 减升板一般安装在机翼上表面靠近翼根部位。当飞机降落时，只要机 轮一接触地面(空地感应开关)，减升板就迅速打开，机翼升力迅速减 小，防止飞机弹跳，缩短滑跑距离。
12
襟翼操纵系统--指示
襟翼位置指示
➢后缘襟翼位置指示器
➢前缘位置指示器——前 缘襟翼和缝翼位置灯；
➢襟翼有收起和伸出两 个位置；
➢缝翼有收起、伸出、
完全伸出三个位置；
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襟翼操纵系统--指示
14
襟翼操纵系统--指示
缝翼和襟翼指示
当缝翼或襟翼没有全部收上 时，“FLAP”字样出现。
当到达选择的位置 时为白色。
地面扰流板
➢功用 ➢只能在地面使用起减速作用。
➢位置 ➢立起、放下
➢控制 ➢受减速板手柄和空/地电门控 制，只有飞机在地面时，操纵 减速板手才能使地面扰流板放 出。一般是液压作动，并使用 双向单杆式作动筒。
20
扰流板操纵--操纵
✓飞行扰流板有两个作用：一 是减速；二是配合副翼进行横 侧操纵，即当驾驶盘旋转角度 超过一定值时，副翼上偏一侧 的飞行扰流板打开，配合副翼 进行横侧操纵，而另一侧的飞 行扰流板不作相应的偏转。飞 行扰流板在应急时也可以单独 进行应急横侧操纵。
11
襟翼操纵系统--操纵
襟翼保护措施
✓襟 翼 不 同 步 保 护 ： 保 证 后 缘 襟 翼 不 同 步 时 快 速 切断襟翼操纵系统； ✓襟 翼 载 荷 限 制 器 ： 保 护 襟 翼 结 构 ， 避 免 在 大 的 气动载荷下损伤襟翼结构； ✓自 动 缝 翼 ： 在 飞 机 接 近 失 速 时 ， 自 动 驱 动 前 缘 缝翼从“部分放出”到“完全放出”位置；
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飞机结构与系统
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五、飞机飞行操纵系统的传动系数、传动比及非线 性传动机构
㈠ 操纵系统的传动系数 舵偏角△δ与杆位移△X的比值
飞机结构与系统
Page35
㈡ 操纵系统的传动比
飞机结构与系统
Page36
㈢ 改变传动比和传动系数的机构 ——非线性传动机构
❖传动系数不变的操纵系统， 不能满足对飞机操纵性的要求：
飞机结构与系统
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颤振
弹性结构在气动力 和惯性及自身弹性 结构力的作用下， 由于作用力相互耦 合而形成的剧烈自 激振动。
飞机结构与系统
Page51
颤振的形式
机翼弯曲扭转颤振 机翼弯曲-舵面偏转颤振 操纵面本身颤振
飞机结构与系统
Page52
机翼的弯扭颤振 • 由于机翼扭转而产生激振力
飞机结构与系统
脚操纵机构有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种。
飞机结构与系统
Page18
㈡ 脚操纵机构
脚操纵机构有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种。 脚蹬平放式脚操纵机构
平行四边形机构保证脚蹬只做平移而不转动
飞机结构与系统
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脚蹬立放式脚操纵机构
之一
飞机结构与系统
之二
Page20
四、传动机构的构造和工作原理 四、传动机构的构造和工作原理
飞机结构与系统
Page22
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
飞机结构与系统
2、摇臂 摇臂通常由硬铝材料制成，在与传动杆和支
座的连接处都装有轴承。
⑴ 放大或缩小力的作用
飞机结构与系统
nF
F1 F2
r2 r1
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松紧螺套用来调整钢索的预紧力。调松钢索时， 螺杆末端不应超过小孔的位置
飞机结构与系统
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4、钢索张力补偿器（飞机1711）
飞机机体上的外载荷的变 化和周围气温变化，使机 体结构和操纵系统之间产 生相对变形，因而钢索可 能会变松或过紧。
变松将发生弹性间隙，过 紧将产生附加摩擦。
钢索张力补偿器的功用是 保持钢索的正确张力。
水平安定面的安装角变化范围一般为 -12°~3°
飞机结构与系统
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飞机结构与系统
Page48
七、飞机颤振与副翼反效、结构承力与传力、操纵 系统的强度与刚度
（1）传动杆的振动和翼面颤振 1、振动的主要特性参数
①振幅 ②振动周期
飞机结构与系统
梁的自然振动
Page49
2、传动杆的振动
传动杆会发生振动，振动的方向与传动杆的 长度垂直，因此叫做弯曲振动。
助力机械操纵系统的提出
– 舵面铰链力矩随舵面尺寸和飞行速压的增加而增加 – 当铰链力矩变得很大时，即使利用气动补偿法，也
不能使驾驶杆（脚蹬）力保持在规定的范围之内 – 现代高速和重型飞机广泛采用助力器
助力机械操纵系统的分类
–有回力的助力操纵系统 –无回力的助力操纵系统
助力机械操纵系统的主要元件：液压助力器
飞机结构与系统
舵面铰链力矩
Page38
⑴ 移轴补偿
将铰链轴后移，轴前面积即为补偿面积
飞机结构与系统
Page39
⑵ 角式补偿
将一小部分舵面伸出于铰链轴的前面，形成一个角， 该角的面积约占操纵面面积的6-12%
飞机结构与系统
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⑶ 随动补偿
随动补偿片也称随动调整片，在舵面后缘有自己转 轴的可旋转小翼面。随着舵面的偏转，补偿片向 与舵面转动方向相反的方向转动。
统两大部分组成。 ㈠ 手操纵机构
手操纵机构一般分为驾驶杆式和驾驶盘式两 种，图为驾驶杆式手操纵机构及其原理
飞机结构与系统
Page15
驾驶盘式手操纵机构
飞机结构与系统
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• 侧杆操纵机构 输入力信号，输出电 信号；前后、左右摆 动时发出互不干扰的 电信号
飞机结构与系统
Page17
㈡ 脚操纵机构
飞机结构与系统
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飞机结构与系统
飞机1713
生物学家在研究蜻蜓 翅膀时，发现在每个翅膀 前缘的上方都有一块深色 的角质加厚区——翅痣。 这较重的褐色的厚片，可 以保持飞行时的平稳。人 们根据蜻蜓翅痣的原理， 在飞机翅膀上也设计了加 厚的部分，这样就能消除 颤振的危害。
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⑵ 机翼重心的位置
Page7
水平安定面
左副翼
俯仰配平 左安定面
右副翼 右安定面
飞机结构与系统
Page8
方向舵
左副翼
右副翼
俯仰配平
左安定面
方向舵
右安定面
飞机结构与系统
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扰流板
左副翼
扰流板
右副翼
俯仰配平
左安定面
方向舵
右安定面
飞机结构与系统
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1、飞机的纵向操纵（飞制1711）
飞机的纵向操纵是通过操纵驾驶杆或驾驶盘 控制升降舵来实现的。
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机翼的弯扭颤振 • 由于机翼垂直运动速度而产生减振力
飞机结构与系统
Page54
• 产生弯扭颤振的结构原因
– 机翼为弹性体（刚度） – 重心和刚心不重合 （重心的位置）
⑴ 机翼刚度 增加机翼的蒙皮厚度以增大机翼扭转刚度。 为使蒙皮在弯曲强度中、桁条在扭转中有贡献，
因而发展了单块式机翼结构。
2、补偿配平调整片：又称助力配平调整片。
驾驶员直接操纵舵面: 调整片按补偿调整片原 理工作，起助力作用
驾驶员操纵调整片操纵 机构（转盘或手柄）， 起配平作用
飞机结构与系统
Page46
安装角可变的水平安定面
通过改变水平安定面的安装角，达到纵向 配平的目的
现代大型高速飞机，尤其是大型客机上普 遍使用
第五章 飞机飞行操纵系统
5.1 飞行操纵系统概述
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合。
驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现 飞机姿态的改变，以完成对飞机的飞行状态、气 动外形的控制
飞机结构与系统
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飞机转动轴
飞机结构与系统
Page3
飞行操纵系统组成
传动系数大,小舵面偏转角 时，杆行程太小，难以准确 控制 传动系数小，舵面偏角很大 时，杆行程过大
❖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
飞机结构与系统
Page37
六、气动力补偿及气动力平衡
㈠ 气动补偿的目的：降低铰链力矩，减小驾驶员
操纵飞机的疲劳程度
气动补偿方法：移轴补偿、角式补偿、随动补偿、 内补偿、操纵调整片
（一）传动机构的构造形式 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。
飞机结构与系统
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（二）硬式传动机构的主要构件
1、传动杆，传动杆又称为拉杆。传动杆的接头如 图所示。在传动过程中，传动杆不仅要作往复直 线运动，而且要相对于摇臂转动。
机翼重心位置沿弦向前移，使机翼重心靠近 刚心，临界速度增大。为了提高颤振临界速度常 在机翼翼尖的前缘部位上加配重。
飞机结构与系统
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机翼弯曲——副翼偏转颤振（舵面颤振类似)
机翼弯曲振动引起副翼偏转振动产生激振 力而形成的剧烈的自激振动。
飞机结构与系统
Page58
副翼重心到转轴的距离
飞机结构与系统
飞机结构与系统
Page44
• 气动平衡与气动补偿的区别：
功能不同：气动平衡是将铰链力矩完全 抵消，驾驶员松杆，飞机仍保持飞行姿 态；气动补偿是驾驶员操纵舵面偏转时， 减小铰链力矩
操纵方式不同：气动平衡装置不是随操 纵面偏转来起作用的，而是通过独立的 配平手轮或配平电门操纵
飞机结构与系统
Page45
Page59
防止机翼弯曲——副翼偏转颤振的措施：
重量平衡法:在副翼前缘加上配重使其重心前移， 包括分布配重和集中配重。
飞机结构与系统
Page60
6、尾翼颤振
尾翼颤振是和机身的弯扭、振动联合产生的，有 机身弯曲—舵面偏转或机身扭转—舵面偏转。
预防尾翼颤振：对舵面采用重量平衡的方法，通 常采用集中配重。对后略式尾翼，还需在舵面尖端 安置端部配重，且是过度的静平衡。
飞机结构与系统
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一、助力操纵系统的形式
1、有回力的助力操纵系统 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
飞机结构与系统
助力操纵系统的回力比
Page70
回力比：枢轴力矩相同的条件下，使用液压助力 器时平衡舵面载荷所需的杆力与不使用液压助力 器时平衡舵面载荷所需的杆力的比值
• 规格型号 7×7
股数
7×19
钢丝数
飞机结构与系统
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有预加张力和无预加张力的钢索，在 传动中所受的张力。
飞机结构与系统
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2、滑轮和扇形轮 滑轮用来支撑钢索和改变钢索的运动方向； 扇形轮（扇形摇臂）除了具有滑轮的作用外，还 可以改变力的大小
飞机结构与系统
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3、松紧螺套
飞机结构与系统
Page67
操纵系统摩擦力过大的原因如下： 1、活动连接接头表面不清洁或润滑不良而造
成锈蚀； 2、活动连接接头固定过紧； 3、传动机构和飞机其他部分发生摩擦； 4、传动机构本身摩擦力过大。
㈡ 防止系统间隙过大 ㈢ 保持钢索张力正常 ㈣ 操纵系统的调整
飞机结构与系统
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五、飞机飞行操纵系统的传动系数、传动比及非线 性传动机构
㈠ 操纵系统的传动系数 舵偏角△δ与杆位移△X的比值
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㈡ 操纵系统的传动比
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㈢ 改变传动比和传动系数的机构 ——非线性传动机构
❖传动系数不变的操纵系统， 不能满足对飞机操纵性的要求：
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颤振
弹性结构在气动力 和惯性及自身弹性 结构力的作用下， 由于作用力相互耦 合而形成的剧烈自 激振动。
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颤振的形式
机翼弯曲扭转颤振 机翼弯曲-舵面偏转颤振 操纵面本身颤振
飞机结构与系统
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机翼的弯扭颤振 • 由于机翼扭转而产生激振力
飞机结构与系统
脚操纵机构有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种。
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㈡ 脚操纵机构
脚操纵机构有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种。 脚蹬平放式脚操纵机构
平行四边形机构保证脚蹬只做平移而不转动
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脚蹬立放式脚操纵机构
之一
飞机结构与系统
之二
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四、传动机构的构造和工作原理 四、传动机构的构造和工作原理
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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
飞机结构与系统
2、摇臂 摇臂通常由硬铝材料制成，在与传动杆和支
座的连接处都装有轴承。
⑴ 放大或缩小力的作用
飞机结构与系统
nF
F1 F2
r2 r1
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松紧螺套用来调整钢索的预紧力。调松钢索时， 螺杆末端不应超过小孔的位置
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4、钢索张力补偿器（飞机1711）
飞机机体上的外载荷的变 化和周围气温变化，使机 体结构和操纵系统之间产 生相对变形，因而钢索可 能会变松或过紧。
变松将发生弹性间隙，过 紧将产生附加摩擦。
钢索张力补偿器的功用是 保持钢索的正确张力。
水平安定面的安装角变化范围一般为 -12°~3°
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七、飞机颤振与副翼反效、结构承力与传力、操纵 系统的强度与刚度
（1）传动杆的振动和翼面颤振 1、振动的主要特性参数
①振幅 ②振动周期
飞机结构与系统
梁的自然振动
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2、传动杆的振动
传动杆会发生振动，振动的方向与传动杆的 长度垂直，因此叫做弯曲振动。
助力机械操纵系统的提出
– 舵面铰链力矩随舵面尺寸和飞行速压的增加而增加 – 当铰链力矩变得很大时，即使利用气动补偿法，也
不能使驾驶杆（脚蹬）力保持在规定的范围之内 – 现代高速和重型飞机广泛采用助力器
助力机械操纵系统的分类
–有回力的助力操纵系统 –无回力的助力操纵系统
助力机械操纵系统的主要元件：液压助力器
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舵面铰链力矩
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⑴ 移轴补偿
将铰链轴后移，轴前面积即为补偿面积
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⑵ 角式补偿
将一小部分舵面伸出于铰链轴的前面，形成一个角， 该角的面积约占操纵面面积的6-12%
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⑶ 随动补偿
随动补偿片也称随动调整片，在舵面后缘有自己转 轴的可旋转小翼面。随着舵面的偏转，补偿片向 与舵面转动方向相反的方向转动。
统两大部分组成。 ㈠ 手操纵机构
手操纵机构一般分为驾驶杆式和驾驶盘式两 种，图为驾驶杆式手操纵机构及其原理
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驾驶盘式手操纵机构
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• 侧杆操纵机构 输入力信号，输出电 信号；前后、左右摆 动时发出互不干扰的 电信号
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㈡ 脚操纵机构
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生物学家在研究蜻蜓 翅膀时，发现在每个翅膀 前缘的上方都有一块深色 的角质加厚区——翅痣。 这较重的褐色的厚片，可 以保持飞行时的平稳。人 们根据蜻蜓翅痣的原理， 在飞机翅膀上也设计了加 厚的部分，这样就能消除 颤振的危害。
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⑵ 机翼重心的位置
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水平安定面
左副翼
俯仰配平 左安定面
右副翼 右安定面
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左副翼
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俯仰配平
左安定面
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俯仰配平
左安定面
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1、飞机的纵向操纵（飞制1711）
飞机的纵向操纵是通过操纵驾驶杆或驾驶盘 控制升降舵来实现的。
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机翼的弯扭颤振 • 由于机翼垂直运动速度而产生减振力
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• 产生弯扭颤振的结构原因
– 机翼为弹性体（刚度） – 重心和刚心不重合 （重心的位置）
⑴ 机翼刚度 增加机翼的蒙皮厚度以增大机翼扭转刚度。 为使蒙皮在弯曲强度中、桁条在扭转中有贡献，
因而发展了单块式机翼结构。
2、补偿配平调整片：又称助力配平调整片。
驾驶员直接操纵舵面: 调整片按补偿调整片原 理工作，起助力作用
驾驶员操纵调整片操纵 机构（转盘或手柄）， 起配平作用
飞机结构与系统
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安装角可变的水平安定面
通过改变水平安定面的安装角，达到纵向 配平的目的
现代大型高速飞机，尤其是大型客机上普 遍使用
第五章 飞机飞行操纵系统
5.1 飞行操纵系统概述
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合。
驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现 飞机姿态的改变，以完成对飞机的飞行状态、气 动外形的控制
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飞机转动轴
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飞行操纵系统组成
传动系数大,小舵面偏转角 时，杆行程太小，难以准确 控制 传动系数小，舵面偏角很大 时，杆行程过大
❖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
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六、气动力补偿及气动力平衡
㈠ 气动补偿的目的：降低铰链力矩，减小驾驶员
操纵飞机的疲劳程度
气动补偿方法：移轴补偿、角式补偿、随动补偿、 内补偿、操纵调整片
（一）传动机构的构造形式 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。
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（二）硬式传动机构的主要构件
1、传动杆，传动杆又称为拉杆。传动杆的接头如 图所示。在传动过程中，传动杆不仅要作往复直 线运动，而且要相对于摇臂转动。
机翼重心位置沿弦向前移，使机翼重心靠近 刚心，临界速度增大。为了提高颤振临界速度常 在机翼翼尖的前缘部位上加配重。
飞机结构与系统
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机翼弯曲——副翼偏转颤振（舵面颤振类似)
机翼弯曲振动引起副翼偏转振动产生激振 力而形成的剧烈的自激振动。
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副翼重心到转轴的距离
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• 气动平衡与气动补偿的区别：
功能不同：气动平衡是将铰链力矩完全 抵消，驾驶员松杆，飞机仍保持飞行姿 态；气动补偿是驾驶员操纵舵面偏转时， 减小铰链力矩
操纵方式不同：气动平衡装置不是随操 纵面偏转来起作用的，而是通过独立的 配平手轮或配平电门操纵
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防止机翼弯曲——副翼偏转颤振的措施：
重量平衡法:在副翼前缘加上配重使其重心前移， 包括分布配重和集中配重。
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6、尾翼颤振
尾翼颤振是和机身的弯扭、振动联合产生的，有 机身弯曲—舵面偏转或机身扭转—舵面偏转。
预防尾翼颤振：对舵面采用重量平衡的方法，通 常采用集中配重。对后略式尾翼，还需在舵面尖端 安置端部配重，且是过度的静平衡。
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一、助力操纵系统的形式
1、有回力的助力操纵系统 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
飞机结构与系统
助力操纵系统的回力比
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回力比：枢轴力矩相同的条件下，使用液压助力 器时平衡舵面载荷所需的杆力与不使用液压助力 器时平衡舵面载荷所需的杆力的比值
• 规格型号 7×7
股数
7×19
钢丝数
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有预加张力和无预加张力的钢索，在 传动中所受的张力。
飞机结构与系统
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2、滑轮和扇形轮 滑轮用来支撑钢索和改变钢索的运动方向； 扇形轮（扇形摇臂）除了具有滑轮的作用外，还 可以改变力的大小
飞机结构与系统
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3、松紧螺套
飞机结构与系统
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操纵系统摩擦力过大的原因如下： 1、活动连接接头表面不清洁或润滑不良而造
成锈蚀； 2、活动连接接头固定过紧； 3、传动机构和飞机其他部分发生摩擦； 4、传动机构本身摩擦力过大。
㈡ 防止系统间隙过大 ㈢ 保持钢索张力正常 ㈣ 操纵系统的调整
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