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《飞机飞行控制》课件
02
人机界面必须设计得简单、直观、易操作，使飞行员能够快速
地获取飞行状态信息并发出控制指令。
人机界面也是飞行员紧急情况下进行人工操纵的通道，必须保
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证在任何情况下都能迅速有效地发挥作用。
飞行控制系统的基
03
本原理
飞行动力学基础
飞行动力学是研究飞 行器在气动力作用下 的运动规律的科学。
飞行动力学主要研究 飞行器的飞行性能， 包括稳定性和操纵性 。
飞行控制系统硬件
飞行控制系统硬件是实现飞行控制功能的物理设备，包括传感器、控制 器、执行器等。
传感器用于检测飞机的状态参数，如姿态、速度、高度和角速度等；控 制器用于处理传感器信号并计算出控制指令；执行器用于接收控制指令
并操纵飞行控制面。
飞行控制系统硬件必须具有高可靠性和高精度性，以确保飞行的安全和 稳定。
调查结论
调查报告认为，波音公司在MCAS的设计和认证过程中存在严重失误，
同时美国联邦航空局（FAA）也未能有效监管。
波音737 MAX的飞行控制系统简介
飞行控制系统
波音737 MAX的飞行控制系统包括自动驾驶系统、飞行指引系统、机动特性增强系统等 。
MCAS系统
MCAS系统是一种自动防失速系统，旨在防止飞机机翼上的失速。当传感器检测到机翼上 的气流分离时，MCAS会自动调整机头的角度以减少机翼的失速。
它以空气动力学为基 础，研究飞行器在空 气中运动的力学规律 及其应用。
飞行控制系统的工作原理
飞行控制系
它通过接收飞行员输入的指 令，经过处理后发送控制指 令给执行机构，使飞行器按 照预定的轨迹和姿态飞行。
飞行控制系统通常由传感器、 控制器和执行机构三部分组成
飞行控制系统的历史与发展
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
自动飞行控制系统PPT课件
远前方的大。若迎面气流速度逐渐增大，则翼面上流速的最大值也会增大，该处的温度则要降低，因而音
速也降低。当迎面气流的速度达到某一值时,翼面上最大速度处的流速等于当地音速，此时我们把远前方的
迎面气流速度 与远前方的空气音速
M
之
cr
比 ，定义为该机的临界马赫数
。
a
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V
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Mcr
第二节 空气动力学的基本知识
路；其作用是稳定与控制飞机姿态。 • 控制（制导）回路：由稳定回路加上飞机轨迹反馈元件、放大计算装置组成飞机轨迹自动驾驶仪，并与飞
机形成的回路；其作用是稳定与控制飞机轨迹。
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第一章 飞行原理
• 飞机控制系统的核心问题是研究由控制系统和飞行器组成的闭合回路的静、动态性能，为此必须建立控制 系统和飞行器的数学模型，其形式可以是微分方程、传递函数或状态空间表达式等。
4
第4页/共92页
第一节 飞行器的自动飞行
二、控制面 1、控制飞行器的目的是改变飞行器的姿态或空间位置，并在受干扰情况下保持飞行器的
姿态或位置。因而必须对飞行器施加力和(或)力矩，飞行器则按牛顿力学定律产生运动。 2、作用于飞行器而与控制有关的力和力矩主要是偏转控制面（即操纵面）产生的空气动
力和力矩。一般飞机有三个控制面：升降舵、方向舵和副翼。 3、由于航空技术的发展，仅靠改善飞机的气动布局和发动机的性能难以达到对飞机性能
V a
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Vmax a
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第二节 空气动力学的基本知识
• 飞机飞行速度的范围划分如下：
• 飞行马赫数 为飞行速度与远前方空气音速之比，
时为低速飞行；
为亚音速飞行；
飞机飞行控制课件
特点：智能化、自动化、高 精度、高可靠性
应用场景：无人机在军事、 农业、物流、救援等领域的 应用
发展趋势：智能化、网络化、 小型化、低成本化
航天飞行控制系统
航天飞行控制系 统是飞机飞行控 制系统的重要组 成部分
航天飞行控制系 统主要用于控制 航天器的姿态、 轨道和速度
航天飞行控制系 统可以保证航天 器在太空中的稳 定飞行和精确定 位
计算机技术
飞行控制计算机： 负责处理飞行控 制指令和传感器 数据
飞行控制算法： 实现飞行控制功 能，如姿态控制、 导航控制等
传感器技术：提供 飞行状态和外部环 境信息，如加速度 计、陀螺仪等
通信技术：实现飞 行控制计算机与传 感器、执行器之间 的数据传输和通信
导航技术
惯性导航系统（INS）：利用陀 螺仪和加速度计等传感器测量飞 机的加速度和角速度，计算飞机 的位置和姿态。
法规限制：技术创新需要遵守相关法规 和标准，确保产品的合法性和安全性
合作与交流：加强与行业内外的合作 与交流，共同应对技术创新的挑战和 应对策略
安全保障的挑战和应对策略
挑战：飞机飞行控制系统的安全性要求 越来越高
应对策略：加强飞机飞行控制系统的测 试和验证，确保系统的稳定性和可靠性
应对策略：加强飞机飞行控制系统的安 全性设计，提高系统的可靠性和稳定性
早期的飞行控制系统20世纪源自，飞机开始使用 机械式飞行控制系统，如操 纵杆、舵面等
20世纪30年代，飞机开始 使用液压式飞行控制系统，
提高了控制精度和稳定性
19世纪末，莱特兄弟发明 了飞机，开启了飞行控制系 统的发展历程
20世纪50年代，飞机开始 使用电动式飞行控制系统，
实现了自动化控制
现代的飞行控制系统
《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
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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
飞机飞行控制课件
添加标题
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控制过程：通过传感器获取数据， 计算控制量，输出到执行机构，实 现对飞机的控制
飞机飞行控制系统的硬件组成
飞行控制系统的主要硬件设备
飞行控制计算机：负责处 理飞行控制指令和飞行数 据
传感器：包括加速度计、 陀螺仪、高度计等，用于 测量飞机的姿态、速度、 高度等参数
执行机构：包括舵机、电 动机、液压泵等，用于执 行飞行控制指令
飞行控制系统的功能
控制飞机的飞行姿态和速度
确保飞机的安全性和舒适性
添加标题
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保持飞机的稳定性和操纵性
添加标题
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提高飞机的飞行效率和性能
飞机飞行控制系统的工作原理
飞行控制系统的基本原理
飞机飞行控制系统主要由传感 器、执行器和控制器组成
传感器负责收集飞机的各种飞 行参数，如速度、高度、姿态 等
环境适应性：设计 适应各种恶劣环境 的硬件，如高温、 低温、振动等
维护与升级：定期 维护和升级硬件， 确保系统始终处于 最佳工作状态
飞机飞行控制系统的软件设计
飞行控制系统软件的功能和特点
飞行控制系统软 件是飞机飞行控 制的核心部分， 负责控制飞机的 飞行姿态、速度 和高度等参数。
飞行控制系统软 件具有高度的可 靠性和稳定性， 能够保证飞机在 各种飞行条件下 的安全飞行。
通信设备：包括无线电、 卫星通信等，用于传输飞 行控制指令和飞行数据
显示设备：包括显示器、 指示灯等，用于显示飞行 状态电力支持
飞行控制系统硬件的连接方式
传感器：用于检测 飞机的飞行状态和 参数
计算机：用于处理 传感器数据，生成 控制指令
飞行控制系统包括自动驾驶仪、飞行控制计算机、传感器、执行机构等 部分。 飞行控制系统的主要功能包括姿态控制、航向控制、高度控制、速度控 制等。 飞行控制系统是飞机安全飞行的重要保障，也是现代飞机的重要标志之 一。
第一章自动飞行控制系统概述ppt课件
数字式AFCS和计算机技术的高速发展为电传飞行控制（FBW）创 造了条件。
事实上，波音737飞机上AFCS的驾驶盘操纵（CWS）方式也是一种 电传操纵。
电传操纵又是以主动增稳控制技术发展起来的。如果不从余度和 备份手段方面去考虑，当今的自动飞行控制系统、电传操纵或电 传飞行控制系统之间很难找出明确的界限。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
1.1.2 从自动驾驶仪到自动飞行控制系统
自动飞行控制系统是在20世纪60年代中逐步发展起来的，70年 代是模拟式AFCS盛行的时代，80年代开始了AFCS从模拟式向数 字式过渡。
1.1
自动飞行控制系统的发展 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
1.1.2 从自动驾驶仪到自动飞行控制系统
20世纪60年代以前的自动驾驶仪均以舵机回路（舵机是指在自动驾驶仪中 操纵飞机舵面（操纵面）转动的一种执行部件）的稳定系统为主，配合较 少的输入指令（如转弯、升降、高度保持等）去操纵飞机。
随着计算机技术和信息综合化技术的发展，数字式的AFCS开始 和飞行管理计算机系统（FMCS）结合工作。在飞行管理计算机 统一管理下的自动飞行控制系统和自动油门配合，实现对飞机 的自动控制和对发动机推力的自动控制。
1.1.2 从自动驾驶仪到自动飞行控制系统 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
为了防止电磁干扰传输电缆，FBW（电传飞行控制）采用双绞线 和屏蔽接地等技术，但尚不能完全抑制意外的电磁和电击干扰， 在此问题上光传输具有极好的防护性能。用于光传输的辅助操纵 系统和发动机控制系统都已研制成功并投入实践应用。
事实上，波音737飞机上AFCS的驾驶盘操纵（CWS）方式也是一种 电传操纵。
电传操纵又是以主动增稳控制技术发展起来的。如果不从余度和 备份手段方面去考虑，当今的自动飞行控制系统、电传操纵或电 传飞行控制系统之间很难找出明确的界限。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
1.1.2 从自动驾驶仪到自动飞行控制系统
自动飞行控制系统是在20世纪60年代中逐步发展起来的，70年 代是模拟式AFCS盛行的时代，80年代开始了AFCS从模拟式向数 字式过渡。
1.1
自动飞行控制系统的发展 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
1.1.2 从自动驾驶仪到自动飞行控制系统
20世纪60年代以前的自动驾驶仪均以舵机回路（舵机是指在自动驾驶仪中 操纵飞机舵面（操纵面）转动的一种执行部件）的稳定系统为主，配合较 少的输入指令（如转弯、升降、高度保持等）去操纵飞机。
随着计算机技术和信息综合化技术的发展，数字式的AFCS开始 和飞行管理计算机系统（FMCS）结合工作。在飞行管理计算机 统一管理下的自动飞行控制系统和自动油门配合，实现对飞机 的自动控制和对发动机推力的自动控制。
1.1.2 从自动驾驶仪到自动飞行控制系统 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么
为了防止电磁干扰传输电缆，FBW（电传飞行控制）采用双绞线 和屏蔽接地等技术，但尚不能完全抑制意外的电磁和电击干扰， 在此问题上光传输具有极好的防护性能。用于光传输的辅助操纵 系统和发动机控制系统都已研制成功并投入实践应用。
《自动飞行控制系统》说课PPT
Title in here
飞行的稳定性与安全性的要求
主要内容
1 课程性质与目标
12
课程设计
3 教学内容与方法
4
教学对象分析
5
教学条件
6
课程改革
一、课程性质与目标
1、课程性质
A B C
D
课程类型 课程编码
课程设置及教学计划进程表
教学时数
学期/教学周数/周学时数
考核方式
课程名称
一
二
三
四
五
六
总学 课堂 课内实
方式控制板 自动油门系统 自动着陆系统：原理和分类、操作方式、进近、下滑道、着陆、复飞、系统检测和
故障状况
ME-TA AV 等级 等级
1
—
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
内容处理：
在原教学内容基础上增加第 一章内容“自动控制理论基 础”。
第二章内容为回顾先修课程 《空气动力学基础与飞行原 理》的知识点，不做详细讲 解。
11.4.10
M11. 涡轮发动机飞机的结构和系统 内容
自动飞行（ATA22） 自动飞行系统布局和基础理论（系统布局、工作原理和相关术语）
自动驾驶：指令信号的处理 工作方式：横滚、俯仰和偏航
飞行指引系统 偏航阻尼器的作用与原理
直升机自动增稳系统 自动配平：马赫配平、自动驾驶仪配平、速度配平、迎角配平等
教材
1.高职高专教材和行业培训 教材合理搭配，适应本专业 人才培养需要； 2.积极与企业合作开发符合 民航机务维修培训标准的高 职高专教材。
飞行的稳定性与安全性的要求
主要内容
1 课程性质与目标
12
课程设计
3 教学内容与方法
4
教学对象分析
5
教学条件
6
课程改革
一、课程性质与目标
1、课程性质
A B C
D
课程类型 课程编码
课程设置及教学计划进程表
教学时数
学期/教学周数/周学时数
考核方式
课程名称
一
二
三
四
五
六
总学 课堂 课内实
方式控制板 自动油门系统 自动着陆系统：原理和分类、操作方式、进近、下滑道、着陆、复飞、系统检测和
故障状况
ME-TA AV 等级 等级
1
—
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
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3
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3
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3
内容处理：
在原教学内容基础上增加第 一章内容“自动控制理论基 础”。
第二章内容为回顾先修课程 《空气动力学基础与飞行原 理》的知识点，不做详细讲 解。
11.4.10
M11. 涡轮发动机飞机的结构和系统 内容
自动飞行（ATA22） 自动飞行系统布局和基础理论（系统布局、工作原理和相关术语）
自动驾驶：指令信号的处理 工作方式：横滚、俯仰和偏航
飞行指引系统 偏航阻尼器的作用与原理
直升机自动增稳系统 自动配平：马赫配平、自动驾驶仪配平、速度配平、迎角配平等
教材
1.高职高专教材和行业培训 教材合理搭配，适应本专业 人才培养需要； 2.积极与企业合作开发符合 民航机务维修培训标准的高 职高专教材。