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第五章飞行操纵系统

2025-10-11  

   分析条件:副翼是刚性地固接在机翼上;  颤振原因:机翼重心位于刚心之后;

   激振力ΔYθ——由于机翼扭角⊿θ所产生的附加气动力,ΔYθ与机翼运 动方向相同,是激振力;  阻振力ΔYα ——由于机翼有了垂直运动速度u而产生的气动力。

  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。

   自动飞行控制系统,其操纵信号由系统本身产生, 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。

   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正是 保持钢索的正确张力。

  操纵系统的传动比是操纵系统的另一个参数,其 大小由驾驶杆和各摇臂的传动比决定!

   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;  传动系数小,舵面偏角很大时, 杆行程过大!

  A  激振力ΔYθ与飞行速度平方 成正比;  阻振力ΔYα与飞行速度成正 比;  飞行中激振力ΔYθ与所阻振 力ΔYα所作功的曲线如右图  提高临界速度的措施:

   分析条件:副翼是刚性地固接在机翼上;  颤振原因:副翼重心位于副翼铰链轴之后;  颤振过程如下图所示:

  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 一些运输机上。

   副翼偏转产生的操纵力矩与飞行速度平方成正比;  副翼偏转导致机翼扭转产生的逆反力矩与飞行速度四 次方成正比;  飞行中操纵力矩与逆反力矩曲线如下图:

  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!

  平放式脚蹬为了取得较大 的操纵力臂,两脚蹬之间 距离较大; 与左右活动范围较大的驾 驶杆配合使用! 通过增长与脚蹬连接的摇 臂来获得足够的操纵力臂 的,两脚蹬之间距离较小; 多与驾驶盘配合使用

   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。

   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!

   左右转动驾驶盘时,支柱不动, 升 降 舵 不 会 偏 转 ;  前推或后拉驾驶盘时,由于和 横管平行的一段钢索与轴线a-a 是重合的,钢索不会绷紧或放 松,不会使副翼偏转。

  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,用于飞机飞行 姿态、气动外形、乘 坐品质的控制。

  构造简单,易于制造; 软 尺寸较小,易于布局; 式 重量较轻; 比较容易绕过机内设备!

  刚度较小,容易断丝; 钢索受拉易产生弹性间隙 操纵灵敏度差; 钢索在滑轮处容易磨损!

  刚度较大; 硬 铰接点用滚珠轴承减小摩 式 擦力,并消除间隙; 具有较佳的操纵灵敏度!

   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。

  一、传动杆 硬式传动机构中的操纵力由传动杆传递,传动杆可承受 拉力和压力。传动杆的刚度较大。一般由硬铝管制成,受力 大的地方也可使用 钢管。  可调接头 传动杆两端有接头, 其一端的接头可以调 整。调整接头端部有 检查小孔,把传动杆调长时,接头螺杆的末端不应超过小孔 的位置。接头装有滚珠轴承或旋转铰链、球形铰链。  失效形式——失稳!

   支持传动杆,提高传动杆的受压时的杆轴临界应力;  增大传动杆的固有频率,防止传动杆受压时发生共振。

  一、钢索 钢索由钢丝编成,只承受拉力,不能承受压力。在软 式传动机构中,用两根钢索构成回路,以保证舵面能 在两个相反的方向偏转。飞机操纵系统选用的钢索为 特柔性钢索(7×19)。  弹性间隙

  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!

   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(灵敏度高);  系统不应发生卡阻现象;  应有极限偏转角度止动器;  所有舵面能够用“锁”来固定。

  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

   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。

  1. 无回力的助力操纵系统中,使飞行员能从驾驶杆 上感受到力; 2. 有回力的助力操纵系统中,在舵面铰链力矩较小 时,使驾驶杆不致过“轻”。  载荷感觉器类型: F

  A  激振力ΔYδ与飞行速度平方 成正比;  阻振力ΔYα与飞行速度成正 比;  飞行中激振力ΔYδ与所阻振 力ΔYα所作功的曲线如右图  提高临界速度的措施:

  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。

  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。

  主 手操纵机构:驾驶杆/驾驶盘 操 控制副翼和升降舵的上下偏转 纵 脚操纵机构:脚蹬 控制方向舵的左右偏转 系 统 操纵系统的传动机构—将操纵信号传到舵面: 组 软式传动机构—钢索、滑轮等; 成 硬式传动机构—传动杆、摇臂等;

         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,kaiyun平台官网登录 开云网站重量大! 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:  110 解决措施:余度技术!

    摇臂通常由硬铝材料制成,在连接处装有轴承; 摇臂按臂数可分为单摇臂、双摇臂和复摇臂三类。

  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

   所谓差动,就是当驾驶杆前后(或左右)偏转的同一 角度时,升降舵(或副翼)上下(或左右)偏转的角 度不同。差动机构的作用是消除有害偏航。  实现差动操纵最简单的机构是差动摇臂(双摇臂), 摇臂的输入端或输出端的连接至少有一端不是90度。

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