飞机操纵系统.doc

飞机飞行操纵系统简述飞机作为使用最广泛、最具有代表性的航空器，其主要组成部分有以下五部分：推进系统，操纵系统，机体，起落装置，机载设备 有人形象的比喻，飞机的外观结构是人的皮囊，发动机是人的心脏，操纵系统就是人的血管，他遍布整个飞行过程操纵系统至关重要，掌握着飞机的命脉本文我们着重来看飞机飞行操纵系统1.飞行操纵系统飞行操纵系统是用于供飞行员操纵飞机的副翼、升降舵、方向舵和其它可动舵面，从而实现飞机的横向、纵向、航向运动是作为传递操纵指令、驱动舵面和其他机构以控制飞机飞行姿态的系统根据操纵指令的来源，可分为人工操纵系统和自动控制系统1.1人工操纵系统人工操纵系统通常包括主操纵系统和辅助操纵系统两部分主操纵系统用来操纵方向舵、副翼、升降舵，包括了手操纵机构和脚操纵机构，主操纵系统应使驾驶员有位移和力的变化感觉，这是它与辅助操纵系统的主要差别1）飞机的纵向操纵 飞机的纵向操纵是通过操纵驾驶杆或驾驶盘前、后运动控制升降舵来实现的在飞行中向后拉杆，机头应向上仰；向前推杆，机头应下俯 2）飞机的横向操纵 飞机的横向操纵系统是通过操纵驾驶杆或驾驶盘左、右运动或转动控制副翼来实现的，在飞行中，向左压杆或逆时针方向旋转驾驶盘，飞机应向左横滚；向右压杆或顺时针方向旋转驾驶盘，飞机应向右横滚。

  3）飞机的航向操纵 飞机的航向操纵是通过脚蹬控制方向舵来实现的在飞行中蹬右脚蹬，机头应向右偏转，蹬左脚蹬，机头应向左偏转1.2辅助操纵系统辅助操纵系统包括调整片、襟翼、减速板、可调安定面和机翼变后掠角操纵机构等它们的操纵只是靠选择相应开关位置，通过电信号接通电动机或液压作动筒来完成2.自动控制系统自动控制系统的操纵指令来自系统的传感器，能对外界的扰动自动作出反应，以保持规定的飞行状态，改善飞机飞行品质常用的自动控制系统有自动驾驶仪、各种增稳系统、自动着陆系统和主动控制系统自动控制系统的工作与驾驶员的操纵是各自独立、互不妨碍的飞机操纵系统经历了由简单初级到复杂完善的发展过程先后出现了机械式操纵、可逆、不可逆助力操纵和电传操纵，并在电传操纵基础上发展了主动控制技术2.1简单机械操纵系统 　驾驶员通过机械传动装置直接偏转舵面舵面上的气动铰链力矩通过机械联系使驾驶员获得力和位移的感觉简单机械式操纵系统广泛用在亚音速飞机上在大型高速飞机上，舵面上的气动铰链力矩很大，虽然用气动补偿的方法可以减小力矩，但很难在高低速范围内达到同样效果传统的机械操纵系统存在许多缺点：重量大、体积大、存在非线性（摩擦、间隙）、弹性变形和保证飞机合适的操纵性的机构相当复杂。

例如某飞机的机械操纵系统，总共有114个铰支点，重2225N，每个铰支点都有一个摩擦源和可能的故障源由于飞机速度的进一步增大，特别是最大飞行速度达到超音速以后，由于飞行速度和高度变化范围很大，作用在舵面上的气动力不断增大，很难将舵面气动力以合适的比例传递给驾驶杆，这必然影响飞行安全，这就出现了各种助力操纵系统民航运输机广泛使用的就是液压助力操纵系统2.2液压助力操纵系统飞机上使用的液压肋力器的构造虽然各不相同，但其基本工作原理却是相同的，均为液压位置伺服控制系统在采用机械式操纵机构的系统中，为机液位置伺服机构；在采用电传操纵系统（或自动驾驶仪）中，为电液位置伺服机构液压位置伺服控制系统，是一种以液压动力装置（液压作动筒或液压马达）作为执行机构并且有反馈控制的控制系统它不仅能够自动地、准确而快速地复现输入量的变化规律，而且还能对输入信号进行放大与变换1）可逆助力操纵系统舵面由液压助力器驱动，驾驶员通过中央操纵机构、机械传动装置控制助力器的伺服活门，间接地使舵面偏转它同时通过杠杆系统把舵面一部分气动载荷传给中央操纵机构，使驾驶员获得操纵力的感觉,构成所谓“机械反馈”,这就是可逆助力操纵系统。

可逆助力操纵系统虽可解决杆力过大的问题，但在超音速飞机上还会出现所谓杆力反向变化的问题由于杆力反向变化，会使驾驶员产生错觉而无法正确驾驶飞机为此，须把可逆助力操纵系统中的机械反馈取消，即舵面气动载荷全部由液压助力器承受为了使驾驶员获得操纵力感觉，在系统中增加了人工载荷机构（通常是弹簧的）以及其他改善操纵特性的装置,形成不可逆助力操纵系统2）不可逆助力操纵及其他操纵装置在不可逆助力操纵系统中，存在着间隙、摩擦、弹性变形等影响，难以解决微弱信号的传递问题又由于普遍采用增稳装置，机械联杆装置越来越复杂，重量增加自动控制和微电子技术的发展，为取消机械传动装置创造了条件，可用电信号综合传感器信号和驾驶员的操纵指令，对飞机进行有效的操纵电传操纵系统的关键是系统的可靠性问题，它的可靠性至少不能低于机械操纵系统电传操纵系统的优点是体积小、重量轻、通过性好，便于采用主动控制技术，易于与其他系统交联，生存力强，维护性好，可提高飞机操纵品质和性能，是高性能飞机操纵系统发展的方向在高空超音速飞行时，由于空气密度减小，飞机容易发生频率很高的俯仰和横侧振荡，驾驶员来不及作出反应为了克服振荡，在超音速飞机上普遍安装自动增稳装置，如俯仰阻尼器和方向阻尼器等。