北航飛機(jī)飛行操縱系統(tǒng)大作業(yè)

1、飛機(jī)飛行操縱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告教師：于黎明班級(jí)：130326姓名：xxx學(xué)號(hào)：130312xx一、 飛機(jī)操縱系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展歷史1、簡(jiǎn)單機(jī)械操縱系統(tǒng)駕駛員通過機(jī)械傳動(dòng)裝置直接偏轉(zhuǎn)舵面，舵面上的氣動(dòng)鉸鏈力矩通過機(jī)械傳動(dòng)裝置使駕駛員獲得力和位移的感覺。機(jī)械傳動(dòng)裝置直接帶動(dòng)舵面，有軟式和硬式兩種基本型式。軟式傳動(dòng)裝置由鋼索和滑輪組成，特點(diǎn)是重量輕，容易繞過障礙，但是彈性變形和摩擦力較大。硬式傳動(dòng)裝置由傳動(dòng)拉桿和搖臂組成，優(yōu)點(diǎn)是剛度大，操縱靈活。軟式和硬式可以混合使用。 2、可逆助力操縱系統(tǒng)在大型高速飛機(jī)上，舵面上的氣動(dòng)鉸鏈力矩很大，雖然用氣動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒梢詼p小力矩，但很難在高低速范圍內(nèi)達(dá)到同樣效果。40

2、年代末出現(xiàn)了液壓助力系統(tǒng)，舵面由液壓助力器驅(qū)動(dòng)，駕駛員通過中央操縱機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)裝置控制助力器的伺服活門，間接地使舵面偏轉(zhuǎn)。它同時(shí)通過杠桿系統(tǒng)把舵面一部分氣動(dòng)載荷傳給中央操縱機(jī)構(gòu)，使駕駛員獲得操縱力的感覺,構(gòu)成所謂“機(jī)械反饋”,這就是可逆助力操縱系統(tǒng)。3、不可逆助力操縱系統(tǒng)可逆助力操縱系統(tǒng)雖可解決桿力過大的問題，但在超音速飛機(jī)上還會(huì)出現(xiàn)桿力反向變化的問題。由于桿力反向變化，會(huì)使駕駛員產(chǎn)生錯(cuò)覺而無法正確駕駛飛機(jī)。為此，須把可逆助力操縱系統(tǒng)中的機(jī)械反饋取消，即舵面氣動(dòng)載荷全部由液壓助力器承受。為了使駕駛員獲得操縱力感覺，在系統(tǒng)中增加了人工載荷機(jī)構(gòu)（通常是彈簧的）以及其他改善操縱特性的裝置,形成不可

3、逆助力操縱系統(tǒng)。 在高空超音速飛行時(shí)，由于空氣密度減小，飛機(jī)容易發(fā)生頻率很高的俯仰和橫側(cè)振蕩，駕駛員來不及作出反應(yīng)。為了克服振蕩，在超音速飛機(jī)上普遍安裝自動(dòng)增穩(wěn)裝置，如俯仰阻尼器和方向阻尼器等。4、電傳操縱系統(tǒng)靠電信號(hào)傳遞飛行員的操縱指令，提高了響應(yīng)速度性，并減輕了重量和體積。消除了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的非線性因素，改善了機(jī)械操縱直接固定在機(jī)體上面而引起的人機(jī)誘發(fā)振蕩，改善了飛機(jī)的操縱品質(zhì)，對(duì)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)變化的影響不敏感，可以降低和減少維護(hù)工作量以及更容易與自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)相結(jié)合。解決現(xiàn)代高性能飛機(jī)操縱與穩(wěn)定的矛盾。5、光傳操縱系統(tǒng)光傳操縱系統(tǒng)是以光代替電作為傳輸載體，以光導(dǎo)纖維作為物理傳輸媒質(zhì)，在計(jì)算

4、機(jī)之間或計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)距離終端（如舵機(jī)等）之間傳遞指令和反饋信息的飛行控制系統(tǒng)。光傳操縱系統(tǒng)是在電傳操縱系統(tǒng)上發(fā)展起來的，也是后者的發(fā)展趨勢(shì)。電傳操縱系統(tǒng)的致命弱點(diǎn)是易受雷電和電磁干擾及核輻射的影響?，F(xiàn)代飛機(jī)性能不斷提高，電子設(shè)備日趨復(fù)雜，這必然導(dǎo)致電纜用量的增加以及線路布局的復(fù)雜化，從而加大了線路之間的干擾，使電傳操縱系統(tǒng)不能正常工作。解決這一問題的根本辦法就是采用光傳操縱系統(tǒng)。 采用光纖作為傳輸介質(zhì)，以光信號(hào)的形式傳輸，使得光傳操縱系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，它具有抗電磁干擾、抗電磁脈沖輻射和防雷電等特點(diǎn)，且光纖本身不輻射能量，這就提高了可靠性和安全性。其次，光纜可減輕控制系統(tǒng)的重量、縮小體積，從

5、而大大改進(jìn)飛機(jī)的穩(wěn)定性和可操縱性。再次，光纖的故障隔離性好，當(dāng)一個(gè)通道發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響其他通道。光傳操縱系統(tǒng)的研究始于上個(gè)世紀(jì)70年代。1975年，美國(guó)空軍試驗(yàn)中心在A-7D飛機(jī)上利用光纖作為傳輸線。1979年，洛克希德公司在一架噴氣滑翔機(jī)上試驗(yàn)了光傳操縱系統(tǒng)，取得成功。目前光傳操縱系統(tǒng)的研究重點(diǎn)是開發(fā)各類光傳感器、光處理器等。二、 飛機(jī)上的主要可控舵面及氣動(dòng)布局飛機(jī)主要操縱面(副翼、升降舵、方向舵)后緣的鉸接小翼面或可調(diào)小翼片。在外廓上，調(diào)整片是主操縱面的后緣部分?？刂普{(diào)整片的偏度可以改變主操縱面上的鉸鏈力矩.。一般為三個(gè)方向的操縱面，水平方向的是平尾，負(fù)責(zé)控制飛機(jī)升降，垂直方向的方向舵一

6、般在垂尾上，負(fù)責(zé)控制飛機(jī)的航向，傾斜方向的叫副翼，一般在飛機(jī)機(jī)翼末端，負(fù)責(zé)控制飛機(jī)傾斜。目前還有一種鴨翼可使主翼上方產(chǎn)生渦流，可提高失速攻角?，F(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)的氣動(dòng)布局有很多種，主要有常規(guī)布局、鴨式布局、無尾布局、三翼面布局和飛翼布局等。自從萊特兄弟發(fā)明第一架飛機(jī)以來，飛機(jī)設(shè)計(jì)師們通常將飛機(jī)的水平尾翼和垂直尾翼都放在機(jī)翼后面的飛機(jī)尾部。這種布局一直沿用到現(xiàn)在，也是現(xiàn)代飛機(jī)最經(jīng)常采用的氣動(dòng)布局，因此稱之為“常規(guī)布局”。如果在機(jī)翼前沿根部靠近機(jī)身兩側(cè)處增加一片大后掠角圓弧形的機(jī)翼面積，就可以大為改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)的升力。這增加的部分在我國(guó)一般叫做“邊條”。新式戰(zhàn)斗機(jī)很多都采用這種布局，如俄羅斯的米格2

7、9、蘇27、美國(guó)的F22、F16、F18等。該設(shè)計(jì)主要是強(qiáng)調(diào)近距離格斗性能，適合大迎角、大過載機(jī)動(dòng)飛行的。鴨式布局，是一種十分適合于超音速空戰(zhàn)的氣動(dòng)布局。早在二戰(zhàn)前，前蘇聯(lián)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果將水平尾翼移到主翼之前的機(jī)頭兩側(cè)，就可以用較小的翼面來達(dá)到同樣的操縱效能，而且前翼和機(jī)翼可以同時(shí)產(chǎn)生升力，而不像水平尾翼那樣，平衡俯仰力矩多數(shù)情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)升力。在大迎角狀態(tài)下，鴨翼只需要減少產(chǎn)生升力即可產(chǎn)生低頭力矩（稱為卸載控制面），從而有效保證大迎角下抑制過度抬頭的可控性。早期的鴨式布局飛起來像一只鴨子，“鴨式布局”由此得名。采用鴨式布局的飛機(jī)的前翼稱為“鴨翼”。戰(zhàn)機(jī)的鴨翼有兩種，一種是不能操縱的，其功能是當(dāng)

8、飛機(jī)處在大迎角狀態(tài)時(shí)加強(qiáng)機(jī)翼的前緣渦流，改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)的性能，也利于飛機(jī)的短距起降。真正有可操縱鴨翼的戰(zhàn)機(jī)目前有歐洲的EF2000（臺(tái)風(fēng)）、法國(guó)的“陣風(fēng)”、瑞典的JAS39等，還有如今我國(guó)最先進(jìn)的三代殲擊機(jī)殲-10，以及我國(guó)最新研制的殲-20。這些飛機(jī)的鴨翼除了用以產(chǎn)生渦流外，還用于改善跨音速過程中安定性驟降的問題，同時(shí)也可減少配平阻力、有利于超音速空戰(zhàn)。在降落時(shí)，鴨翼還可偏轉(zhuǎn)一個(gè)很大的負(fù)角，起減速板的作用。變后掠布局較好的兼顧了飛機(jī)分別在高速和低速狀態(tài)下對(duì)氣動(dòng)外形的要求，在六七十年代曾得到廣泛應(yīng)用，但由于變后掠結(jié)構(gòu)所帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)重量的激增，再加上其它一些更為簡(jiǎn)單有效的協(xié)調(diào)飛機(jī)高低速之間矛盾的措施的使用，在新發(fā)展的飛機(jī)中實(shí)際上已經(jīng)很少有采用這種布局形式的例子了。 三、 參觀感想這次參觀航空館，讓我很直觀的了解了飛機(jī)的發(fā)展歷程，還有飛機(jī)操縱系統(tǒng)的發(fā)展和不同氣動(dòng)布局的優(yōu)劣，另外航空館的