导图社区 飞行控制系统
飞行控制系统知识总结，它能保证飞行稳定性和操纵性，提高飞行性能，增强安全性并减轻飞行员的工作负担。
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飞行控制系统
概述
作用
保证飞行稳定性和操纵性，提高飞行性能，增强安全性并减轻飞行员的工作负担
坐标轴和运动姿态
横轴（俯仰轴）
纵轴（横滚轴）
立轴（偏航轴）
分类
主飞行控制
副翼
差动副翼，横滚操纵
低速飞行时，内外侧副翼同时作动；高速飞行时，仅内侧副翼作动
上偏副翼一侧的飞行扰流板升起
升降舵
俯仰操纵
方向舵
偏航操纵
方向升降舵（V字形尾翼）
控制
两个舵面同上或同下，完成升降舵功能
两个舵面一上一下，完成方向舵功能
优点
重量轻
缺点
有效面积为投影面积，必须增大舵面面积
无法同时将升降舵和方向舵移动到满舵
混合输入，控制舵面的调节更复杂
升降副翼
两个舵面一上一下，完成副翼功能
辅助飞行控制
增升装置
前缘装置
后缘襟翼
通常一起工作
减速板
配平系统
俯仰配平
可配平水平安定面
横滚配平
偏航配平
中央操纵机构
主飞行控制操纵
驾驶杆
控制升降舵
驾驶盘
控制副翼和飞行扰流板
方向舵脚蹬
控制方向舵
辅助飞行控制操纵
襟翼手柄
控制襟翼，也可用于前缘装置
减速板手柄
控制减速板
俯仰配平手轮
控制水平安定面
副翼配平电门
控制副翼中立位
方向舵配平电门
控制方向舵中立位
中央操纵台
传动系统
机械传动
钢索传动
单钢索传动
只传递拉力
双钢索传动（飞机上多采用）
连杆
扇形盘
钢索张力调节器
确保钢索系统中的张力在不同温度下大致保持恒定
注：温度升高，钢索张力增大
其他机械传动
链条
扭力轴
作用：用于传递线性运动的扭矩
接收来自控制杆的输入并提供两个输出
扭力管
作用：用于传递旋转运动的扭矩
扭力管传动中使用不同类型的齿轮
角齿轮箱
也称为锥形齿轮箱
偏心齿轮箱
用于向前或向后移动驱动路径，也成为线性齿轮箱
转换齿轮箱
差动齿轮
旋转作动器
用于将扭力管的转动传递到输出手柄（低扭矩高速度输入-高扭矩低速度输出 ）
螺旋传动
将旋转运动转换成直线移动
液压传动
伺服控制组件
工作模式
阻尼模式（旁通模式）
控制模式（激活模式）
当同一个飞行控制舵面由两个伺服控制组件驱动时，通常一个在激活模式，另一个在阻尼模式
伺服控制组件通过机械输入手柄控制活塞杆
伺服控制组件也可通过伺服活门接收电器输入信号，伺服活门将电信号转换成等比例的液压信号
新型：电液作动器（EHA）
使用液压移动舵面，但液压源并不来自于外部液压系统，由EHA内置的电马达驱动的液压泵产生液压压力
保护
地面飞机遇到阵风时，为防止伺服控制组件损坏，必须降低阻尼速度
机械伺服回路
随动持续到活门输入手柄移动到中立位，并且将驾驶杆的输入成比例的放大
电传动
电子飞行控制系统称为电传系统（EFCS）
自动驾驶仪接通时代替侧杆为计算机提供输入指令
驾驶员优先权，移动侧杆时，自动驾驶断开
每个升降舵和副翼上安装有两个独立的伺服控制作动器，一个在激活模式，一个在阻尼模式
每个扰流板安装有一个伺服作动器
为防止所有EFCS计算机失效导致整个飞控系统失效
方向舵可以通过脚蹬的机械输入，液压作动
水平安定面可通过配平手轮机械输入，液压作动
舵面驱动
液压驱动助力（最广泛）
类型
有回力助力操纵系统（可逆助力操纵系统）
克服舵面铰链力矩所需的总操纵力由驾驶员施加的力和液压助力器施加的力叠加
通常要安装载荷感觉器
适当增加驾驶杆力并用于自动定中
特点：松杆飞行时，遇不稳定气流，舵面可自动偏转一定角度，避免结构受力过大
无回力助力操纵系统（不可逆助力操纵系统）
克服舵面铰链力矩所需的总操纵力全部由液压助力器提供
特点：松杆飞行时，飞机舵面在空气动力的作用下不能自动偏转，对结构受力不利
性能分析
快速性
影响因素
流量
密封性
助力器内有空气
改善措施
保持助力器游动间隙正常
使用专门的助力液压系统来保证助力器工作
保证传动活塞的活塞、活塞杆与外筒内壁接触的摩擦力正常
保证密封性，在外筒两端和传动活塞周围都装密封胶圈，内部零件装配精密度很高
配油柱塞的凸缘与它所遮盖的通油孔之间有一定的交叠量
性能变差影响
驾驶杆“沉重”，某一段行程操纵不灵活
灵敏性
不灵敏范围影响因素
密封件以及传动活塞上的载荷和摩擦力的大小有关
随从误差
当传动活塞跟配油柱塞运动时，传动活塞的行程与配油柱塞的行程之间始终存在着一定的差值
稳定性
传动机构连接部分的间隙
操纵系统各部分的摩擦
油液中混杂空气
感觉定中组件
为驾驶员提供一个人工的气动载荷感觉力，并使偏转的舵面重新回到中立位
种类
弹簧式载荷感觉定中机构
凸轮式载荷感觉定中机构
配平系统改变控制舵面的中立位，消除杆力
舵面颤振
原因
舵面颤振是由作用在舵面上的力相互激励引起的
避免
静态平衡
平衡配重安装在铰链轴线前面
偏转角度
升降舵零位确定方法
首先将水平安定面设置在零位，之后使升降舵后缘与刻度板零位对齐
电驱动助力
用于舵面作动的备份操作
例如：备用襟翼预位电门设置到预位位置，备用襟翼控制电门和襟翼旁通活门通电，用于旁通液压马达防止液锁，再设置控制电门在放下或收上位，后缘襟翼电动马达驱动后缘襟翼作动
主飞行控制系统
功能
横滚操纵
副翼下垂
两侧襟翼伸出时，两侧副翼也随之对称的下偏，增加升力
可以减少飞机起飞和着陆速度和所需跑道长度，改善飞机的起飞和着陆性能
副翼失效
当飞行速度达到某一值时，操纵副翼产生的滚转力矩与机翼上气动力 引起的弹性变形产生的力矩相互抵消，
副翼反效
当飞行速度继续提高，操纵副翼产生的滚转力矩将小于在气动力作用下因机翼变形而产生的反方向力矩。此时副翼效应为负，起相反的作用。
两个驾驶盘底部柔性连接
位于中央操纵台
两个电门
预位电门
控制电门
配平时同时操纵
配平位置指示在驾驶盘顶部刻度上
每个副翼两个液压作动筒，激活＋阻尼
基本功能
偏航控制
巡航中的三个功能
配平飞机
协调转弯
副翼、方向舵、升降舵协同作动
偏航阻尼
抑制荷兰滚
偏转最大角：20°-30°
脚蹬
方向舵配平旋钮
由内置的弹簧加载在中立位，松开后自动回中
配平位置指示在配平旋钮旁边小屏幕
配平输入移动输入杆时，会在脚踏上产生位移反馈
偏航阻尼不会给脚踏产生位移反馈
偏航阻尼功能不受脚蹬输入和配平输入的影响
方向舵卸载装置根据空速限制方向舵可偏转的最大角度防止结构损伤
空速越大，最大行程越小
舵面三个液压作动筒同时工作
辅助飞行控制系统
水平安定面
电配平
水平安定面配平电门
位于驾驶杆外侧把手
配平位置指示在配平手轮旁带有指针的刻度
失效处置
若两个电门卡阻，可用切断电门防止安定面失控
若安定面配平计算机失效，可用备用配平电门
人工配平
安定面配平手轮
位于中央操纵台两侧
手轮向低头方向转动时，水平安定面上移，反之下移
襟缝翼系统
增加升力
福勒襟翼（后退襟翼）
空客
三开缝襟翼
波音
前缘襟翼（克鲁格襟翼）
可变弧度襟翼
缝翼
下垂前缘
襟翼控制手柄
手柄设置
巡航阶段
收上或巡航位置，0°
起飞阶段
起飞位置，10°-15°
增升，良好加速性
着陆位置
着陆位置，40°
最大升力和阻力，减速安全着陆
扰流板
在飞行中被用作速度刹车
飞行扰流板对称打开
作为滚转扰流板，协助副翼进行滚转操作
飞行扰流板单侧（副翼上偏一侧）打开
着陆后作为地面扰流板，卸载升力并增加阻力
飞行扰流板与地面扰流板全部打开
特定机型构型
B737共12块扰流板，由左至右依次编号为1-6号、7-12号，其中1、6、7、12号为地面扰流板，其余为飞行扰流板
警告与失速保护
起飞警告系统
要求
最大重量超过6000磅（约2721kg）的所有飞机以及喷气式飞机必须安装起飞警告系统
触发条件
飞机在地面且油门杆位于起飞位置时，若出现任一情况触发
减速板手柄未放下
停留刹车设定
地面扰流板有压力
前缘襟翼和缝翼未放下
后缘襟翼不在起飞位置
安定面超出绿区
音响告警组件发出间歇喇叭声进行起飞警告，直至飞行舵面处于正确位置或油门杆收回后停止
失速保护系统
功用
接近失速时发出告警
触觉（抖杆）、听觉（喇叭）、视觉（警告灯）中的两种或三种
失速期间，失速警告系统增加驾驶杆感觉力，保证飞行员不能轻易克服飞机的自动低头配平
失速警告系统组成
迎角传感器
马赫传感器
襟翼位置传感器
失速警告控制器
告警装置
包含部件
失速管理偏航阻尼器（SMYD）
驾驶杆抖杆器
方向舵感觉组件
失速警告测试面板
空中时失速警告测试被抑制
