飞行操纵品质-主操纵面上的附加装置

飞机主操纵面上的附设装置主要内容一、质量平衡二、气动补偿三、气动平衡一、质量平衡1重力平衡的目的2重力平衡的方法重力平衡是在操纵面前缘内部加配重，使操纵面的重心前移，移到转轴之前。目的是防止颤振。1重力平衡的目的颤振是飞机结构在均匀气流中，由于弹性力、惯性力和气动力的耦合作用而发生的一种自激振动。当激振力对结构所做的功等于或大于阻尼力所消耗的能量时，就会发生颤振。什么是颤振？何时会发生颤振？为什么要防止颤振？颤振时，振幅保持定值或越来越大，结果会在很短时间内导致灾难性的结构毁坏，带来严重的后果飞机上有各种振动运动的组合都可能产生颤振。哪里会发生颤振？歼8实验：1:43-2:40/x/page/n0710i7s7x0.html?sf=uri塔科马大桥1:25-结束/x/page/k0965758tp5.html?sf=uriF/x/page/s0920flxw6y.html?pcsharecode=&sf=uri举例-机翼弯曲副翼颤振假设机翼是可以产生弯曲变形的弹性体，而在抗扭方面是绝对刚硬的。副翼可绕其转轴

自由转动，而且副翼重心在转轴之后颤振分析激振力产生过程分析机翼弯曲振动时，副翼的偏转情况（结合飞机距离给出）机翼弯曲振动中还有减振力作用。首先是结构振动时产生的内摩擦，不断把振动能量变为热能消耗掉。但摩擦力的大小与飞机飞行速度无关。另外，机翼上下弯曲振动，改变相对来流的迎角，产生附加气动升力与机翼振动方向相反，也是起阻尼作用的减振力。这个减振力与飞行速度的一次方成正比。减振力分析随着飞行速度的提高，激振力和减振力都在增加，但激振力比减振力增加得快。飞行速度较低时，激振力小于减振力，机翼弯曲振动会很快收敛。当飞行速度达到某一值（颤振临界速度）时，激振力等于减振力，机翼弯曲振动不收敛也不发散，保持等幅振动，也就发生了颤振。而当飞行速度再继续提高，激振力大于减振力，机翼弯曲振动振幅急剧加大,结构很快就会发生破坏。为防止颤振的发生，最简单最有效的方法之一是在操纵面上加配重，使操纵面重心移到转轴之前1.下列哪几项是防止机翼弯曲副翼颤振的措施?(

)A.提高飞机的飞行速度。B.加大机翼的刚度。C.在副翼上加配重,使副翼重心移到转轴之前。D.在副翼上加重配重,使副翼重心移到转轴之后。答案：B、C2重力平衡的方法集中配重分散配重增加重量少，重心前移效果显著,但突出在气流中，会增加阻力，防止颤振效果差所需配重物的重量大，但气动外形好，防颤振效果好，高速飞机应用广也可以分为固定配重和可调配重分散式配重二、气动补偿在无助力的操纵系统中，操纵舵面上受到的力要按一定比例传递到驾驶杆上。随着飞机飞行速度的提高和飞机尺寸、质量的增加，驾驶杆的操纵力矩将增大，这样就加重了驾驶员的劳动强度，甚至达到了力不能及的程度。气动补偿的目的就是要减小铰链力矩，减轻驾驶员操纵飞机的疲劳程度。1铰链力矩2气动补偿的方式轴式补偿角式补偿内封补偿随动补偿片弹簧补偿片所谓铰链力矩就是操纵面上的空气动力与它到操纵面转轴垂直距离(力臂)的乘积。所谓操纵力矩就是加到转轴摇臂上的力与它到转轴距离的乘积。(Mc=P×h)

1铰链力矩(Mp=要求：Mc>Mj（Mj=F×d）2气动补偿的方式轴式补偿轴式补偿是构造简单和常用的一种气动补偿方法将操纵面的转轴从操纵面前缘向后移到某一位置。当操纵面绕转轴偏转时，转轴前后两部分同时产生空气动力，形成绕转轴方向相反的两个力矩，使舵面的铰链力矩减小，起到气动补偿的作用。轴式补偿缺点是当操纵面偏转时，它与前面固定翼面之间形成间隙，会使操纵面效率降低，这种不利影响会随着速度的增加而趋于严重。应根据必要的机动性能和操纵性能，适当选择轴式补偿度（S补偿/S操纵面=0.20-0.25）。要确保在操纵面最大偏角时，其前缘不能突出翼形外表面之外，否则会引起阻力增加和过度补偿，而且在高速时会提前产生激波。在操纵面的外侧部位（或上侧部位），操纵面的一部分向前伸出，伸到操纵面转轴之前，形成一个角。这个角的面积一般约占操纵面面积的6-12%角式补偿当操纵面偏转时，外伸角部分上的气动力对转轴力矩与操纵面上气动力对转轴的力矩方向相反，减小总铰链力矩，起到气动补偿的作用方向舵角式补偿升降舵角式补偿角式补偿形式结构简单，但操纵面偏转时，角部分突出在翼外形之外，将产生涡流，增加阻力，而且还会引起操纵面振动。内封补偿一般用在副翼上；内封补偿两种形式密封布式平衡板式它是利用副翼前缘和机翼后部之间的空腔，在空腔中安装有摆板、平衡板(平衡板式的)，或气密玻璃纤维布(密封布式的)，将空腔分成上、下不通气的两个室。结构特点当副翼向下偏转时，下部压强大，上部压强小，在空腔下部的压强比上部大，因而形成了上下压强差。这一压强差作用在补偿面上，正好使它产生一个绕副翼转轴的力矩，帮助驾驶员克服铰链力矩。工作原理内封补偿的补偿面积可以达到副翼面积的50%,补偿度高。不露出机翼表面，气动外形好，增加阻力不大。也不会在副翼前缘和机翼之间形成间隙而降低副翼的效率。还可以在补偿面上安装配重，达到很有效的重力平衡的效果。因为副翼偏转不能露到机翼表面之外，使用内封补偿使副翼上下偏转角度受到了限制。内封补偿空腔里的部件——摆板、平衡板或气密玻璃纤维布要经常进行检査和维修，看是否有积水、磨损、锈蚀、透气等现象，比的气密胶布易于磨损，这相对增加了作量特点随动补偿片又称为“随动调整片”或“补偿调整片”。它是补偿装置的一种，装在操纵舵面(例如升降舵)后缘的一块可偏转小翼面(有自己的转轴)，它可以绕支持在操纵面上饺链形成的轴线转动，并通过一根刚性连杆与前面固定翼面相连当驾驶员偏转主操纵面时，由于刚性连杆的作用，迫使补偿片向相反的方向偏转。这样，补偿片上气动力对自身转轴的力矩由刚性连杆轴力对补偿片转轴的力矩来平衡，而补偿片上气动力与刚性连杆轴力的合力作用在补偿片转轴上，此力对操纵面转轴的力矩正好与操纵面上的铰链力矩方向相反，减小铰链力矩，起到气动补偿的作用工作原理随动补偿片对操纵面的气动补偿与操纵力大小无关。只要操纵面偏转，随动补偿片就向相反方向偏转，进行气动补偿。在操纵力比较小的情况下，有时并不需要补偿，否则驾驶员将得不到适当的偏转操纵面的感觉。因此需要一种能根据操纵力的大小控制进行补偿的装置，这就是弹簧补偿片。特点弹簧补偿片操纵面的操纵摇臂铰接在操纵面转轴上，是一个可绕转轴转动的杠杆。摇臂上端与操纵拉杆相连，而下端则通过一个弹簧筒与操纵面上的承力件相连。摇臂的下端还通过一个长度不变的传动杆与补偿面上的摇臂相连。构造工作原理当操纵力较小时,操纵拉杆通过摇臂作用在弹簧筒中弹簧上的力不能将弹簧拉开，此时弹簧筒就是一个刚性连杆，力通过它传到操纵面承力件上，带动操纵面偏转，传动杆带动补偿片随操纵面同向偏转，不起气动补偿的作用当操纵力达到一定值时，操纵拉杆通过摇臂作用在弹簧筒中弹簧上的力将弹簧拉开，弹簧不但把力传给操纵面的承力件，使操纵面偏转，而且由于弹簧筒长度的改变，操纵面上的摇臂相对操纵面发生转动，摇臂下端点发生移动，通过传动杆带动补偿片向相反方向偏转，进行气动补偿。操纵力达到什么值，补偿片才进行气动补偿，取决于弹簧筒内弹簧初始张力的大小。通过选定弹簧的初始张力，就可以将气动补偿控制在一定范围内2.下列关于气动补偿的哪个说法是正确的?(

)A.随动补偿片偏转方向与舵面偏转方向相同。B.内封补偿面不会降低舵面的操纵效率。C.角式补偿的作用是防止飞机尾翼发生颤振。D.配平调整片的作用是降低飞机的阻力。答案：B三、气动平衡气动平衡是指在飞机处于某一飞行状态时，完全消除驾驶杆力，实现松杆飞行。气动平衡与气动补偿有什么区别？气动平衡有哪些装置形式？气动平衡与气动补偿的区别一是它们的功能不同气动平衡是在飞机达到某一飞行状态后，将铰链力矩完全抵消掉，驾驶员松杆，飞机仍保持这一飞行姿态；而气动补偿则是在驾驶员偏转操纵面，对飞机进行操纵时，减小铰链力矩，减轻驾驶员操纵飞机的劳动强度。二是操纵方式上不同气动平衡装置不是随操纵面偏转来起作用，而是驾驶员通过独立的配平手轮或配平电门等来操纵。调整片固定调整片配平调整片随动配平补翼可变安装角的水平安定面气动平衡装置1调整片固定调整片

由于生产制造误差，造成飞机结构重力不平衡、气动外形不对称等，使飞机试飞时，驾驶员感到飞机上存在某种不平衡力矩。根据试飞结果，改变固定调整片弯曲角度，以消除这些不平衡。这些调整片飞行中不能改变配平调整片配平调整片是指安装在操纵面后面的一个小翼面，可绕其支持在操纵面上的饺链形成的轴线转动。驾驶员使用配平手轮或电门驱动电动机或涡轮螺杆来控制。配平调整片结构外形配平调整片工作原理驾驶员根据飞行情况，将操纵面偏转某一角度，达到一个稳定飞行状态，然后就可通过配平手轮或电门偏转配平调整片。调整片转动方向与操纵面转动方向相反。调整片上产生的气动力对操纵面转轴的力矩与操纵面的饺链力矩方向相反，驾驶员逐渐偏转调整片，直到铰链力矩完全被抵消，驾驶杆上没有力的感觉为止。此时驾驶员可松杆，操纵面仍保持在被偏转的位置上，飞机即可在这一状态下进行松杆飞行。如果飞机要在新的飞行状态下获得平衡，则必须重新改变调整片相对操纵面的角度。结构特点2随动配平补翼调整片通过一刚性连杆与固定翼面上的摇臂相连，而摇臂又受到配平操纵机构的控制。是一种将随动补偿和配平两种功能结合起来的调整片工作原理驾驶员偏转操纵面时，由于刚性连杆的作用，调整片向相反方向转动，起到气动补偿的作用。当飞机达到某一飞行状态后，驾驶员再通过配平操纵，转动摇臂，使调整片继续向相反方向偏转，以完成抵消铰链力矩，达到在这一飞行状态下的松杆飞行。这种水平安定面与一般水平尾翼的安定面不同，它的后梁固定在一个铰链支承上，前梁的下方通过万向节与水平安定面配平作动器相接。3安装角可变的水平安定面这是目前高速大型飞机常釆用的一种气动配平的装置。驾驶员可通过配平手轮、

配平作动器升高或降低前梁的支点，使安定面绕后梁的铰支点转动，改变其安装角，达到纵向配平的目的。水平安定面的安装角变化范围一般在-12°~+3°之间结构特点为什么采用水平安定面改变安装角方式？高速大型运输机，机身较长，重量大，重心位置变化范围也较大，又要求有足够的静稳定性特别是在飞机起飞和着陆阶段，为了使飞机起飞离地或保持较大迎角着陆，都需要升降舵向上偏转较大角度若飞机机身过长，重量较大，重心又较靠前，所需要的偏转角度可能就超过了升降舵偏转角度的允许范围。改变升降舵偏角进行纵向力矩配平比较困难为了解决这个问题，釆用了可变安装角的水平安定面。人工操纵的具体工作情形起飞前驾驶员根据飞机重量配平报告和缝翼、襟翼位置，用配平手轮将水平安定面的安装角调整到需要值，这样当飞机在地面滑跑加速达到前轮离地速度时，只要操纵升降舵使它稍向上偏，就能产生足够的抬头力矩，使机轮离地。到达巡航高度后，又可将安定面的安装角调到巡航时纵向平衡所需要的角度。着陆下滑时，又可将安定面的安装角调到着陆时需要的角度，以保持飞机着陆时大迎角的飞行姿态。自动驾驶仪进行的俯仰配平也是通过改变安定面的角度进行的。工作过程：自动驾驶仪操纵升降舵偏转，根据升降舵偏转的角度发出相应的指令给安定面配平控制组件，带动安定面偏转，进行飞机的俯仰配平。在起飞过程中，通过改变安定面的角度，实现自动配平，保证速度的稳定性，就是速度配平。在飞机起飞过程中，飞机襟翼放出，飞行的速度比较低。在自动驾驶仪并没有工作的情况中，由于飞行速度的变化，飞机出现纵向不平衡的情况时，根据空速信号通过安定面配平控制组件改变水平安定面的安装角，实现飞机的自动纵向配平。速度配平在起飞过程中使用比较频繁。自动驾驶的工作情形3.关于配平调整片,下列说法哪是正确的