飞机结构与机械系统课件 主飞行控制系统4-43

M3飞机结构与系统231.副翼2.方向舵3.偏航阻尼器4.升降舵M3.3.2.5

主飞行控制系统课时：4学时13M3.3.2飞机操纵系统M3.3.2.5主飞行控制系统

作用：作为飞机的主操纵舵面之一，通过操纵左右副翼使其差动偏转，进而产生滚转力矩，与飞行扰流板协同工作，提供飞机的滚转或横向控制。1.副翼在每侧机翼后缘外侧可作动的翼面，称之为副翼。23M3.3.2.4主飞行控制系统1.副翼

如图所示，机组通过转动驾驶盘发出控制指令，通过钢索和机械连杆将指令传输至动力控制组件，再由液压系统驱动副翼偏转。左压驾驶盘，左边副翼上偏，右边副翼下偏，飞机向左滚转；反之，向右压驾驶盘右副翼上偏，左副翼下偏，飞机向右滚转。1）副翼的操控23M3.3.2.4主飞行控制系统1.副翼

飞行速度的变化、飞机重心的改变和气动外形的改变都会导致飞机力矩的不平衡，影响飞机的正常飞行。机组长时间操纵驾驶盘会产生疲劳，配平的作用就在于消除不平衡力矩和杆力，以减轻机组的工作负荷。2）副翼的配平

机组可以通过中央操纵台上的配平电门控制副翼人工配平。有两个副翼配平电门，一个是预位电门，另一个是控制电门。只有当副翼配平的预位电门接通时，控制电门才能通电。通过操作控制电门，输出控制指令到配平作动器，进而作动副翼。23M3.3.2.4主飞行控制系统1.副翼3）副翼位置指示

副翼的位置指示显示在显示屏上。副翼配平或中立位置显示在驾驶盘顶部的刻度上。中立位置根据飞机的姿态而变化，但不会超出刻度的范围。23M3.3.2.4主飞行控制系统1.副翼

电传操纵系统：操纵侧杆控制飞机进行滚转。控制指令由侧杆传输至副翼控制计算机，计算机进行计算后通过伺服活门控制副翼作动筒，由液压系统驱动副翼偏转，并且计算机负责监视副翼位置，完成闭环控制。4）电传操纵系统23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵方向舵位于飞机垂直安定面后部，一般采用铰接的方式安装在垂直安定面后梁。机组可通过脚蹬踏板操纵方向舵左右偏转，从而控制飞机航向。操纵方向舵向左偏转，气流产生一个使机尾向右的力矩，使机头向左，改变了飞机航向，反之亦然。机组也可以利用方向舵配合机翼进行横滚操纵，起到部分替代副翼的作用。

方向舵的基本功能是实现偏航控制，即围绕立轴控制飞机。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵1）方向舵控制

采用机械传动系统的飞机上，方向舵由驾驶舱内的两对脚蹬控制。每对脚蹬由左右两个脚蹬踏板组成，两对脚蹬机械相连，确保在同一套钢索传输机构上实现双路方向舵指令输入。

踩动任何一个左脚蹬踏板都可以将方向舵向左移动，这将使飞机围绕立轴向左旋转。踩动任何一个右脚蹬踏板，方向舵向右移动，从而使飞机围绕立轴向右旋转。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵1）方向舵控制

如所示，前推左侧脚蹬，右侧脚蹬同步后移，控制输入传递给方向舵，此时不会产生刹车指令。每侧的脚蹬安装在相应的支撑臂上，支撑臂通过推拉杆，传递控制输入至前方向舵扇形盘。

前方向舵扇形盘通过钢索传递控制指令到方向舵。若飞机在地面，则该操作同时作动前轮转弯；若飞机在空中，则通过离合装置断开其对前轮转弯的控制。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵1）方向舵控制

同时踩下两个脚蹬，输入信号通过推拉杆操纵刹车系统，此时不会对方向舵产生控制指令。位于中央操纵台上的方向舵配平旋钮用于改变方向舵的中立位置，即方向舵配平。

方向舵配平旋钮由内置的弹簧保持在中立位置。配平中立电门用于复位配平指令。在某些飞机上，该电门被称为方向舵配平复位电门。方向舵配平功能是方向舵配平计算机通过电动操作完成。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵1）方向舵控制采用电传操纵系统的飞机上，保留脚蹬作为方向舵备用控制或人工超控方式。在正常情况下，方向舵控制计算机自动完成其控制功能。

此时计算机将配平、协调转弯和偏航阻尼指令通过配平作动筒和偏航阻尼作动筒转换成机械位移指令，并通过三个液压作动筒驱动舵面进行偏转。在正常情况下，三个作动筒同时工作，如果单个或两个作动筒失效的情况，方向舵依然可以偏转。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵1）方向舵控制23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵2）方向舵指示在部分飞机上，方向舵的位置显示在发动机指示与机组警告系统（EngineIndicationAndCrewAlertingSystem，EICAS）显示器上。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵2）方向舵指示

而在其他一些飞机上，方向舵的位置显示在下ECAM飞行控制系统页面，此处可以显示出方向舵位置、行程限制以及配平位置。配平位置还显示在中央操纵台方向舵人工配平旋钮旁的小显示屏上。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵

23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵3）偏航阻尼

输入杆的一侧接收来自方向舵脚蹬和方向舵感觉配平组件的输入，另一侧输出至曲柄连杆。曲柄连杆在输入杆上有一个转轴点。曲柄连杆接收来自输入杆和偏航阻尼杆的输入，并输出指令到方向舵卸载装置。偏航阻尼柄通过偏航阻尼杆将来自偏航阻尼作动器的输出传输到曲柄连杆。

注意，偏航阻尼柄与输入杆共享一个转轴，但没有机械连接。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵3）偏航阻尼

来自脚蹬的输入作动输入杆，输入杆向上或向下作动曲柄连杆，曲柄连杆通过输出杆将控制指令传输到卸载装置和方向舵伺服作动器。

偏航阻尼信号通过偏航阻尼作动器、偏航阻尼柄和偏航阻尼杆传送到曲柄，然后经过曲柄输出。曲柄连杆绕其轴旋转并作动输出杆。23M3.3.2.4主飞行控制系统2.方向舵3）偏航阻尼

随着空速的增大，方向舵承担的气动载荷也逐渐增大，方向舵结构损坏的可能性也会增加。方向舵卸载装置根据空速限制方向舵可偏转的最大角度来防止结构损伤。

如下图所示，随着空速的增加，方向舵的最大行程逐渐被限制在更小的角度，以保障飞行安全。23M3.3.2.4主飞行控制系统3.升降舵

升降舵位于飞机水平尾翼后部，其主要作用是控制飞机的俯仰运动。当需要飞机抬头向上飞行时，驾驶员操纵升降舵向上偏转，此时升降舵所受到的气动力向下，使飞机产生一个抬头的力矩。反之，如果驾驶员操纵升降舵向下偏转，飞机就会在气动力矩的作用下低头。

飞机绕俯仰轴的控制是通过升降舵来实现的。在大型飞机上，水平安定面也可以实现飞机的俯仰控制。23M3.3.2.4主飞行控制系统3.升降舵23M3.3.2.4主飞行控制系统3.升降舵升降舵位置显示在发动机指示与机组警告系统（EngineIndicationAndCrewAlertingSystem，EICAS）上。23M3.3.2.4主飞行控制系统3.升降舵

升降舵感觉力系统通过防止机组在空中大行程的前后操纵驾驶杆，以避免飞机俯仰角度过大，提高乘客的舒适度并保证飞行安全。为了实现这个功能升降舵感觉力系统必须随飞机