第二章民用航空器

1、1第二章第二章 民用航空器民用航空器2主要内容一.飞机机体结构飞机机体结构 二.飞机系统飞机系统 三发动机四直升机3飞机机体结构飞机机体结构 n飞机的作用力飞机的作用力n 飞机主要作用力为两两成对的四个力组成n 升力与重力n 推力与阻力 4n重力重力n 它的大小等于飞机的重量，用G表示，它的方向总是向下指向地心n 飞机的结构应能承受比G更大的载荷因数 n升力升力 n由机翼和空气的相对运动而产生的 。5n阻力阻力n物体在空气中运动必然会遇到空气的抵抗，这种抵抗就是阻力n推力推力 n由发动机来提供由发动机来提供 6航班飞行的各阶段航班飞行的各阶段 航班飞行的阶段航班飞行的阶段 滑行滑行 起飞起飞

2、爬升爬升 巡航巡航 下降下降 着陆着陆 滑滑行行起飞起飞初初始始爬爬升升爬升爬升巡航巡航下降下降初始初始进近进近 最最后后进进近近着陆着陆 航班飞行的各阶段受力分析航班飞行的各阶段受力分析8飞机机体结构飞机机体结构 飞机的组成与功用飞机的组成与功用 9飞机机体结构飞机机体结构 n飞机的组成与功用飞机的组成与功用n五个主要部分组成n机翼n机身n尾翼n起落装置n动力装置 10飞机机体结构飞机机体结构 n功用功用n机翼机翼n主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行n也起一定的稳定和操纵作用n在机翼上一般安装有副翼和襟翼n操纵副翼可使飞机滚转n放下襟翼能使机翼升力增大n另外，机翼上还可安装发动机、起落

3、架和油箱等1112 副翼副翼(Aileron) 副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一小块可动的翼面 为飞机的主操作舵面，飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动 飞行员向左压驾驶盘，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13 襟翼（襟翼（Flap） 襟翼是靠增大机翼的弯度来获得升力增襟翼是靠增大机翼的弯度来获得升力增加的一种增升装置加的一种增升装置 当飞机在起飞时，襟翼伸出的角度较小，主当飞机在起飞时，襟翼伸出的角度较小，主要起到增加升力的作用，可以加速飞机的起要起到增加升力的作用，可以加速飞机的起飞，缩短飞机在地面

4、的滑跑距离飞，缩短飞机在地面的滑跑距离 当飞机在降落时，襟翼伸出的角度较大，可当飞机在降落时，襟翼伸出的角度较大，可以使飞机的升力和阻力同时增大，以利于降以使飞机的升力和阻力同时增大，以利于降低着陆速度，缩短滑跑距离。低着陆速度，缩短滑跑距离。14B737-600的双开缝后缘襟翼的双开缝后缘襟翼 15 扰流板（扰流板（Spoiler） 飞行员操纵时可以使这些板向上翻起飞行员操纵时可以使这些板向上翻起 增加机翼的阻力增加机翼的阻力 减少升力减少升力16空客空客319落地后减速板打开落地后减速板打开 17机身机身 机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备 还可将飞机的其它部件如尾翼、机

5、翼及发动机等连接成一个整体 18 尾翼尾翼 尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼 水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成 垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和可动的方向舵 尾翼的主要功用是用来操纵飞机俯仰和偏转 保证飞机能平稳地飞行 19起落装置起落装置 起落装置是用来支持飞机并使它能在地面和水平面起落和停放 陆上飞机的起落装置，大都由减震支柱和机轮等组成 它是用于起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机 20212223动力装置动力装置 动力装置主要用来产生拉力或推力，给航空器提供动力 其次还可以为飞机上的用电设备提供电源 为空调设备等用气设备提供气源 动力装置主要有四种 涡轮喷气发动机 涡轮风扇发

6、动机 涡轮螺旋桨发动机 涡轮轴发动机 2425Turbojet example:26Turbofan27Turbofan28Turboprop29303132turboshaft33其他组成 各种仪表 通讯设备 导航设备 安全设备等等34飞机机体结构飞机机体结构 飞机基本构件的结构飞机基本构件的结构 机翼的基本构造形式机翼的基本构造形式 蒙皮骨架式机翼 整体壁板机翼 夹层机翼。 35蒙皮骨架式机翼 3637 整体壁板机翼 机翼蒙皮与纵向骨架、横向骨架合并而成上下两块整体壁板 铆接装配1整体壁板；2襟翼；3副翼 38 夹层机翼 蜂窝夹层机翼1蜂窝夹芯蒙皮；2纵墙；3副翼；4翼肋实心夹层机翼1填料

7、；2蒙皮；3纵墙 39 夹芯蒙皮夹芯蒙皮 1塑料芯；塑料芯；2面板；面板；3蜂窝芯蜂窝芯 40飞机机体结构飞机机体结构 机身的构造形式机身的构造形式 蒙皮骨架式 整体壁板式 夹层式41 蒙皮骨架式机身 （a）桁梁式；（b）桁条式；（c）硬壳式1桁梁；2桁条；3普通隔框；4蒙皮；5加强隔框42 整体壁板机身将桁条、蒙皮、隔框做成一个整体 焊接起来的整体壁板机身 43 夹层机身芯可以是蜂窝结构芯也可以是泡沫塑料夹芯蒙皮的硬壳式机身 44飞机机体结构飞机机体结构 起落装置起落装置起落架的配置形式后三点式前三点式自行车式 45后三点式两个支点（主轮）对称地安置在飞机重心前面，第三个支点（尾轮）位于飞机

8、尾部前三点式两个支点（主轮）对称地安置在飞机重心后面，第三个支点（前轮）位于机身前部自行车式两个主轮分别安置在机身下飞机重心前后，另有两个辅助轮对称地装在机翼下面。461-飞机重心；2飞机纵轴；3主轮；4尾轮；5前轮；6辅助轮33547飞机机体结构飞机机体结构 起落架的构造起落架的构造起落架的组成减震器支柱机轮刹车装置收放作动筒481、减震支柱；、减震支柱；2、机轮；、机轮；3、撑杆；、撑杆；4、收放作动筒、收放作动筒 49飞机系统飞机系统 飞机系统主要包括 液压系统 燃油系统 空调系统 飞行操纵系统等 50飞机系统飞机系统 液压系统液压系统 飞机液压系统通常用来 收放起落架、襟翼、减速板 操

9、作机轮刹车 操纵舵面的偏转液压传动是一种以液体为工作介质，利用液体静压能来完成传动功能51机械传动液压助力式操纵系统电传（液压助力）操纵系统52飞机系统飞机系统 燃油系统燃油系统 燃油系统是为存储和输送动力装置所需燃料而设置的 燃油系统主要有如下功用 储存燃油 在规定的飞行条件下安全可靠地把燃油输送到发动机及APU 调整重心位置，保持飞机平衡和及机翼结构受力 冷却其它附件，作为冷却源 53飞机系统飞机系统 燃油系统燃油系统一架飞机完整的燃油系统包括两大部分 飞机燃油系统一般将由发动机直接驱动的燃油泵之前的燃油系统划归飞机燃油系统 发动机燃油系统飞机燃油系统主要由下列几个子系统组成 油箱通气系统

10、 加油/抽油系统 应急放油系统 供油（输油）系统 测量及指示系统 54 燃油系统燃油系统油箱及通气系统飞机油箱的作用是存储飞行所需的燃油油箱类型软油箱目前软油箱在大型民航运输机上很少采用硬油箱目前硬油箱通常作为大型飞机的中央辅助油箱（ACT）结构油箱55油箱类型结构油箱民航飞机的油箱大多采用结构油箱即油箱本身是飞机结构的一部分，利用机身、机翼或尾翼的结构元件直接构成的油箱结构油箱又被称为整体油箱56燃油系统燃油系统油箱及通气系统 一架民航飞机上会布置多个油箱中央油箱机翼主油箱在主油箱外侧设有通气油箱有些飞机还配有机尾配平油箱和中央辅助油箱 油箱布局 5758燃油系统燃油系统 油箱通气系统 当油

11、箱内的供油泵向发动机供油时，油箱油面会随之下降，若油箱密闭，油箱内就会形成负压，这种负压不仅会导致供油泵吸油困难，造成供油中断，还会造成油箱因外部气压大于油箱内气压而受到挤压，最终导致结构损坏通过油箱通气系统为油箱内通气，可以防止以上故障的出现59飞机系统飞机系统 燃油系统燃油系统加油/抽油系统现代飞机的加油方法有三种重力加油压力加油空中加油 60波音747-400加油系统 61飞机系统飞机系统 飞行操纵系统飞行操纵系统飞机飞行操纵系统是飞机上所有用来传递操纵指令，驱动舵面运动的所有部件和装置的总合用于飞机飞行姿态、气动外形、乘坐品质的控制飞行操纵系统由三个部分组成主操纵系统操纵副翼，方向舵和

12、升降舵以改变或保持飞机的飞行状态 辅助操纵系统操纵襟翼，缝翼，扰流板，水平安定面等活动面以分别达到增升、减速、卸升、配平等作用 警告系统62飞行操纵系统的组成63飞机绕三个轴的运动 646566飞机系统飞机系统 空调系统空调系统 飞机座舱空调系统的主要作用控制通往座舱空气的流量调节温度排除空气中过多的水分最后将空调空气分配到座舱的各个出气口座舱空调系统的组成 空气循环冷却系统冲压空气系统 温度控制系统再循环系统 座舱分配系统 67飞机系统飞机系统 飞机电子仪表装置飞机电子仪表装置飞机的电子仪表装置是飞机感知外部情况和控制飞行状态的核心保障飞行安全改善飞行性能自动辨别方向能在能见度很低的（502

13、00米）跑道上着陆电子设备还能选择最佳航线、最佳飞行状态还可向旅客提供视听娱乐和电话服务 飞机电子仪表装置按系统可分为通信系统导航系统飞行控制仪表系统。 68飞机电子仪表装置飞机电子仪表装置 通信系统用途是使飞机在飞行的各阶段和地面的航行管制人员、维修人员保持双向的语音和信号联系也提供了飞机内部人员直接和旅客联络服务它分为甚高频通信系统高频通信系统选择呼叫系统音频系统 69 通信系统 甚高频通信系统 它主要用于飞机在起飞、降落时或通过控制空域时机组人员和地面人员的双向语音通信 高频通信系统 用于飞行中保持与基地和远方航站的联络 70通信系统选择呼叫系统当地面呼叫一架飞机时，飞机上的选择呼叫系统

14、以灯光和音响通知机组避免了驾驶员长时间等候呼机或是由于疏漏而不能接通联系音频综合系统包括飞机的内部通话系统，如机组人员之间的通话系统对旅客的广播和电视等娱乐设施飞机在地面时机组和地面维护人员的之间的通话系统 71飞机电子仪表装置飞机电子仪表装置 导航系统导航是指飞机按照预定的航线，准确到达预定位置，完成飞行任务的方法导航系统广义上包括所有为飞机确定位置和方向的设备狭义上只包括航路上使用的设备在民航飞机上广义导航设备包括 罗盘系统 甚高频全向信标系统 仪表着陆系统 无线电着陆系统 无线电高度表 测距仪 气象雷达 惯性基准系统 72导航系统 飞机的罗盘系统 罗盘是用来为飞机定向的仪表 测距机测距机

15、是利用飞机和地面测距台之间的无线电波往返所用去的时间来测定飞机和测距台之间的距离 。 73飞机测距原理图 74 导航系统 无线电高度表无线电高度表是用无线电波的反射回波测量飞机与大地表面之间的实际高度在起飞和进近着陆期间使用 75 导航系统 甚高频全向信标系统（VOR） 这种系统是一种测向系统组成 机载的全向信标接收机 地面的全向信标台76 导航系统 仪表着陆系统（ILS）作用 引导飞机沿着正确的航道下滑、着陆 仪表着陆系统图仪表着陆系统图 77 导航系统气象雷达 作用是探测气象情况障碍物地形状况 78 导航系统惯性基准系统惯性基准系统由加速度计和陀螺再配以快速的计算机处理系统组成加速计用于测

16、量飞机的3个平移运动加速度，指示当地地垂线的方向陀螺仪用于测量飞机的3个转动运动的角位移，指示地球自转轴的方向计算机对测出的加速度进行两次积分，计算出飞机的位置 79 应答机 应答机是机载设备和地面航空管制雷达配合使用的设备二次雷达向飞机发出询问信号 机上的应答机就被触发 应答机根据地面询问的模式自动产生应答脉冲信号 向地面雷达报告飞机的代码和飞行高度80飞机电子仪表装置飞机电子仪表装置 飞行控制仪表系统 提供飞机的各种信息和数据使驾驶员及时了解飞行情况对飞机进行控制81飞机系统飞机系统 电气系统电气系统飞机的电气系统是指飞机的供电和用电设备系统 电气系统包括电源配电用电82 电气系统电气系统

17、电源系统电源系统 电源系统分为直流电源系统和交流电源系统 现代飞机大多采用交流电源系统 83 电气系统电气系统配电线路系统配电线路系统这个系统包括导线组成的电网各种配电器接头检查仪表84 电气系统电气系统用电设备机上的用电设备主要有电动机电子仪表设备照明系统加热设备85用电设备电动机飞机上大量使用各类不同的电动机启动发动机操纵舵面、襟翼、起落架通风直流电动机和交流电动机都在使用 86用电设备 仪表电源 照明系统 电加热设备机上的电加热设备主要用于防冰和加温 发动机加热防冰 空速管、风挡玻璃电热防冰 食品加热 冲水盥洗室防冰87发动机发动机飞机能够飞行飞机能够飞行 推力推力 升力升力动力装置动力

18、装置是指为飞机飞行提供动力的整个系统是指为飞机飞行提供动力的整个系统 发动机是其最主要的组成部分发动机是其最主要的组成部分航空发动机分为两大类航空发动机分为两大类 活塞式发动机活塞式发动机 喷气式发动机喷气式发动机喷气式发动机分为喷气式发动机分为活塞式发动机活塞式发动机涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机涡轮风扇式发动机涡轮风扇式发动机涡轮轴式发动机涡轮轴式发动机88 航空活塞式发动机都是四冲程 基本构件 气缸、活塞、曲轴和连杆活塞式发动机活塞式发动机基本原理汽油在汽缸中燃烧，形成高温气体，气体膨胀做功，推动活塞在汽缸中向下运动，活塞带动连杆，连杆连在曲轴上，使曲轴转动

19、，曲轴继续转动，使活塞又向上移动，然后，再开始点火，使活塞式再向下运动，这样往复不断，就把汽油燃烧的热能转化为曲轴转动的机械能四个冲程构成一次循环进气冲程压缩冲程工作冲程排气冲程89 进气行程进气行程 活塞从上死点运动到下死点，进气活门开放而排气活门关闭，雾化了活塞从上死点运动到下死点，进气活门开放而排气活门关闭，雾化了的汽油和空气的混合气体被下行的活塞吸人气缸内的汽油和空气的混合气体被下行的活塞吸人气缸内 压缩行程压缩行程 活塞从下死点运动到上死点，进气活门和排气活门都关闭，混合气体活塞从下死点运动到上死点，进气活门和排气活门都关闭，混合气体在气缸内被压缩在上死点附近，由装在气缸头部的火花塞

20、点火在气缸内被压缩在上死点附近，由装在气缸头部的火花塞点火膨胀行程膨胀行程混合气体点燃后，具有高温高压的燃气开始膨胀，推动活塞从上死点混合气体点燃后，具有高温高压的燃气开始膨胀，推动活塞从上死点向下死点运动向下死点运动在此行程，燃烧气体所蕴含的内能转变为活塞运动的机械能，并在此行程，燃烧气体所蕴含的内能转变为活塞运动的机械能，并由连杆传给曲轴，成为带动螺旋桨转动的动力由连杆传给曲轴，成为带动螺旋桨转动的动力所以膨胀行程也叫做功行程所以膨胀行程也叫做功行程排气行程排气行程活塞从下死点运动到上死点，排气活门开放，燃烧后的废气被活塞排活塞从下死点运动到上死点，排气活门开放，燃烧后的废气被活塞排出缸外

21、出缸外当活塞到达上死点后，排气活门关闭当活塞到达上死点后，排气活门关闭此时就完成了四个行程的循环此时就完成了四个行程的循环活塞式发动机的工作过程活塞式发动机的工作过程90 1气缸；2-活塞；3-进气门；4-进气阀；5-排气门；6-排气阀；7-连杆；8-曲轴活塞式发动机活塞式发动机91 进气系统进气系统 进气系统内常装有增压器来增大进气压力进气系统内常装有增压器来增大进气压力 燃料系统燃料系统 燃料泵将汽油压入气化器，汽油在此雾化并与空气混合进入气缸燃料泵将汽油压入气化器，汽油在此雾化并与空气混合进入气缸 点火系统点火系统 点火系统由磁电机产生的高压电在规定的时间产生电火花，将气缸内点火系统由磁

22、电机产生的高压电在规定的时间产生电火花，将气缸内的混合气体点燃的混合气体点燃 冷却系统冷却系统 冷却系统的作用就是将这些热量散发出去冷却系统的作用就是将这些热量散发出去 启动系统启动系统 将发动机发动起来，需要借助外来动力将发动机发动起来，需要借助外来动力 定时系统定时系统 定时系统是由曲轴带动凸轮盘推动连杆和摇臂，定时将进气活门和排气定时系统是由曲轴带动凸轮盘推动连杆和摇臂，定时将进气活门和排气活门开启和关闭的系统活门开启和关闭的系统 润滑系统润滑系统 活塞式发动机的系统活塞式发动机的系统92 活塞发动机和螺旋桨在一起才构成了飞机的推进系统 螺旋桨是在流体中产生拉力的机构 它用于液体中也用于

23、气体中 严格地讲飞机上的螺旋桨应该称为空气螺旋桨螺旋桨螺旋桨93 推力的产生 发动机内的气体燃烧膨胀向后排出产生反作用力 能量的转化 由燃油燃烧的热能转化为机械能 涡轮喷气式发动机发动机94 组成 进气道 压气机 燃烧室 涡轮 尾喷管涡轮喷气式发动机发动机95 进气道的功用 在各种状态下，将足够量的空气，以最小的流动损失，顺利地引入压气机进气道进气道96 亚音速进气道组成 壳体 前整流锥防冰系统防冰系统防止冰的生成防止冰的生成 需要防冰的部位需要防冰的部位进气整流罩进气整流罩前整流锥前整流锥压气机的进气导向器压气机的进气导向器防冰方法的有两种防冰方法的有两种涡轮喷气发动机一般采涡轮喷气发动机一般采用热空气防冰用热空气防冰涡轮螺桨发动机采用电涡轮螺桨发动机采用电加温或热空气与电加温混加温或热空气与电加温混合型合型 97 轴流式压气机 离心式压气机压气机的分类压气机的分类使空气的压力增高使空气的压力增高压气机的作用压气机的作用98 静子 转子轴流式压气机组成轴流式压气机组成99转子和静子的组成转子和静子的