第三章-飞行操纵系统

第3章飞行操纵系统3.1飞行操纵系统概述1、定义：

飞机飞行操纵系统是飞机上用来传递操纵指令，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。2、操纵系统功用

驾驶员通过操纵飞机的各舵面和调整片实现飞机绕纵轴、横轴和立轴旋转，以完成对飞机的飞行状态控制。

飞行操纵系统分为三个环节：

中央操纵机构

传动机构驱动机构

产生操纵指令

传递操纵指令驱动舵面运动3、飞行操纵系统分类（1）根据操纵信号来源不同：

人工飞行操纵系统，其操纵信号由驾驶员发出。飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统；增升、增阻操纵系统；人工配平系统等。

自动飞行控制系统，其操纵信号由系统本身产生，对飞机实施自动和半自动控制，协助驾驶员工作或自动控制飞机对扰动的响应。自动驾驶仪；发动机油门自动控制结构振动模态抑制系统。

（2）根据信号传递方式机械操纵系统

钢索、传动杆等机械部件传递电缆传递

电传操纵系统（3）根据驱动舵面运动方式简单机械操纵系统(无助力)

助力操纵系统液压助力（有回力/无回力）电驱动（4）根据舵面的类型

副翼横滚操纵主操纵系统升降舵俯仰操纵方向舵偏航操纵襟翼、缝翼增升装置操纵辅助操纵系统扰流板扰流板操纵安定面配平操纵

偏航俯仰横滚B737副翼及其调整片

A320扰流板

5.对飞行操纵系统的要求一般要求：重量轻、制造简单、维护方便；具有足够的强度和刚度。特殊要求：保证驾驶员手、脚操纵动作与人类运动本能相一致；纵向或横向操纵时彼此互不干扰；脚操纵机构能够进行适当调节；有合适的杆力和杆位移；启动力应在合适的范围内；系统操纵延迟应小于人的反应时间；应有极限偏转角度止动器；所有舵面应用“锁”来固定。

用于锁住传动机构某个部位，从而防止舵面移动。常位于驾驶舱内。内部舵面锁操纵机构锁用于锁住操纵机构，从而防止舵面和传动机构移动。3.2飞机操纵系统的三个环节中央操纵机构—由驾驶员直接操纵的部分：手操纵机构：驾驶杆/驾驶盘 控制副翼和升降舵脚操纵机构：脚蹬 控制方向舵传动机构—将操纵信号传到舵面：机械传动电传动舵面驱动机构简单机械式操纵系统助力液压操纵系统电力驱动系统3.3.1中央操纵机构

1.手操纵机构驾驶杆式手操纵机构推、拉杆升降舵；左、右压杆副翼。横纵向操纵的独立性

驾驶杆要操纵升降舵和副翼，但两者不会互相干扰。

独立性分析驾驶杆左右摆时，传动杆沿着以b-b线为中心轴，以c点为顶点的锥面运动；由于圆锥体的顶点c到底部周缘上任一点的距离相等，所以当驾驶杆左右摆动时，摇臂1不会绕其支点前后转动，因而升降舵不会偏转！

驾驶盘式手操纵机构推、拉升降舵；左、右转动副翼。独立性分析左右转动驾驶盘时，支柱不动，升降舵不会偏转；前推或后拉驾驶盘时，由于和横管平行的一段钢索与轴线a-a是重合的，钢索不会绷紧或放松，不会使副翼偏转。1.手操纵机构驾驶杆结构简单，便于操纵，但是不便于增大驾驶杆倾斜角的的办法来减小操纵副翼时的杆力；适用于机动性能较好而操纵时费力较小（或装有助力器）的飞机驾驶盘结构复杂，但可以从过增大驾驶盘的转角，使操纵副翼胜利，但是时间长；适用于操纵时费力较大而机动性能要求较低的中型和大型飞机2.脚操纵机构平放式脚蹬脚蹬安装在由两根横杆和两根脚蹬杆组成的平行四边形机构上；平行四边形机构的作用： 保证在操纵方向舵时，脚蹬只作平移而不转动，便于飞行员操纵。立放式脚蹬蹬脚蹬时，通过传动杆和摇臂等构件的传动使方向舵偏转；由于传动杆和摇臂等的连接，左右脚蹬的动作是协调的！2.脚操纵机构手操纵机构与脚操纵机构的匹配驾驶杆驾驶盘平放式脚蹬平放式脚蹬为了取得较大的操纵力臂，两脚蹬之间距离较大；与左右活动范围较大的驾驶杆配合使用！立放式脚蹬通过增长与脚蹬连接的摇臂来获得足够的操纵力臂的，两脚蹬之间距离较小；多与驾驶盘配合使用！

驾驶盘和脚蹬示意图3.飞行主操纵原理后拉驾驶盘，升降舵上偏，机头上仰；前推驾驶盘，升降舵下偏，机头下沉；左转驾驶盘，左副翼上偏，右副翼下偏，飞机左倾；右转驾驶盘，左副翼下偏，右副翼上偏，飞机右倾；蹬左脚蹬，方向舵左偏，机头左偏；蹬右脚蹬，方向舵右偏，机头右偏。3.2.2传动机构传动机构功用：前端设备的信号传送到尾端设备（即各个陀面）机械传动机构类型软式传动硬式传动混合传动电传操纵机构

软式传动：靠钢索张力传递操纵力，必须有两个钢索构成回路，轮流起作用，一根主动，一根被动。软式传动系统软式传动应用

某些小型飞机大型运输机硬式传动系统

硬式式传动：靠传动杆传动操纵力，传动杆受拉力或压力。传动杆由金属制成，刚度较大。硬式传动应用某些小型飞机（如TB20）高速飞机（如战斗机）

机械传动机构比较优点缺点软式构造简单，尺寸较小，重量较轻;比较容易绕过机内设备！刚度较小，弹性间隙；操纵灵敏度差；钢索在滑轮处容易磨损！硬式刚度较大；铰接点用滚珠轴承减小摩擦力，并消除间隙；具有较佳的操纵灵敏度！构造复杂，重量加大；难于“绕”过机内设备；易与发动机发生共振！混合兼有硬式和软式的优点和缺点！1.软式传动机构主要构件（1）钢索

钢索由钢丝编成，只承受拉力，不能承受压力。在软式传动机构中，用两根钢索构成回路，以保证舵面能在两个相反的方向偏转.

构造和规格

钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）弹性间隙钢索承受拉力时，容易伸长。由于操纵系统的弹性变形而产生的“间隙”称为弹性间隙；钢索的弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性；解决：钢索预紧

钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）

钢索预加张力随温度变化飞机机体外载荷及周围气温变化会使机体结构和操纵系统钢索产生相对变形，导致钢索变松或过紧。变松将发生弹性间隙，过紧将产生附加摩擦。解决：松紧螺套（小型飞机）钢索张力自动调节器封闭式钢索松紧螺套 作用：调整钢索的预张力检查小孔作用

调松钢索时，螺杆末端不应超过小孔的位置

钢索张力补偿器

功用：保持钢索的正确张力。封闭式钢索将普通的挠性钢索和挤压在钢索上面的铝管构成，钢管将钢索封闭在里面铝管挤压在普通钢索上，使其张力受温度变化的影响减小。标尺上盖

钢索缺点及解决办法（软式传动缺点）钢索断丝和腐蚀断丝检查：擦拭，检查布被丝勾住的地方；彻底检查时，把舵面运动到最大行程。锈蚀检查：目视检查，表面还是内部腐蚀。防护:a.不要将各种液体、生活废水等洒到地板上，以防渗透地板腐蚀操纵系统钢索。

b.加强维护检查。（2）滑轮——胶木或硬铝制成

作用：支持钢索改变钢索的运动方向支点处装有滚珠轴承（3）扇形轮——又称扇形摇臂 作用：支持钢索；改变钢索的运动方向；改变传动力的大小。（4）钢索导向装置

作用：保护钢索，保持钢索维持，防止钢索松脱、卡阻。2.硬式传动机构主要构件（1）传动杆 硬式传动机构中的操纵力由传动杆传递，传动杆可承受拉力和压力。传动杆的刚度较大。可调接头 传动杆两端有接头，其一端的接头可以调整。调整接头端部有检查小孔，把传动杆调长时，接头螺杆的末端不应超过小孔的位置。空心的传动杆需要排水孔失效形式——失稳！

（2）摇臂摇臂通常由硬铝材料制成，在连接处装有轴承；摇臂按臂数可分为单摇臂、双摇臂和复摇臂三类。

摇臂的作用支持传动杆；改变传动力的大小；改变位移；改变传动速度；改变传动方向；实现差动操纵传动方向的改变差动操纵所谓差动，就是当驾驶杆前后（或左右）偏转的同一角度时，升降舵（或副翼）上下（或左右）偏转的角度不同。实现差动操纵最简单的机构是差动摇臂。（3）导向滑轮 导向滑轮由三个或四个小滑轮及其支架组成；功用：支持传动杆，提高传动杆的受压时的杆轴临界应力；增大传动杆的固有频率，防止传动杆发生共振。3.传动系数定义：传动系数K是指舵偏角△δ与杆位移△X的比值。操纵系统的传动比是操纵系统的另一个参数，其大小由驾驶杆和各摇臂的传动比决定！

非线性机构传动系数不变的操纵系统，不能满足对飞机操纵性的要求：传动系数大，小舵面偏角小时，杆行程太小，难以准确地控制操纵量；传动系数小，舵面偏角很大时，杆行程过大！装有非线性传动机构的操纵系统，杆行程与舵面偏角之间成曲线关系。

分析传动机构摩擦力过大的原因

(1)活动连接接头表面不清洁或润滑不良而造成锈蚀。（2）活动连接头固定过紧。(3)传动机构（传动杆、钢索等）和飞机其他部分发生摩擦。

(4)传动机构本身摩擦力过大。每一种飞机的操纵系统，允许的最大摩擦力都有具体规定。摩擦力的大小可以舵面开始偏转时所需的杆力来测量。如果发现系统的摩擦力过大，应及时检查和排除。钢索张力的检查张力不足：会使弹性间隙过大，而且钢索松弛时，它与滑轮之间会产生相对容易造成磨损。但是，钢索的预加张力也不能太大，如果预加张力太大，钢索就会承受过大的载荷，容易产生断丝现象；而且张力过大，钢索对滑轮的径向压力也会很大，而滑轮转动时的摩擦力也很大，驾驶员操纵起来会变得比较费力。在维护工作中，只要严格按照规定的钢索预加张力与气温的关系进行调整，就可以保证飞机在各种气温条件下飞行时钢索张力符合要求。钢索的张力是通过测量使钢索位移所需要力的大小来测定的，即通过测量位移来测

量力的大小，如图3.2.22所示。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查一、飞机操纵机构飞机操纵是通过操作机构来实现。驾驶员用手和脚直接操纵的部分。包括手操纵机构和脚操纵机构两部分。手操纵机构可用来操纵升降托和副翼，脚操纵机构可用来操纵方向陀。除了驾驶杆（盘）和脚蹬这些用于操纵主操纵系统的主操纵机构以外，还有用于辅助操纵系统的辅助操纵机构。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查1.主操纵机构基本构造及工作原理1）手操纵机构类型：驾驶杆式和驾驶盘式两种。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查2)脚操纵机构类型：有脚蹬平放式和脚蹬立放式两种现代飞机在地面还可以用脚蹬操纵起落架前轮转弯。驾驶员踩踏左脚蹬，方向陀左偏转，垂直尾翼上的空气动力对飞机立轴的力矩，使飞机机头向左偏转，实现向左转弯；驾驶员踩踏右脚蹬，方向舵向右偏转，实现飞机右转弯。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查2.双套操纵的操纵机构

在教练机上有教员和学员，在重型轰炸机和现代民航客机上往往有正、副驾驶员，因此这些飞机都装有双套操纵机构。双套操纵机构有的是纵列的，有的是并列的3.辅助操纵机构用于操纵辅助操纵系统舵面的偏转。如图3.3.8所示，扰流板控制手柄用于操纵扰流板，襟翼控制手柄用于操纵后缘襟翼和前缘装置（前缘缝翼和襟翼）的工作，配平手轮用于操纵水平安定面的偏转。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查3.辅助操纵机构辅助操纵机构用于操纵辅助操纵系统舵面的偏转。如图3.3.8所示，扰流板控制手柄用于操纵扰流板，襟翼控制手柄用于操纵后缘襟翼和前缘装置（前缘缝翼和襟翼）的工配平手轮用于操纵水平安定面的偏转。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查二、主操纵系统主操纵系统包括对副翼、升降舵和方向舵操纵的三个操纵系统。1.副翼操纵系统位于机翼的后缘，有些飞机有两块副翼，分别位于左、右机翼后缘靠近翼尖区。大型飞机的组合横向操纵系统中常有四块副翼，即两块内副翼和两块外副翼。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查低速飞行时，内外副翼共同进行横向操纵高速飞行时，外侧副翼被锁定而脱离副翼操纵系统，仅由内副翼进行横向操纵，如上图所示。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查2.升降舵操纵系统位于水平安定面的后缘，有些飞机有两块升降舵，如波音737、波音757等即两块内降舵和两块外升降舵均铰接于水平安定面的后缘。升降舵由前推或后拉驾驶杆操纵。当前推或后拉驾驶杆时，会使升降舵偏转产生俯仰力矩，操纵飞机绕横轴转动。当前推驾驶杆时，升降舵向下偏转，使尾翼升力增大，飞机产生低头力矩，绕横轴下俯（低头）；当后拉驾驶杆时，升降舵向上偏水平尾翼升力减小，甚至产生负升力，飞机产生抬头力矩，绕横轴上仰（抬头）。3.3驾驶杆与升降陀对应行程检查3．方向舵操纵系统方向舵位于飞机垂直安定面的后缘，大部分飞机采用单块的方向舵舵面，1方向舵由脚操纵机构操纵，用于操纵飞机绕立轴的运动。当方向舵脚蹬在中立位置时，即左、右脚蹬平齐时，方向舵也处于中立位置。当向前蹬左脚蹬，右脚蹬向后运到时，方向舵向左偏转，作用于垂直尾翼上的空气动力使飞机机头向左偏转。当向前蹬右脚蹬时，方向舵向右偏转，从而使机头向右偏转。三、辅助操纵系统1．飞机增升装置（增升原理主要有四类）1)增加机翼弯度。2)增大机翼面积。由升力公式可知，机翼面积增大，会使机翼升力增大。3)控制机翼上的附面层。通过控制机翼上的附面层，使气流分离不致过早发生。4)喷气加速。2.扰流板位置：安装在机翼上表面的可偏转小片。作用：当扰流板打开时，由于扰流板的阻挡，其前方气流受到阻滞，速度降低，压力升高，其后形成气流分离区，机翼的升力减小。扰流板收进时，它紧贴在机翼上，不影响机翼表面气流的流动类型：分为地面扰流板和飞行扰流板3.水平安定面作用：中型民航飞机由于纵向尺寸大，重心纵向位移量大，如果重心偏前或偏后，需要的操纵量很大，单靠升降舵不能完全实现纵向操纵，因此大多数飞机的水平安装角是可调节的。飞机在起飞之前，应根据飞机的载重和平衡的情况进行水平安定面配平。水平安定面在起飞之前必须调节到“起飞”位置，以保证飞机在起飞过程中的纵向操纵。四、

舵面补偿装置类型：轴式补偿、角式补偿、内封补偿和使用调整片等。

j1.轴式补偿

，；

轴式补偿是将舵面的枢轴后移，如图3.3.13所示。这时，作用于枢轴前、后空动力对枢轴形成方向相反的力矩，使得舵面铰链力矩减小，从而使杆力减轻。2.角式补偿

角式补偿的原理和轴式补偿一样，只是它将补偿面积集中到翼尖部分，如图所示。角式补偿的主要缺点是气流容易在突角部位发生分离，高速飞行时还容易引起陀面抖振，所以通常用于低速飞机。3．内封补偿内封补偿装置主要应用于副翼和升降舵结构，所以有时也称为副翼平衡板和升降陀平衡板4．调整片根据设计的不同，调整片可以有不同的形式，如图3.3.16所示。1)配平调整片：飞机在飞行中用配平调整片进行配平。配平，就是对飞机产生某些不希望的飞行姿势进行修正。2)随动调整片随动调整片装在舵面后缘的辅助舵面，并直接和操纵系统的操纵摇臂连接，驾驶员通过操纵机构直接操纵的是随动调整片，而不是舵面。3)平衡调整片平衡调整片装在舵面的后缘，以摇臂和连杆与稳定面相连，实际上形成了四连杆机构4)弹簧调整片

弹簧调整片的操纵摇臂是铰接在舵面转轴上的，一端与操纵系统的传动杆相连；一端则连接弹簧筒和调整片的传动杆；弹簧筒的后端固定在舵面的承力构件上，里面装有两个预先压缩的弹簧五、操纵系统的调整1．系统间隙的调整为了保证操纵灵活，操纵系统各活动连接接头都有一定间隙，因而整个操纵系就有一定的间隙。但如果间隙过大，驾驶员操纵驾驶杆和脚蹬时，在开始的一段行程内舵面不会随着偏转，即驾驶杆和脚蹬会有一段空移行程。同时，由于驾驶杆和脚蹬最大活动角度是一定的，间隙过大还会使舵面达不到规定的最大偏转角2．操纵机构与各舵面对应行程的调整调整操纵系统的要求是驾驶杆、脚蹬在中立位置时，舵面也应在中立位置；驾驶杆、脚蹬到达最大行程时，舵面也应到达规定的最大偏转角。调整时，应先调好中立位置，然后再调最大活动范围。为了保持操纵系统正常的传动关系和传动比，调整工作必须按照技术说明书中有关

的规定进行。当系统调整结束后，应进行同步运动的检查。当对舵面的移动范围进行测试时，所有的控制必须在驾驶舱中完成，不能直接扳动舵面。在对舵面进行检查过程中，要确保

当输入控制装置碰到止动装置时，传动链条、钢索等传动装置还未到达它们的极限位置；当系统采用双重控制时，应确保两输入操作时，系统必须同步动作。3.运七飞机操纵机构与舵面、副翼等对应行程的检查运七飞机在更换舵面、副翼及影响操纵系统状态的零件以后，通常要按照以下步骤进行相应检查。1)驾驶杆的检查(1)当驾驶杆在中立位置时，升降舵也应在中立位置。(2)当驾驶杆向前移动距中立位置120mm，升降舵应向下偏转15。±1。；当驾驶

杆向后移动240+;0mm时，升降舵应向上偏转30。±1。2)脚蹬的检查(1)当方向舵在中立位置时，两名驾驶员的脚蹬应处于同一条线上。在垂直和水平

面内脚蹬距轴线的偏移应不超过3mm。(2)当方向舵偏转作用在脚蹬上的力为220+2N时，在弹簧拉杆作用下，方向舵的补

偿调整片应开始偏转。当方向舵向左（向右）偏转到极限位置时，作用在脚蹬上的力为440+3N，此时补偿调整片应向右（向左）偏转19。±1。。(3)当补偿调整片用电动机构操纵时，此时补偿调整片向左、向右的偏转角度应该

是19。！。(4)在检查方向舵的偏转情况时，舵面最大偏转角25。±1。应与脚蹬行程80±4mm相符。当脚蹬继续向下至全行程为100±4mm时，弹性助力补偿片即向舵面偏转的相反方向偏转19。±l。。4)升降舵调整片的检查当向前或向后转动升降舵调整片的操纵手轮到极限位置时，调整片应向上或向下偏20±1。。3.4液压助力器的维护一、液压助力器的概述产生背景:单纯机械式不能满足飞机使用要求维护工作：

(1)对于液压助力器，应保持外露部分清洁；按照规定检查密封情况；定期检查和清洗进口油滤。(2)对于液压系统，主要应保持供压部分的工作性能正常，并要防止空气进入系统。如果助力器有两个供压部分，还要注意保持其自动转换装置的工作良好。（3）对于操纵系统传动机构应保持活动间隙符合规定，并应保障配油柱塞和传动活塞的运动在整个行程内不会受到妨碍等。现代高速飞机和重型飞机的操纵系统广泛地采用了助力装置，利用液压或电力来带动舵面，以减小驾驶杆力，降低驾驶员的劳动强度，改善了飞机的操纵性。有助力器的飞机操纵系统，简称助力操纵系统二、

助力操纵系统的形式助力操纵系统可以分为有回力和无回力两种形式1.有回力助力操纵系统有回力助力操纵系统中，利用回力连杆把舵面传来的一部分载荷传给驾驶杆，让驾驶员得到感觉。有的助力系统利用专门的有回力的液压助力器，可以把舵面传来的一部分载荷传给驾驶杆。图3.4.3为～种有回力的液压助力器的原理图。这种液压助力器的配油柱塞两端分别与活塞左、右的油室相通，这样在通过助力器操纵舵面时，驾驶杆可以感受到舵面传来的一部分载荷2．无回力助力操纵系统在无回力助力操纵系统中，液压助力器的一端直接与通向舵面的传动机构相连（图3.4.4），舵面传来的载荷全部由助力器承受。这种操纵系统的驾驶杆力，是由载荷感觉器产生的。载荷感觉器和其他一些附件配合工作，能使驾驶杆力随舵面偏转角、飞行速度、高度等条件的变化而变化三、液压助力器的基本工作原理图3.4.5为一种典型的液压助力器构造，由外筒、传动活塞和配油柱塞等基本部成。外筒固定在飞机上，传动活塞可以在外筒内左右移动，活塞上装有连通活门，右端活塞杆的接头与通向舵面的传动机构相连，配油柱塞插在传动活塞内，其左端有接头与通向驾驶杆的传动机构相连。操纵驾驶杆时，配油柱塞可以在传动活塞内左右活动工作原理：使用助力器时，必须将其工作开关打开(图3.4.5(a)、图3.4.5(b))，使液压系统供压部分的来油管路与液压助力器接通。这时，连通活门在液压作用下处于关闭位置，将传动活塞左右两边的油室隔开配油活塞在中立位置时(图3.4.5(a))，柱塞凸缘堵住了通向传动活塞两边的油路，因此传动活塞不能左右移动。如果操纵驾驶杆，使配油柱塞向右移动(图3.4.5(b))，则传动活塞左边的油室与右边的油室与回油管路接通。于是，传动活塞在两边油液压力差的作用下向右移动，使舵面偏转。连续操纵驾驶杆，配油柱塞不断向右移动，传动活塞便连续向右移动，使陀面连续偏转。液压助力器工作时，传动活塞运动的方向、距离和速度都是随配油柱塞的运动而运动，配油柱塞停止运动，传动活塞也随即停止运动。因此，液压助力器是液压随动装置四、载荷感觉器1．载荷感觉器的基本工作原理载荷感觉器的类型有气压、液压和弹簧等载荷机构，前两种是按动压来调节载荷机构的载荷梯度。这里介绍的是弹簧载荷机构。

载荷感觉器载荷感觉器功用：无回力的助力操纵系统中，使飞行员能从驾驶杆上感受到力；有回力的助力操纵系统中，在舵面铰链力矩较小时，使驾驶杆不致过“轻”。载荷感觉器类型：弹簧载荷感觉器气动液压载荷感觉器载荷感觉器刚度：小杆位移时，要求刚度大大杆位移时，要求刚度小FW弹簧载荷感觉器构造FW

2．载荷感觉器的构造与工作特性

载荷感觉器通常都采用几个刚度不同的弹簧进行协同工作。这样，能在驾驶杆行程较小的时候，刚度较大，在驾驶杆行程较大的时候，刚度较小，使杆力的增加缓慢图3.4.6的外筒中装有刚度不同的一个大弹簧和两个小弹簧。中间的大弹簧刚度较小，但预压力较大；左、右两个小弹簧的刚度较大，但预压力较小。它们的具体数值表3.4.1所列图3.4.6表3.4.1现代民航客机液压助力器及感觉机构1.液压助力器在助力操纵系统中，液压助力器如果仅使用作动筒与选择活门进行助力操纵，也只能将陀面操纵到有限的几个位置，而不能实现输入与输出信号的一一对应。现代民航客机使用的机械液压伺服助力器比较好地解决了这个问题机械液压伺服助力器输入的是一个机械信号，即位移或力信号。此输入信号经比较机构与输出反馈反馈信号进行比较，使偏差信号推动液压伺服活门，将与偏差信号成正比的液压功率输出到作动筒，作动筒在产生一个放大的机械输出信号的同时，也提供一个反馈信号到比较机构，从而实现输出与输入一一对应。3.4.8所示，机械液压伺服助力器由双重输入摇臂、控制活门、旁通活门、作动筒等组成。作动筒的活塞杆与飞机结构固定．外筒可移动．产生输出位置信号．当液压系统压力足够高时，压力油通过旁通活门的中心通道流入上腔，克服弹簧力使旁通活门下移。旁通活门打开，压力油可通到控制活门和衬套图3.4.82.感觉机构

如前所述，助力操纵系统由于使用了液压助力器，其舵面载荷不能反传回操纵机构驾驶员不能直接感觉到舵面载荷，为此必须借助专门的感觉机构给驾驶员产生一个感觉力，以增加驾驶员操纵时的真实感觉一种副翼感觉定中凸轮机构，其目的是为驾驶员提供副翼操纵的感觉力。它由凸轮、滚轮、滚轮臂和感觉弹簧组成，凸轮固定在扭力轴上，扭力轴由传动机构驱动，滚轮臂上的滚轮在感觉弹簧力的作用下压紧在凸轮中心。图3.4.9

三、助力器的维护和修理事项

工作的好坏与助力器本身、液压系统和操纵系统传动机构三方面的因素1.助力器方面，应保持外露部分清洁；按照规定检查密封情况；定期检查和清洗进口油滤。如果发现油滤脏污，应拆下助力器检查其内部清洁情况，助力器内部不清洁，则应送修理厂分解清洗，必要时应更换系统油液。安装助力器时，要注意保持位置准确，活动连接接头应当无紧涩现象，以保证配油柱塞和传动活塞的运动不会受到

三、助力器的维护和修理事项

2.系统方面，主要应保持供压部分的工作性能正常，并要防止空气进入系统，如果助力器有两个供压部分，还要注意保持其自动转换装置的工作良好。3.在操纵系统传动机构方面，则应保持活动间隙符合规定，并应保障配油柱塞和传动活塞的运动在整个行程内都不会受到妨碍

三、助力器的维护和修理事项

前试车时，必须打开助力器的工作开关，检查助力器的工作是否正常。驾驶杆在整个活动范围内来回运动时，必须平稳，无冲动、摆动现象，而且从两极端位置返回中立位置的速度应当相等。然后关闭开关，操纵驾驶杆，检查连通活门的工作。

三、助力器的维护和修理事项

需要注意的是，液压助力器是由精密度较高的零件组合而成的附件，只有在修理厂才能进行分解、修理和清洗。液压助力器各零件的尺寸和形状、零件间的配合间隙，零件表面的光洁度和密封装置的密封性等，都直接影响着助力器的工作性能：因此，工作中，应切实按工艺规程施工，严防碰伤和挤坏零件，并且要防止污物、金属屑进入助力器。

三、助力器的维护和修理事项

为了保证修理质量，对修理好的助力器，必须按照规定在试验设备上进行调整和检验

：调整配油柱塞的长度；检查配油柱塞的交叠量和不灵敏范围；检查助力器的内部和外部密封性；检查传动活塞所能承受的最大载荷和运动速度；检验配油柱塞和传动活塞的摩擦力；检验助力器外筒的强度等。3.5.了解电传操纵系统的有关知识一、电传操纵系统概述(1)电传操纵系统的提出机械操纵系统缺点：存在摩擦、间隙和非线性因素导致无法实现精微操纵信号传递；机械操纵系统对飞机结构的变化非常敏感；体积大，结构复杂，重量大！电传操纵系统的可靠性问题机械操纵系统可靠性较高！单通道电传系统可靠性较低：可接受的安全指标：解决措施：余度技术——多套系统/通道，监控装置二、电传系统的组成和工作原理1.组成：主要有驾驶杆或脚蹬、传感器、前置放大器、机载计算机和伺服机构等。舵面飞机杆力传感器载荷机构前置放大器计算机执行机构传感器杆力传感器A传感器A综合器补偿器A表决器监控器A舵回路A助力器杆力传感器B传感器B综合器补偿器B表决器监控器B舵回路B杆力传感器C传感器C综合器补偿器C表决器监控器C舵回路C杆力传感器D传感器D综合器补偿器D表决器监控器D舵回路D2.电传系统的工作原理1）故障监控+信号表决图中表决器/监控器是用来监视、判断四个输入信号中有无故障信号，并从中选出无故障信号。2）双故障安全（故障隔离+系统重组）三、电传操纵系统的可靠性与余度技术余度系统的工作特点对组成系统的各个部分具有故障监控、信号表决的能力。一旦系统或系统中某部分出现故障后，必须具有故障隔离的能力。换句话说，在发生故障时，系统应具有第一次故障能工作，第二次故障还能工作的能力。当系统中出现一个或数个故障时，它具有重新组织余下的完好部分，使系统具有故障安全或双故障安全的能力，即在性能指标稍有降低情况下，系统仍能继续承担任务。四、电传操纵系统优点/缺点优点：减轻了操纵系统的重量，减少体积节省设计和安装时间消除了机械操纵系统中的摩擦、间隙、非线性因素以及飞机结构变形的影响简化了主操纵系统与自动驾驶仪的组合可采用小侧杆操纵机构飞机操稳特性得到根本改善，并可发生质的变化！

缺点：单通道电传操纵系统的可靠性不够高

电传操纵系统的成本较高

系统易受雷击和电磁脉冲波干扰影响实例：A320飞机的电传飞行控制系统1．基本系统结构1)系统构成

图3.5.6为A320飞机的电传飞行控制系统结构示意图。2.系统特点：（1）能使飞机在正常飞行包线内具有良好的中立静稳定度和纵向周期安全(2)A320飞机的俯仰控制是通过施加俯仰速率和法向过载的混合反馈，从而使系统得到最好的操纵品质。图3.5.6

2.系统特点：

(3)滚转操纵由机翼外侧副翼和四块外侧扰流板实现，基本偏航操纵由方向舵实现。(4)侧杆操纵手柄在俯仰操纵方向的最大偏角为±16。，相应最大杆力100N;在滚转操纵方向的最大偏角为±20。(5)系统使用三套2110N/cm2的液压系统，分别标以绿、黄、蓝三种颜色。(6)系统使用三套400Hz、115/200V三相交流电源(7)ELAC和SEC采用非相似余度技术设计。

3．基本功能

1)俯仰控制2)横滚控制3)偏航控制4．主要分系统1)集中式飞机监控告警系统(ECAM)2)飞机阵风载荷减轻系统(LAS)3)电子飞行仪表系统(EFIS)4)综合飞行管理系统(FMS)2.2.3舵面驱动装置

1.简单机械式操纵系统

2.助力液压操纵系统

3.电力驱动系统1.简单机械式操纵系统概念只靠驾驶员的体力克服铰链力矩；操纵信号和操纵力同时由机械传动机构直接传递到舵面使其按要求偏转的操纵系统。1/2ρV2PS杆δ舵eΔY舵δ舵

应用小型低速飞机（速度及舵面尺寸较小，所需操纵力小，驾驶员体力足以克服）中大型飞机的备份操纵2.助力机械操纵系统（1）助力机械操纵系统的提出舵面铰链力矩是随舵面尺寸和飞行速压的增加而增加！当舵面铰链力矩变得很大时，即使利用当时的空气动力补偿法，也不能使驾驶杆（脚蹬）力保持在规定的范围之内：研究效率更高的空气动力补偿；研究液压助力器，以实现液压助力操纵！

（2）助力机械操纵系统的分类可逆助力机械操纵系统（有回力）

不可逆助力机械操纵系统（无回力）

可逆助力机械操纵系统不可逆助力机械操纵系统（3）助力机械操纵系统的主要元件液压助力器载荷感觉器调整片效应机构

液压助力器A、构造B.工作原理C.应急状态D、助力器特性分析

快速性灵敏性稳定性

灵敏特性稳定特性

载荷感觉器载荷感觉器功用：无回力的助力操纵系统中，使飞行员能从驾驶杆上感受到力；有回力的助力操纵系统中，在舵面铰链力矩较小时，使驾驶杆不致过“轻”。载荷感觉器类型：弹簧载荷感觉器气动液压载荷感觉器载荷感觉器刚度：小杆位移时，要求刚度大大杆位移时，要求刚度小FW弹簧载荷感觉器构造FW调整片效应机构杆力来源飞行中消除杆力的机构无助力操纵系统舵面铰链力矩配平调整片助力操纵系统载荷感觉器调整片效应机构操纵电门调整片效应机构3.电力驱动

原理与液压助力操纵相似，用电助力器代替液压助力器，控制方式各种电门缺点：工作速度低于液压系统的，输出力有限制应用：辅助操纵系统的备用形式，或运动速较缓的系统(水平安定面的配平)3.3典型飞机操纵系统

副翼横滚操纵主操纵系统升降舵俯仰操纵方向舵偏航操纵襟翼、缝翼增升装置操纵辅助操纵系统扰流板扰流板操纵安定面配平操纵2.3.2横滚操纵系统——副翼操纵

并列式柔性互联驾驶盘操纵机构

输入机构

横滚操纵的特点使用两个独立的液压助力器驱动副翼；驾驶盘转动超过一定角度后，飞行扰流板随副翼成比例运动；内、外侧飞行扰流板分别由两套液压系统供压；液压失效时可利用机械传动对副翼进行操纵；副翼或扰流板机械传动线路卡阻时可加力转动驾驶盘旁通故障线路；副翼配平电门通过配平电机使副翼重新定中立位，从而消除感力；大型客机常采用混合副翼：内副翼：全速副翼外副翼：低速副翼双套机械传动线路内、外侧飞行扰流板分别由两套液压系统供压；

驾驶盘转动超过一定角度后，飞行扰流板随副翼成比例运动；液压失效时可利用机械传动对副翼进行操纵；

副翼或扰流板机械传动线路卡阻时可加力转动驾驶盘旁通故障线路；感觉定中机构和与副翼配平作用Feel：转动驾驶盘，产生感觉力；Centering：松开驾驶盘，系统定中；Trimming：配平操纵期间，系统重新定中，维持飞机的起动力平衡;Ailerontrimindicator

大型客机常采用混合副翼：内副翼：全速副翼外副翼：低速副翼2.3.2俯仰操纵系统—升降舵操纵MACHTRIM

升降舵操纵系统组成输出扭力管:双套独立液压系统操纵升降舵接助力器接升降舵

升降舵感觉和定中机构动压载荷感觉装置—除具有弹簧式感觉定中机构的特性外，还可以将空速信号引进，即随飞行速度增加，驾驶员感觉力也会增加；升降舵动压感觉机构，感觉作动筒；水平安定面移动或马赫配平机构工作——改变定中机构壳体位置，使得升降舵和驾驶杆移动到新中立位置。马赫配平飞机以高马赫数飞行时，跨音速效应使飞机机头自动下沉。马赫配平系统可提供飞机在高马赫数飞行时的稳定性：当飞行马赫数达到产生自动下俯现象的数值时，马赫数配平系统自动操纵升降舵向上偏转一个角度，从而避免自动下俯。马赫配平系统2.3.3偏航操纵系统—方向舵操纵飞机协调转弯

操纵飞机转弯时，需要靠副翼和升降舵协调转弯偏航阻尼器功用消除飘摆（荷兰滚）工作原理偏航阻尼器根据空速信号和方向舵侧滑角加速度信号，适时提供指令使方向舵相对飘摆振荡方向偏转，增大偏航运动阻尼，消除飘摆。偏航阻尼器驱动方向舵的偏转角小于脚蹬操纵的方向舵偏转角偏航阻尼器2.4辅助操纵系统飞机辅助操纵系统与主操纵系统不同，操纵时不给驾驶员提供操纵力和位移的感觉，但驾驶员必须知道辅助操纵面的位置，故需设位置指示器或指示灯。辅助操纵系统工作中的特点是：当操纵面被操纵到需要的位置后，不会在空气动力作用下返回原来位置。功用：改善操纵性，提高飞机飞行性能2.