航空器系统整理完整版资料

绪论旅客机按速度分类：1)低速客机Ma<0.42)亚音速客机0.4<Ma<0.63)高亚音速客机0.6<Ma<1.04)超音速客机Ma>1.0对旅客机的基本要求：良好的气动外形；保证结构完整性及最小重量；使用维修方便；制造工艺性与经济性好。对旅客机的专门要求：安全、快速、经济、舒适、环保。最看重的基本要求是：安全、经济、舒适。民用运输机的基本组成（P19图）机身、机翼（后缘襟翼、缝翼、副翼）、尾翼（垂直安定面、方向舵、水平安定面、升降舵）、主起落架、前起落架、动力装置第一章载荷与机体结构●飞机的载荷分类：飞行载荷、地面载荷、座舱增压载荷。●飞机载荷主要由机体及起落架结构承受。●平飞载荷受升力、重力、推力（或拉力）、阻力作用。●平飞速度公式(p22)●平飞速度与迎角关系：大速度时以小迎角平飞；小速度时以大迎角平飞。铅垂平面曲线飞行时的载荷●升力公式（p23）●影响升力因素：航迹曲率半径R；飞行速度V；飞机重量G。●在航迹最低点处升力达到最大值。●飞机水平转弯时，飞机具有一定倾斜角，称为坡度。●对不允许特技飞行的通用机、运输机，使用中转弯坡度一般限制在20°～40°范围内。●突风是方向、大小变化的不稳定气流，又称为紊流。●突风可分为：水平突风、垂直突风、侧向突风。水平突风（逆风或顺风）又称航向突风；只改变飞机相对气流速度，使升力或阻力变化。垂直突风不仅告便相对气流速度的大小，而且改变相对气流方向影响迎角变化。（P24）载荷系数n（或载荷因数或过载）通常定义为飞机在某种飞行状态的升力和重力的比值，即n=Y/G在不同的飞行状态下飞机重心载荷系数n的大小往往不一样，其值可能大于1、小于1、等于1、等于0甚至是负值。n的大小取决于升力的大小；n的正负与升力的正负一致（升力与轴正方向一致为正、反之为负）飞机在几种典型飞行状态下的载荷系数值（p25）载荷系数的实用意义：n的大小表明飞机实际承受载荷的情况。n设计与n使用表明飞机机动性好坏与总体承载能力。飞行中遇垂直向上突风作用时，应适当减小飞行速度以减小运输机突风载荷系数。●构件抵抗破坏的能力叫做构件的强度。●构件抵抗变形的能力叫做构件的刚度。●构件的强度、刚度和稳定性要保证构件有正常工作承载能力的基本要素。机翼是飞机的一个重要部件，主要作用是产生和增加升力，并使飞机获得横测操纵性、稳定性以及装载燃油、安装起落架与发动机等。飞行中，作用于机翼的外部载荷有空气动力、机翼结构质量力和部件等传递的集中力、机身反力。机翼在载荷作用下既发生弯曲、剪切变形，也发生扭转变形。机翼的总体结构不知特点：从翼尖到翼根气动力逐渐增大，在机翼气动力、结构质量力机翼剖面剪力、弯矩、扭矩也逐渐增大，因此机翼外形从翼尖到翼根逐渐变宽、增厚，内部结构逐渐增强。机翼结构在有集中力作用的位置根据其载荷大小及作用形式进行加强。在机翼上装载燃油、在适当位置安装设备、部件等，飞行中可减小机翼在翼根的最大剪力、弯矩及扭矩值，这相当于减小机翼载荷，故称之为卸载作用。机翼整体油箱作用：减小飞机重量。翼面结构：翼梁、桁条、翼助、蒙皮是最基本组成结构。现代飞机普遍采用金属蒙皮机翼，其典型形式有：梁式、单块式、多墙式、混合式和夹层与整体结构等。●飞机低速飞行时操纵内外副翼同时偏转；当飞机速度达到一定马赫数时，外副翼锁定，具有这种工作特性的副翼为内外混合副翼。●外副翼又称为低速副翼，内副翼城外全速副翼。副翼结构特点：副翼一般为梁式且翼型薄，后缘为夹层重量轻，强度、刚度较小易变形。副翼以转动接头连于机翼后缘，机翼弯曲变形使转动轴线变弯可能引起卡阻，故一般翼展较大的飞机采用分段副翼双接头。飞行速度过大，副翼偏转时机翼发生显著扭转变形，迎角改变产生的附加升力与副翼偏转产生的附加升力相反，可能导致飞机向操纵方向的反方向滚转，出现反操作现象。增升装置：后缘襟翼、前缘缝翼，主要用于改善起飞和着陆性能。尾翼的功能：1)保持飞机纵向与方向平衡；2)使飞机具有纵向和方向稳定性；3)实现飞机纵向和方向操纵。为什么使用全动平尾？为了提高飞机的俯仰操纵性和局部激波产生时的俯仰操纵效率。●现代飞机机身普遍采用骨架加蒙皮以骨架为基础的薄壁结构，故称为薄壳式机身。按结构与受力特点，薄壳式机身分为桁梁式、桁条式和蒙皮式。●桁条式和桁梁式也统称为半硬壳式机身。高亚音速飞机大量采用桁条式结构型式。登机门、勤务门及其他应急出口总体能力必须保证陆地上90秒内让全部乘员撤离飞机。供旅客正常上下飞机的登机门布置在机身左侧；供上食品、维修等用的勤务门及货舱门布置在机身右侧。V-n机动飞行包线、V-n突风飞行包线、速度-高度包线都是民用运输机设计规范所必须提供的典型飞行包线。限制载荷也称使用载荷；极限载荷也称设计载荷。安全系数可表示为设计载荷与使用载荷之比：f=n设计/n使用刚度结构要求：对结构的整体刚度要求；对局部刚度要求；对操纵及其操纵系统的刚度要求；4）灵活、准确5）设置限动机构4.横测操纵主操纵系统偏航操纵俯仰操纵配平操纵人工辅助操纵系统增生装置操纵扰流板操纵警告系统起飞警告失速警告5.主操纵机构：1）手：驾驶盘、驾驶杆、侧杆2）脚：脚蹬6.辅助操纵机构：扰流板、襟翼手柄安定面、配平轮7.传动机构或装置：软式、硬式、混合式1）软式：钢索、滑轮、扇形轮、导向孔、松紧螺套或钢索张力调节器（对钢索张力进行定期人工调节或自动调节，使之随时处于良好的绷直状态，不过紧或过松）等组成闭合双钢索回路系统优点：重量轻，易于绕过设备应用：大型运输机，某些小型飞机，应用最广2）硬式：传动杆、（单、双、多、差动）摇臂（作用：支撑传动杆和改变力的大小方向）、导向滑轮、扭力管优点：刚度大，灵敏性好，一根杆可双向转动缺点：重量大，占用空间大3）混合（传动装置）：液压助力器、电动机、螺旋动作筒8.舵面锁定装置功用：防止陈风或持续性大风吹动舵面来回摆动而损坏舵面及其传动机构9.液压助力器：大型机用于帮助驾驶员克服舵面气动载荷，减小负担10.操纵力感觉装置1）作用：给飞行员提供适当的操纵感觉力2）类型：弹簧式感力定中装置（提供随舵面偏角改变的模拟感力）动压式感力装置（随高度速度变化）感力计算机（速度高度安定面位置等因素相关）11.电传操纵系统由驾驶杆、感力传感器、控制系统、执行机构组成12.增稳和控制增稳系统与电传操纵系统的区别：电传只有电信号、前者有电有机械信号13.配平调整片：1）定义：主操纵面后缘的活动小片，可以在飞行中操纵2）功用：减小消除操纵力、控制飞机姿态14.增升装置操纵系统：1）功用：改变翼剖面升力特性以增加升力，减少失速速度，改善起飞、着陆性能2）组成：襟翼控制手柄、传动机构、增升操纵面、位置指示器15.差动作用：襟翼放下不同步16.减速板操纵系统：飞行扰流板、地面扰流板飞行扰流板功用：辅助副翼横滚操纵、对称升起来卸升增阻、在地面与地面扰流板一同起卸升作用，从而提高刹车效率缩短滑跑停机距离第四章液压传动系统1.民用飞机液压油种类：1）植物基：绿色、用于早期飞机、酒精和蓖麻油混合物2）矿物基（石油基）：红色、应用广泛，性能好，成本低3）磷酸酯基（人工合成）：紫色、用于现代高性能飞机，成本高、防火性能特别好、耐低温、低腐蚀2.液压系统分为四个部分：供压、控制、执行、辅助3.液压油特性对传动的影响：1）压力损失（沿程、局部、阀3种）：油液流动时由于粘性或速度变化引起的压力降低2）泄流损失：因液压管路的外漏或内漏造成工作油量不足和压力下降现象3）气穴（气塞）：局部压力降低到一定程度，空气和从油液中离散出的油蒸汽形成夹杂在油液中的气泡与气囊；并到高压区突然消失而形成传动空穴的现象4）液压撞击：液压管路肿瘤提速度剧变时，压力瞬时增大或减小并引起高频压力振荡的现象4.油泵：1）功用：将机械能转变为油液压力能2）动力：发动机驱动、电动、气动-引气或冲压空气驱动5.液压油滤：1）功用：滤除杂质（5-10微米），确保油液清洁，保证系统工作可靠2）安全装置-油滤旁通活门：当油滤堵塞时打开，保证供油连续性（着陆维修）6.蓄压器功用：1）增大供压输出功率2）减小系统压力波动、防止液压撞击3）应急液压源4）保证油泵与卸荷活门稳定7.方向控制活门：单向活门、换向活门（选择活门）P111刹车计量活门：按刹车操纵量调节到刹车装置的压力大小，从而控制刹车压力卸荷活门：保证压力在规定的范围内工作系统压力低于规定下限时关闭，液压泵供压系统压力高于规定上限时打开卸荷，泵空转仅仅用于定量泵供压系统8.多液压源系统：具有多个相对独立的主供压，可实现传动部件的多通道控制（小型飞机液压系统压力一般小于2000PSI，大中型客机液压系统正常压力3000PSI）第五章燃油系统1.飞机燃料类型：1）航空汽油——活塞式发动机2）航空煤油——燃气涡轮发动机2.单发选择供油系统：1）特点：飞行员通过燃油选择器选择左、右或左右供油2）供油动力：自重，电动增压泵或发动机驱动泵3.双发独立与交输供油系统特点：正常情况为左、右系统独立向两发供油，两边油量不平衡或单发时可交输供油P117、1184.燃油系统基本组成——燃油箱及其通气：1）燃油箱种类：位置：机翼油箱、机身油箱、机翼或机身辅助油箱、尾翼油箱结构：固定油箱（硬壳式油箱和软油箱）、结构油箱（又称整体油箱）P1192）油箱通气系统：通气目的：消除内外压差、飞行中给油面提供正压、可排出燃油蒸汽、防止产生爆炸条件第六章环境控制系统1.座舱环控系统功用：在飞行高度范围内，调节气密座舱内空气的温度和压力，保证乘员的生理需求和安全舒适2.高空缺氧：10000ft——轻度缺氧15000ft——中度缺氧>20000ft——严重缺氧3.座舱空气压力要求：1）概念：座舱压力：指气密座舱内空气的绝对压力座舱高度：气密舱内空气绝对压力所对应的海拔高度2）舒适座舱高度：0~2400m（8000ft）安全座舱高度：3000m（10000ft）最大座舱高度：4500m（15000ft）4.座舱高度变化率要求：1）概念：指座舱高度（压力）随时间变化的快慢程度保证旅客较为舒适的座舱高度变化率要求：上升：≤500ft/min下降：≤350ft/min座舱余压要求：1）概念：气密座舱内外压力差，用△P表示2）要求：喷气机：△Pmax=7~9psi涡桨机：△Pmax=5~7psi6．座舱温度湿度要求：17~24℃7.通风换气次数要求：不小于25~30次/小时8．气密座舱型式：再生式——宇宙航行用、通风式——运输机和少数通用机、9.通风式气密座舱的基本组成：气源+调温+调压10气密座舱安全要求：1）座舱气密性：气密座舱的漏气程度2）增压座舱强度：根据压差载荷和总体受力特点设计3）爆炸减压：增压飞行中因机身结构破损而导致的任何在1.5秒内发生的释压11.现代运输机的气源系统功用：向飞机座舱空调、飞机防冰、发动机启动、液压油箱和生活水箱增压提供压缩空气12.座舱压力调节系统功用：按调压规律调节舱压（或座舱高度）及变化速度，保证余压、防止超压、消除负压、确保乘客舒适安全13.座舱压力调节基本方法：供气量基本恒定，通过改变向舱外的排气量，以调节座舱压力14.主要附件功用1）排气活门：控制座舱向外的排气量，从而达到控制座舱压力的目的2）安全活门：当余压控制活门失效，座舱余压超过规定值时，安全活门打开使座舱释压3）负压释压活门：当外界压力大于座舱压力时，活门打开使座舱内外压力平衡15．运输类飞机的三类典型供氧系统：1）机组氧气系统2）乘客化学氧气发生器供氧系统3）便携式氧气设备16.机组氧气系统主要功能和特点：稀释供氧（需求）、100%供氧（需求）、应急供氧（连续）17.乘客供氧系统：1）型式：高压氧气瓶系统（至少供氧1小时）、化学氧气发生器系统（在座舱气压高度Hc达到15000ft以前）2）系统启用：Hc上升到14000ft，自动启用（PSU门自动开）电动接通（PSU门自动开）PSU门可人工打开供氧时间约12~15min，不能关断18.氧气系统使用注意事项1）机组：飞前检查：无热释放、瓶压力正常、面罩组件完好按需选用N（正常供氧—稀释供氧）位或100%位有烟或有害气体必须用100%纯氧稀释器控制失效，用调解器设置应急供氧2）化学：须至少下拉一根启动绳，方启动发生器将面罩盖住口鼻由流动指示器确认供氧19.典型防除冰系统：气热防/除冰系统、电热、液体、气动除冰系统（P151表7.1应用部位）20.探冰、排雨、地面防/除冰：飞机探冰系统、风挡排雨系统、飞机地面防除冰21.结冰损害飞机性能：●机体（机、尾翼）结冰空气动力特性变差●操纵面结冰不能正常偏转实现正常操作●螺旋桨、发动机结冰导致：P↓、振动↑、揣振、熄火、停车●风档结冰或大雨：能见度↓、强度↓、操纵困难●探头、天线结冰：T、V、H、α等数据不可靠→飞行仪表、FMC、NAV、COM、A/P失误或失效。●结冰是正常与安全飞行的大敌22.结冰探测装置：1）目的：为帮助和保证对飞机提供及时结冰防护2）功用：显示结冰条件、提供结冰告警、也有用以自动接通防/除冰装置3）型式：目视类，如直观式探测棒信号类，压差式、射线式23.飞机着火种类与适用灭火剂（P164表7.2）火警探测器功用：探测监控失火与过热情况，并发出火警信号，也可启动自动灭火系统CCAR、FAR25部对运输机固定式灭火系统的配置有明确规定：APU、燃烧加热器等须配有一只单射口灭火瓶系统任何主发动机装置配有两只适当灭火瓶系统灭火瓶使用说明：飞行前检查、测试熟悉火警信号种类及显示方式：声响告警(火警铃或火警喇叭)灯光告警（火警灯、系统警告、主警告）灭火操作：灭火开关（手柄）拉出→转动灭火开关（或按压灭火瓶释放按钮）→灭火剂释放灭火→确认己实施灭火若发动机只能供一次灭火，灭火后空中不能再启动；就近合适机场着陆手提式灭火瓶使用事项：1）飞行前检查是否在指定位置固定好、安全销在正常位2）确认灭火瓶正确灌充（压力正常）、未过有效期3）按着火种类选用适当种类灭火瓶4）注意不同厂商使用细则，遵守其使用规定5）注意自身保护第十章航空活塞发动机1.发动机类型：1）航空活塞动力装置：功率小、经济性好、主要用于低空低速通用机2）航空燃气涡轮动力装置：重量轻、推力大、sfc高、燃烧稳定性差、使用成本高2.一般衡量发动机品质的主要指标：性能参数、可靠性、维修性、总寿命3.性能参数：1）推重比：发动机推力与自身重量比值2）重功比：发动机重量与产生功率比值3）燃油消耗率：发动机单位时间内产生单位推力（功率）的燃油量4）意义：表示发动机经济性的好坏，直接影响飞机的有效载重、航程和续航时间5）发动机的加速性：发动机转速上升的快慢程度影响飞机起飞越障能力和复飞性能活塞发动机的加速性好于喷气发动机6）发动机高空性：指发动机性能随高度增加的下降程度高空性主要限制飞机的实用升限喷气发动机的高空性好于活塞发动机4.发动机的可靠性：衡量发动机可靠性的指标：1）空中停车率：每飞行1000小时因发动机本身故障引起的停车次数2）提前换发率5.发动机的维修性：提高发动机的维修性：1）可确保飞行安全和飞行任务的完成2）可以节省大量的人力、物力、财力6．活塞发动机的分类：1）按混合气形成的方式划分2）按发动机的冷却方式划分3）按气缸的排列方式划分4）按空气进入气缸前是否增压划分5）按发动机转子是否带有减速器划分7.航空活塞发动机的主要机件：气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、机匣8.四行程发动机的工作：1）进气行程、压缩行程、膨胀行程、排气行程（P234）2）四行程活塞发动机完成一个工作循环，曲轴转两圈，进、排气门开关一次，气体膨胀做功一次，点火一次9.点火系统：1）作用：按规定的气缸点火次序，适时地产生高强度的电火花，点燃混合气2）为提高发动机的功率和经济性，保证发动机工作可靠目前航空活塞发动机普遍采用双点火制3）点火次序（P235）10.滑油系统的作用：润滑、冷却（内部散热）、密封、清洁、防腐、调节系统工作液（变矩）十一章喷气发动机1.喷气发动机的特点：1）喷气发动机在重量轻、尺寸小的条件下能发出巨大的功率2）喷气发动机的推力在一定速度范围内随速度增加而增大3）喷气发动机的