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1、张家界航空工业职业技术学院张家界航空工业职业技术学院 毕业设计毕业设计 题目题目 飞机副翼操纵系统分析飞机副翼操纵系统分析 系 别 数控工程系 专 业 航空机电设备维修 姓 名 学 号 08354106 指导老师 2011 年 5 月 10 日 摘摘 要要 本论文主要阐述了关于飞机副翼的组成 个组成部件的工作原理 调整及 日常维护方法 飞机的操纵性又可以称为飞机的操纵品质 是指飞机对操纵的 反应特性 操纵则是飞行员通过驾驶机构改变飞机的飞行状态 改变飞机纵向 运动 如俯仰 的操纵称为纵向操纵 主要通过推 拉驾驶杆 使飞机的升降舵 或全动平尾向下或向上偏转 产生俯仰力矩 使飞机作俯仰运动 使飞机
2、绕机 体纵轴旋转的操纵称为横向操纵 主要由偏转飞机的副翼来实现 关键词关键词 驾驶杆 传动杆 传动机构 载荷感觉器 AbstractAbstract The main thesis expounded aileron plane about the composition of component parts of the working principle adjustment and routine maintenance methods Manipulate the plane of the plane can be referred to as the quality of the m
3、anipulation means to manipulate the plane s response characteristics Manipulation is to change the pilot institutions have passed the driving plane flight status Vertical plane to change the sport such as pitch of manipulation known as vertical manipulation mainly through the push pull stick so that
4、 the elevator or the whole plane Hirao moving downward or upward deflection resulting in pitching moment so that plane for pitch sports Plane around the longitudinal axis so that rotation of the body known as the lateral manipulation manipulation mainly by the plane s aileron deflection to achieve K
5、eyKey wordword Stick load transmission rod drive mechanism sensilla 目目 录录 摘 要 1 ABSTRACT 2 目 录 3 第 1 章 副翼的结构 1 1 1 概述 1 1 2 副翼的功用及结构 1 1 3 副翼与机翼的连接 2 1 4 作用在副翼上的外载荷 3 1 5 副翼结构中力的传递 4 第 2 章 副翼组成和传动 5 第 3 章 载荷感觉器 7 第 4 章 液压助力器 10 4 1 基本工作原理 10 4 2 ZL 5 液压助力器分析 12 第 5 章 副翼反效 17 第 6 章 副翼操纵系统的维修 18 6 1 副
6、翼的更换 18 6 2 副翼调整片拆装 19 6 3 副翼系统的调整 20 6 4 副翼故障分析 20 全文总结 22 致 谢 23 参考文献 24 第第 1 1 章章 副翼的结构副翼的结构 1 11 1 概述概述 飞机操纵品质的好坏是一个与飞行员有关的带一定主观色彩的问题 但是 仍然有一些基本的标准来衡量飞机的操纵品质 操纵品质常以输入量和输出量 的比值 操纵性指标 来表示 这些比值不宜过小 也不易过大 如果比值太小 则操纵输入量小 输出量大 这种飞机对操纵过于敏感 不仅难于精确控制 而且也容易因反应量过大而产生失速或结构损坏等问题 如果比值过大 则操 纵输入量大 输出量小 飞机对操纵反应迟
7、钝 容易使飞行员产生错误判断 也可能造成飞机的大幅度振荡 同样导致失速或结构破坏 如果飞机在作机动 飞行时 不需要飞行员复杂的操纵动作 驾驶杆力和杆位移都适当 并且飞机 的反映也不过快或者过分的延迟 那么就认为该飞机具有良好的操纵性 按运动方向的不同 飞机的操纵也分为纵向 横向和航向操纵 改变飞机纵向运动 如俯仰 的操纵称为纵向操纵 主要通过推 拉驾驶杆 使飞机的升降舵或全动平尾向下或向上偏转 产生俯仰力矩 使飞机作俯仰运 动 使飞机绕机体纵轴旋转的操纵称为横向操纵 主要由偏转飞机的副翼来实 现 当驾驶员向右压驾驶杆时右副翼上偏 左副翼下偏 使右翼升力减小 左 翼升力增大 从而产生向右滚转的力
8、矩 飞机向右滚 向左压杆时 情况完全 相反 飞机向左滚转 改变航向运动的操纵称为航向操纵 由驾驶员踩脚蹬 使方向舵偏转来实 现 踩右脚蹬时 方向舵向右摆动 产生向右偏航力矩 飞机机头向右偏转 踩左脚蹬时正相反 机头向左偏转 实际飞行中 横向操纵和航向操纵是不可 分的 经常是相互配合 协调进行 因此横向和航向操纵 1 21 2 副翼的功用及结构副翼的功用及结构 1 1 副翼的功用 副翼的功用 副翼是使飞机产生滚转力矩 以保证飞机具有横侧操纵性 其位置一般在 机翼后缘外侧或机翼后缘内侧 对副翼的要求 结构具有足够的抗扭刚度 副翼偏转时产生的枢纽力矩较小 副翼上的空气动力对转轴的力矩 这样 可使飞行
9、员操纵省力 而且还可以减小副翼的结构所承受的扭矩 2 2 副翼的结构 副翼的结构 副翼通常由翼梁 翼肋 蒙皮 后缘型材组成 副翼一般都做成没有桁条 的单梁式的结构 如图 1 1 a 所示 翼梁常有板式梁 管型梁两种形式 翼肋上一般开有减轻孔 蒙皮现代飞 机常采用金属蒙皮 低速飞机常采用金属和布质蒙皮 如图 1 1 b 所示 后缘型材通常在接头开口部位装有斜翼肋 如图 1 1 c 所示 用斜翼肋 加强板和翼梁组成的盒形结构来承受开口部位的扭矩 图 1 1 副翼的构造 1 31 3 副翼与机翼的连接副翼与机翼的连接 通常采用俩个以上的副翼接头与机翼相连 连接的副翼接头中 至少应有 一个接头是沿展向
10、固定的 其余的接头沿展向应是可移动的 用多接头固定的副翼 在飞行中会由于机翼变形 使副翼转轴的轴线变弯 而影响操纵的灵活性 甚至发生卡滞现象 为了解决这一矛盾 有些飞机采用了分段的副翼 它的每一段都独立地连 接在机翼后缘的支架上 而各段的翼梁则采用可以传的扭矩的万向接头或胶接 接头连接起来 图 1 2 所示为副翼与机翼的典型的连接型式 图 1 2 副翼与机翼的连接型式 在机翼加强肋的后部与机翼后梁 或墙 的连接处 安装有若干个支臂 每个支臂上装有一个过渡接头 在副翼的大梁上装有相应个数的双耳片接头 副翼通过这些耳片接头将其 悬挂到机翼的支臂上 注意 每个操纵面除一个接头完全固定外 其余接头都
11、有设计补偿 以便于安装和保证运动协调 操纵副翼偏转的作动筒 其作动杆 与副翼耳片接头的下耳片连接固定 当副翼操纵作动筒动作时就使副翼绕轴心 N 偏转 1 41 4 作用在副翼上的外载荷作用在副翼上的外载荷 在飞行中 副翼像一根固定在机翼上的多支点梁一样承受外部载荷 作用 在副翼上的外载荷有空气动力 q 操纵力 T 和支点反作用力 R 如图 1 3 R1 R2 R3 所示 图 1 3 副翼的外载荷 副翼空气动力载荷的大小与副翼面积 副翼偏转角度和飞行速度有关 成正 比 副翼面积越大 副翼偏转角度越大和飞行速度越快 则副翼上所受空气动 力载荷就越大 空气动力载荷沿弦向按梯形分布 沿展向与副翼弦长成
12、正比 副翼在装有支点的横截面上承受的剪力最大 弯矩最大 在操纵摇臂部位 扭矩最大 这些部位的建构虽然有所加强 但由于副翼的截面积沿展向变化很 大 难以按等强度原则来进行加强 所以 上述部位的强度仍然比其他部位赋 予得很少些 维护时必须注意检查 1 51 5 副翼结构中力的传递副翼结构中力的传递 空气动力在副翼结构中的传递情况与在机翼结构中传递情况相似 空气动 力 蒙皮 翼肋 翼梁腹板 机翼 在副翼中剪力由梁腹板所承受 弯矩由梁桁条和有效宽度的蒙皮承受 扭 矩由闭周缘蒙皮承受 第第 2 2 章章 副翼组成和传动副翼组成和传动 1 1 副翼的组成 副翼的组成 副翼操纵部分由驾驶杆 传动杆 摇臂 载
13、荷感觉器 非线性传动机构 液压助力器等组成 液压助力器用来利用液压帮助飞行员操纵副翼 以改善飞机的横侧操纵性 左右副翼各由一个液压助力器操纵 用液压操纵副翼时 副翼上的空气动力传 不到驾驶杆上来 载荷感觉器可以使飞行员在操纵副翼时感受到杆力 从而根 据这种感觉准确的操纵副翼 副翼非线性传动机构用来随驾驶杆的行程改变传动系数 以保证在副翼效 率较高时横侧操纵不至于过于灵敏 而在副翼效率较底时 又有足够的副翼偏 转角 左右副翼各有一个非线性机构 2 2 副翼的传动 副翼的传动方式方式 飞行员向左压驾驶杆 经过中心机构右侧第一根副翼传动杆和第一个副翼 摇臂的传动 座舱底板上的第 2 5 根副翼传动杆
14、均向前运动 同时 第 10 11 隔框处的传动摇臂压缩载荷感觉器 第 3 根传动杆穿出底舱底板后 与 第 13 隔框下的换向接头相连 第 3 根传动杆向前运动 换向接头带动后面的换 向摇臂反时针旋转 于是经过传动杆 摇臂 非线性传动机构等传动 使右副 翼液压助力器上的小传动杆向后移动 助力器的传动活塞就在液压作用下向后 运动去操纵右副翼向下偏转 与此同时 左副翼液压助力器的小传动杆向前移 动 助力器的传动活塞在液压作用下向前运动 操纵左副翼向上偏转 图 2 1 传动机构示意图 飞行员向右压驾驶杆 各传动杆 摇臂 助力器传动活塞的运动方向与上 述相反 左副翼向下偏转 右副翼向上偏转 换向接头由叉
15、形接头 摇杆组成 叉形接头下端与第 3 根传动杆相连 上 端两叉铰接在支座上 摇杆下端 插在叉形接头上 上端则铰接在摇臂轴上 由 于叉形接头的转轴线与摇臂的转轴线不平行 相互之间有一夹角 因此当传动 杆带着叉形街头下端前后运动时 就能通过摇杆迫使摇臂轴转动 从而使摇臂 带动其下端传动杆左右运动 其组成如图 2 1 所示 第第 3 3 章章 载荷感觉器载荷感觉器 飞机装设液压助力器以后 用液压操纵副翼时 飞行员只需要克服液压助 力器前的系统摩擦力和液压助力器配油柱塞的摩擦力 带动配油柱塞打开油路 副翼即可偏转 这时作用在副翼上的枢轴力矩由助力器内的液压作用力平衡 不能传到驾驶杆上来 由于摩擦力很
16、小 飞行员会感到操纵副翼过轻 为了使 飞行员能感受到适当的杆力 以便凭感觉来准确地掌握操纵分量 控制飞行状 态 副翼操纵部分中装设液压助力器以后 还装了载荷感觉器 载荷感觉器的构造如图 3 1 所示 它在座舱内右后方 外筒内的接头固定 在机身上 活动杆上的接头则与第 10 11 隔框处传动副翼的摇臂相连 图 3 1 载荷感觉器 飞行员压驾驶杆使副翼偏转时 要压缩载荷感觉器内的弹簧 左压杆 摇 臂将活动杆压入 压缩左端小弹簧和中间的大弹簧 右压杆则摇臂将活动杆拉 出 压缩右端小弹簧和中间大弹簧 弹簧张力传到驾驶杆上 飞行员必须用一 定力量压住驾驶杆 才能使副翼保持在一定位置 副翼偏转角度越大 即压杆 量越大 弹簧被压缩得越厉害 压杆力越大 这样 飞行员就能从压杆力的大 小 感觉到副翼片状角的大小 载荷感觉器的工作特性如图 3 2 它是由载荷器的结构特点所决定的 载 荷感觉器内有 3 个弹簧 大弹簧的初始张力为 19 5 1 9 81N 两个小弹 簧的最大压缩量均为 2 5mm 这一距离刚好等于小弹簧座与大弹簧座之间的距 离 小弹簧的终点张力与大弹簧的初始张力相等 图 3 2 副翼载荷感觉
