第10章 飞机系统简介

飞机系统原理机械类ME杨1. 概述飞机是一种载人或载货的航空器，有一系列机械系统来保证飞机的正常运行与安全。

其中，机械类系统包括发动机、机翼、襟翼、方向、升降、刹车等。

本文将介绍飞机机械类系统的原理。

2. 发动机系统飞机的发动机系统主要有以下几个部分：•供油系统•空气进气系统•发动机燃烧室•排气系统供油系统是将燃料输送到燃烧室中进行燃烧的系统。

主要由燃料泵、燃料喷油嘴、调速器等部件组成。

空气进气系统是将空气引入燃烧室中与燃料混合燃烧的系统。

主要由空气进气口、增压器、空气滤清器等部件组成。

燃烧室是将燃料和空气混合燃烧产生高温高压气体的部分。

通常使用的是涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。

涡轮喷气发动机的燃烧室是单一的直径与进气口相同的环形燃烧室，而涡轮螺旋桨发动机的燃烧室则是具有锥形收缩的螺旋燃烧室。

排气系统是将燃烧产生的高温高压气体排出发动机的系统。

主要由进气口后方的涡轮组件、高压部分与低压部分喷嘴、喷射器等组成。

3. 机翼和襟翼系统机翼是飞机上加速和产生升力的主要部分，而襟翼则是控制机翼升力的副翼。

机翼主要分为小翼和大翼。

小翼是机翼背缘上的较小部分，常用于低速飞行。

大翼是机翼主体，是飞机产生升力的主要部分。

它通常由若干个横向分布的翼段组成，每个翼段都有一个前缘、一个后缘和一个翼弧。

机翼前缘的形状决定了气流经过的路径，后缘的形状决定了升力和阻力。

襟翼是与机翼结合在一起的控制表面。

它可以通过调整翼面后缘的位置来改变机翼的升力。

襟翼有多种类型，如斜板式、升降式和分裂式等。

4. 方向和升降系统方向和升降是飞机进行方向和高度控制的重要部件。

方向系统主要由方向舵、方向螺旋桨和方向舵马达等组成。

方向舵是位于垂直尾翼部分的控制表面，它可以控制飞机的左右倾斜。

方向螺旋桨则是控制方向舵的部件。

这些组件通过一系列机械与液压连接相互作用，从而实现方向控制。

升降系统是通过调整升降舵和尾翼前沿的位置来控制飞机的升降的。

升降舵是位于飞机尾部的两片控制表面，用于俯仰控制。

第10章飞机的横航向动稳定性和动操纵性作业：10.1 10.2 10.4 10.5内容10.1 飞机横航向动稳定性10.1.2 典型的横航向运动模态10.1.3 滚转模态10.1.4 螺旋模态10.1.5 滚转--螺旋模态10.1.6 荷兰滚模态10.2 飞机横航向动操纵性10.2.1 副翼的操纵反应10.2.2 方向舵的操纵反应小结由组成的四阶方程，对于正常布局的飞机，它由一个负的大实根、一对实部为负的共轭复根和一个小的实根（可正可负）组成。

10.1.2 典型的横航向运动模态,,,p r βφ滚转模态荷兰滚模态螺旋模态负的大实根负的共轭复根小的实根对应于特征方程中的一个大的负实根； 其特征是衰减很快的非周期运动，其振幅衰减一半的时间仅为零点几秒；受横侧扰动后，飞机绕机体轴的单自由度滚转，收敛过程很快。

运动变量是滚转角速度和滚转角；飞机具有较大的横向阻尼（来源机翼），运动衰减快，一般均能满足品质要求。

1.滚转模态,p φlpC飞机横航向运动中最重要的模态； 对应特征方程中的一对共轭复根，滚转角、侧滑角和偏航角的量级相同； 偏航运动略超前滚转，即左偏航时右滚转。

飞机重心沿直线轨迹前进，颇似荷兰人的滑冰动作而得名；模态频率高，周期约为数秒至十几秒，介于纵向长、短周期之间。

品质规范对其特性有严格要求。

,,βφψ荷兰？3.螺旋模态对应特征方程中的一个小实根； 特征是衰减缓慢的非周期运动，运动变量为偏航角和滚转角；允许其特征根为一小的正根，由于运动不稳定时呈螺旋状而得名； 运动缓慢，半幅或倍幅时间长，约上百秒，易于纠正，对其模态特性要求不高。

,ψφ4.为什么飞机受到横航向扰动后，飞机首先表现出滚转运动，然后是荷兰滚运动，最后才是螺旋运动？内容10.1 飞机横航向动稳定性10.1.2 典型的横航向运动模态10.1.3 滚转模态10.1.4 螺旋模态10.1.5 滚转--螺旋模态10.1.6 荷兰滚模态10.2 飞机横航向动操纵性10.2.1 副翼的操纵反应10.2.2 方向舵的操纵反应小结表征为绕轴转动的单自由度运动。

飞机结构与系统飞机结构和系统是构成飞机的重要组成部分，它们确保飞机的安全性、可靠性和性能。

以下是飞机结构和系统的主要内容：1.飞机结构：飞机结构由机身、机翼、机尾、机舱等组成。

它们承受飞机自身的重量、飞行载荷和外界环境的影响，提供良好的气动特性和结构强度。

飞机结构通常由金属、复合材料等耐用材料构成，包括框架、蒙皮、加强结构和连接件。

2.动力系统：飞机的动力系统包括发动机、燃油系统和推进系统。

发动机负责提供推力，推动飞机前进。

燃油系统负责存储和供给燃料，以支持发动机的工作。

推进系统则包括推进器、涡轮风扇等，以增加发动机的效率和推力。

3.操纵系统：操纵系统用于控制飞机的操纵面，包括副翼、方向舵、升降舵和扰流板。

这些操纵面通过控制杆、脚踏板和操纵系统传递驾驶员的输入，实现对飞机姿态、方向和高度的控制。

4.电气系统：电气系统提供飞机所需的电力和电子设备工作所需的电能。

它包括起动系统、发电机、电池、电路保护和隔离设备，以及用于控制和监测飞机各个系统的电子设备和航空电子仪器。

5.环控系统：环境控制系统负责维持飞机内部的温度、湿度、压力和空气质量，在不同的气候条件下为乘客和机组人员提供舒适的工作和生活环境。

它包括空调系统、机舱通风系统和氧气系统。

6.降落装置：降落装置用于起飞和降落阶段的着陆。

它通常由起落架和轮胎组成，有时还包括减震装置、刹车系统和襟翼。

这些结构和系统在飞机设计和制造过程中密切相互关联，确保飞机的安全运行。

它们通过复杂的工程设计和测试，满足飞机性能、航空安全和乘客舒适度的要求。

一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。

在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。

2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。

机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。

机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。

近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。

左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。

即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。

为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。

襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。

3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。

1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。

通常垂直尾翼后缘设有方向舵。

飞行员利用方向舵进行方向操纵。

当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。

同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。

某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。

2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。

低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。

即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生附加的负升力（向下的升力），此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩，从而使飞机抬头。

飞机的系统原理飞机的系统原理涉及多个方面，包括机翼、发动机、座舱和控制系统等。

下面将详细介绍飞机的系统原理。

首先，飞机的机翼是实现飞行的核心组成部分。

机翼通过其特殊的形状和流线型，利用空气动力学的原理产生升力。

机翼上通常安装有多个辅助设备，如空气刹车、襟翼和襟翼等，它们可以调整机翼的形状，从而改变飞机的升力和阻力，实现起降和巡航等飞行状态的转换。

其次，发动机是飞机提供动力的关键组件。

飞机常用的发动机有涡轮喷气发动机和螺旋桨发动机等。

涡喷发动机通过喷气推力产生动力，螺旋桨发动机则利用螺旋桨的旋转产生推力。

发动机通过燃烧燃料产生高温高压气流，在压气机的作用下将此气流喷出，产生反作用力推动飞机向前飞行。

座舱是飞机上供乘客和机组人员居住和工作的区域。

座舱内通常设置有座椅、仪表盘、通信设备、生活设施等。

座舱内的空气处理系统可以调节气温和湿度，以提供乘客和机组人员的舒适度。

座舱还配备了供氧系统，以提供高空环境下所需的氧气。

飞机的控制系统包括飞行控制系统和动力控制系统。

飞行控制系统主要包括操纵面和操纵设备。

操纵面包括副翼、升降舵和方向舵等，它们通过操纵设备，如操纵杆和脚蹬等，与飞行员的操作相连。

动力控制系统主要包括发动机控制系统和推力控制系统。

发动机控制系统通过调整燃油供给和燃烧参数，控制发动机的工作状态；推力控制系统通过调整螺旋桨的旋转角度，控制推力的大小和方向。

飞机的自动控制系统可以实现飞机的自动驾驶和飞行管理。

自动驾驶系统通过数据传输和计算，实现飞机在航线上自动驾驶和保持稳定飞行。

飞行管理系统通过计算机和导航设备等，协助飞行员进行飞行计划、导航和解决飞行中的问题。

此外，飞机的电力系统和通信导航系统等也是飞机正常运行所必需的。

电力系统通过发电机将发动机产生的机械能转化为电能，供给飞机的各个设备使用。

通信导航系统通过无线电设备和卫星导航系统，实现飞机与地面控制中心和其他飞机之间的通信和导航。

综上所述，飞机的系统原理涉及机翼、发动机、座舱和控制系统等多个方面。