直升机结构与系统-PPT幻灯片课件

器、控制器和作动器等电子设备实现飞行员输入的信号转换和翼面控制。
飞行操纵系统的历史与发展
历史
早期的飞机采用简单的机械式操纵系统，通过钢索、连杆等机械部件实现飞行员对翼面和舵面的直接控制。随着 技术的发展，液压式操纵系统和电传式操纵系统逐渐取代了机械式操纵系统。电传式操纵系统是目前最先进的飞 行操纵系统，具有更高的可靠性和灵活性。
可靠性预计与分配
根据系统各组成部分的可靠性数据，预计整个飞行操纵系统的可靠性，并根据需要将可靠 性指标分配给各个组件。这有助于确保系统整体性能达到预期要求。
可靠性试验与验证
通过进行各种可靠性试验和验证，如环境试验、寿命试验和功能试验等，评估飞行操纵系 统的可靠性。这些试验有助于发现潜在的问题和改进空间，从而提高系统的可靠性。
飞行操纵系统
飞机上用于传输飞行员操纵指令 并驱动飞行操纵面运动的整套装 置，包括机械、液压或电动系统 。
飞行操纵的力学原理
力矩平衡
飞机受到重力和气动力作用，通过调 整飞行操纵面，使飞机获得所需的俯 仰、偏航和滚转力矩，以保持或改变 飞行姿态。
稳定性与操纵性
飞机具有稳定性，即受到扰动后能够 恢复原姿态的趋势；同时具有操纵性 ，即通过操纵指令改变飞行姿态的能 力。
构；执行机构包括各翼面和舵面，根据传动机构的运动改变飞行姿态和轨迹。
分类
根据设计理念和实现方式的不同，飞行操纵系统可分为机械式操纵系统、液压式操纵系 统和电传式操纵系统。机械式操纵系统通过钢索、连杆等机械部件传递飞行员输入的力 或运动；液压式操纵系统通过液压传动方式传递力或运动；电传式操纵系统则通过传感
飞机结构与系统(飞行操纵系 统)课件
• 飞行操纵系统概述 • 飞行操纵系统的基本原理 • 现代飞行操纵系统的技术特点 • 飞行操纵系统的维护与检修 • 飞行操纵系统的安全与可靠性

PPT课件ຫໍສະໝຸດ 27涡桨发动机VS涡扇发动机
• 涡轮螺旋桨发动机在低速下效率要高于涡轮风扇 发动机，在800公里以下，涡桨飞机在燃油上的 优势是相当明显的；
• 涡桨发动机的振动和噪声比涡扇发动机大， Q400噪声和振动抑制系统，从源头上减小 了噪声和振动 ；
• 涡桨发动机的价格和维修费都较低。
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737主起落 架
侧杆
上锁辊子
活塞杆
机轮
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收放作动筒
前起落架
缓冲支柱
摆振阻尼器
防扭臂
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刹车
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（五） 动力装置
动力装置主要用来产生拉力或推力，为机上用电设备提供电源， 为空调设备等用气设备提供气源。
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涡桨发动机VS活塞发动机
• 同活塞式发动机＋螺旋桨相比，涡轮螺旋桨发动机功率大， 功重比（功率/重量）也大，最大功率可超过10000马力， 功重比为4以上；而活塞式发动机最大不过三四千马力， 功重比2左右。
副翼
襟翼滑轨
襟翼
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机翼布置（下翼面）
前梁
缝翼
下蒙皮
检修口
后梁
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机翼下壁板的布置
长桁
壁板1
壁板2
壁板3
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中央翼盒及承力框
主承力框
壁板
前梁
根肋
后梁
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（二） 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、机翼及发动机等连接成一个整体。

第一节 飞机的机体
第一节 飞机的机体
第一节 飞机的机体
根据机翼在机身上安装的部位和形式，可以把 机翼分为下单翼、中单翼、上单翼。 而民航飞机采用下单翼布局最多。 优点：1、机翼离地面近，起落架相应的就短，减轻 重量。重心低，稳。 2、迫降时，机翼吸收大部分冲击能量 3、便于维护和使用。 缺点: 机身离地面高，人货的上下不方便，需要使 用廊桥和梯车；发动机离地面近，使用时会吸入 跑道表面的沙石冰雪。
第二节 飞机的动力装置
•
同时，由于螺旋桨的迎风面积较大，带来的阻力 也较大，而且，随着飞行高度的上升，大气变稀 薄，活塞式发动机的功率也会急剧下降。这几个 因素合在一起，决定了活塞式发动机＋螺旋桨的 推进模式已经走到了尽头，要想进一步提高飞行 性能，必须采用全新的推进模式，喷气发动机应 运而生。 根据牛顿第三定律，作用在物体上的力都有大 小相等方向相反的反作用力。喷气发动机在工作 时，从前端吸入大量的空气，燃烧后高速喷出， 在此过程中，发动机向气体施加力，使之向后加 速，气体也给发动机一个反作用力，推动飞机前 进。事实上，这一原理很早就被应用于实践中， 我们玩过的爆竹，就是依靠尾部喷出火药气体的 反作用力飞上天空的。
•
第二节 飞机的动力装置
• 2、螺旋桨
第二节 飞机的动力装置
•
到了二战中，由于战争的需要，飞机的性能 得到了迅猛的发展，飞行速度达到700－800公里 每小时，高度达到了10000米以上，但人们突然 发现，螺旋桨飞机似乎达到了极限，尽管工程师 们将发动机的功率越提越高，从1000千瓦，到 2000千瓦甚至3000千瓦，但飞机的速度仍没有明 显的提高，发动机明显感到“有劲使不上”。 问题就出在螺旋桨上，当飞机的速度达这种跨音速流场的直 接后果就是螺旋桨的效率急剧下降，推力下降，

救护直升机介绍 货舱位于机身后部
救护直升机介绍
（四）安全防护装置 机上装有空中防撞系统、近地警告系统、遇险
定位装置、火警探测，驾驶舱配有灭火手持瓶。
机上医疗设备介绍 空中医疗设备(智能化空中ICU)
• 多功能除颤监护仪 • 多模人工呼吸机 • 自动注射泵 • 电动吸引器 • 医用氧气 • 脊柱板和担架
地址：浦东新区耀川路158号
Add: No.158 YaoChuan Rd,Pudong,Shanghai
• 8.4寸触摸屏，续航9小时，涡轮电机 • • 自动获取患者指标 , 自动调整输出变量大小 • 多项肺功能参数监测+信息图形化 • 自动漏气补偿；内置一体式雾化 • 适用于所有患者类型和各种复杂恶劣环境
机上医疗设备介绍
ACCUVAC Rescue吸引器
• 专为急救现场设计，高度便携，防雨防 震
• 配有专用背板和大容量储液罐
• 充电2小时；最高功率抽吸45分钟
• LED电量指示+消音装置
• 7档负压可选： 0.05/0.1/0.15/0.2/0.3/0.5/0.8
机上医疗设备介绍
Braun Space注射泵
• 小巧轻便灵活，模块化易组合 • • 高分辨率屏幕，续航16小时
• 自动探测注射器，操作简单
• 防撞击功能强大
救护直升机介绍
（一）主要性能
项目
数据
项目
数据
项目
数据
机长 12.984米 旋翼直径 10.83米
升限 约4573米
机高
机宽
开关车 风速
3.598米
最大起飞 重量
2850 kg
最大速度
280千米/ 小时

精选ppt
7
周期变距示意
精选ppt
8
油门总距杆操纵
油门总距杆通常位于驾驶
员座椅的左方，由驾驶员左 手操纵，此杆可同时操纵旋 翼总距和发动机油门，实现 总距和油门联合操纵。
油门调节环位于油门总距杆的端部，在
不动总距油门杆的情况下，驾驶员左手拧 动油门调节环可以在较小的发动机转速范 围内调 整发动机功率。
还产生操纵直升机运动的
纵向、侧向力，俯仰、 滚转力矩。
与固定翼飞机相比，直升机
的飞行控制有显精著选ppt 区别。
4
单旋翼直升机操纵
驾驶杆 （周期变距操 纵杆） 脚蹬 油门总距杆 油门调节环
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5
自动倾斜器构造
精选ppt
6
驾驶杆操纵
与旋翼的自动倾斜器连接，带动整 个旋翼倾斜
• 向前 —— 直升机低头并向前运动； • 向后 —— 抬头并向后退； • 向左 —— 向左倾斜并向左侧运动； • 向右 —— 向右倾斜并向右侧运动。
直升机简介
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1
直升机
– 垂直起降 – 能够在空中悬停 – 发动机空中停车时，旋翼自转，仍可产
生一定升力，减缓下降趋势 – 可以沿任意方向飞行 – 飞行速度较低，航程相对来说也较短。
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2
旋翼工作原理
前缘
Vq
类同于机翼
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b 桨毂旋转面 后缘
桨毂旋转轴线
3
直升机飞行的特点
旋翼旋转时除产生升力外
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9
脚蹬
座椅前下部
对于单旋翼带尾桨的 直升机，
蹬脚蹬
→ 尾桨变距
→ 改变尾桨推(拉)力
→ 机头指向

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限制
❖ CCAR25部中规定： ❖ 正限制机动超载：2.5~3.8 ❖ 负限制机动超载：绝对值≥1.0
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小速度、大迎角飞行
大速度、小迎角飞行
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限制
q最大最大
1 2
V最2 大 最 大
最大允许速压 1.2 使用限制速压
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机动飞行包线
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突风超载飞行包线
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飞机在地面上的使用限制
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影响起落架侧向载荷的因素
❖ 飞机侧滑着陆。 ❖ 地面滑行转弯。 ❖ 单主轮先着陆。 ❖ 在滑行中使飞机有侧向运动趋势的各种原因。
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飞机结构承载能力
❖ 飞机结构承载能力表现在对飞机使用限制和 飞机结构承载余量两个方面。
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飞机使用限制
ny使用最小 ny ny使用最大 q q最大最大 ny使用最小 为 预 期 的 最 大 负 过 载 ； ny使用最大 为 预 期 的 最 大 正 过 载 ； q最大最大 为 预 期 的 最 大 速 压 。
必须表明结构符合“结构的损伤容限和疲劳评定的要求”。 飞机在整个使用寿命期间将避免由于疲劳、腐蚀或意外损伤引起的
灾难性破坏。 对可能引起灾难性的每一部分（机翼、尾翼、操纵面及其系统、机
身、发动机架、起落架以及上述各部分有关的主要连接）必须进行 损伤容限（破损安全和离散源）评定。 对损伤容限不适用的某些特定结构必须进行疲劳（安全寿命）评定。 对涡轮喷气飞机可能引起灾难性破坏的部分要进行声疲劳评定。
❖ 应力和应变
正应力和正应变
P A
ΔL L
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飞机结构受力基本概念
❖ 应力和应变
剪应力和剪应变
Q A
ΔS h
42
飞机结构受力基本概念

• • 这种摩擦装置只是一种安装在扭力管上的简单的卡子，或者是安装 在与总距杆相连的一支撑杆上的摩擦片组件，如图2—7 所示。 无论哪种方式，它们都应该可以按照飞行员的需要来调节。
《直升机结构与系统》 第2章 直升机飞行操纵系统
周期变距杆
周期变距杆分别位于机长和副驾驶员座位 的正前方，它通过倾斜转盘来实现直升机 在水平方向上的飞行。
总距杆分别安装在机长和副驾驶座位的左侧。
• •
总距杆一般是安装在一根扭力轴上，也叫横轴。 扭力轴的两端通过轴承安装在机身结构上。
•
• •
扭力轴把周向运动转换为线性运动，可以为操纵 系统提供推拉运动。如图2—5 所示。 推拉杆通过与安装在扭力管上的连杆相接，将总 距杆的运动传递到总距操作系统上。 在传递到主伺服或主作动器之前，这些运动首先 要传递到操纵复合摇臂上。
•
•
《直升机结构与系统》 第2章 直升机飞行操纵系统
倾斜盘的工作
• 所有倾斜盘传递到主旋翼的方式都是相同的。
A. 倾斜盘的工 作——总距
当总距输入时，所 有3 个作动器会一 起同时同量地伸长 或缩短，它们的变 化会使倾斜盘上升 或下降，从而使球 形轴承沿主旋翼轴 上下移动。于是主 旋翼就会同时获得 相同的总距变化， 从而使总的旋翼推 力增加或减小。图 2—19 所示为当总 距杆拉起时所有桨 叶的桨叶角同时同 量变化的示意图。
• • • 向前推杆使直升机向前飞， 向后拉杆使直升机后移， 向左或向右移杆使直升机向相应方向移动。
周期变距杆以下端为支点，与两套推拉管相 连，一根控制直升机的左右运动（横滚）， 另一根控制直升机的前后运动（俯仰）。
• 一个叉形件使这两种运动相互独立，因此，直升 机的横滚和俯仰可以单独实现而不相互影响。

鱼鹰-倾斜翼飞机
《直升机结构与系统》 第1章 直升机飞行原理
直升机的种类
《直升机结构与系统》 第1章 直升机飞行原理
直升机类型的比较 单旋翼直升机 • 优点：设计和制造简单 • 缺点：需要安装尾桨、尾桨还要消耗一定的功率；尾桨安装在 远离飞行员的后部，存在受地面障碍物影响和容易伤人的危险 性。 共轴式直升机 • 优点：两个主旋翼转动方向相反，可以互相平衡反扭矩；由于 采用的是两个主旋翼，从而减小了主旋翼桨叶尺寸。 • 缺点：结构和操纵变得相当复杂，使重量增加。
如果所有桨叶的桨叶角同时且等量 增加，每片桨叶产生的升力将增加， 旋翼有效力的大小将增加。
•
•
当旋翼有效力增大到大于直升机的重力 时，直升机将垂直上升。
如果在飞行中旋翼有效力减小至小于直 升机的重力，则直升机垂直下降。
通过主桨叶桨叶角的同时等量变化 获得垂直飞行被称作变总距，飞行 员实现变总距的方式是通过总距杆 来实现，通常位于飞行员位置的左 侧，操纵遵循自然法则，即提起杆 直升机上升，放下杆直升机下降。
《直升机结构与系统》 第1章 直升机飞行原理
直升机与固定翼飞机的比较：主要的不同之处是4个基本力（重力、升 力、推力和阻力）中的升力、推力和阻力的产生方法不一样。 升力由运动的翼型产生，要改变升力的大小，则必须改变翼型与相 对气流之间的攻角。
• 在固定翼飞机上，要想实现改变攻角，必须通过改变机身沿横轴的俯 仰角的大小。
（5）激波阻力（wave drag）：高速飞行时，前进桨叶的叶尖处有可能产生激波。
•
上述各种阻力作用于直升机及其旋翼系统，阻力的综合效应称作总阻力。
《直升机结构与系统》 第1章 直升机飞行原理
直升机翼型的选择

铝合金飞机机身结构中最常材料 之一，因其具较高比强度、耐腐
蚀性易加工等特点。
铝合金可变形铝合金铸造铝合金 ，广泛应飞机大梁、机身蒙皮、
翼肋等部件。
铝合金缺点疲劳性能较差，易发 生疲劳裂纹，因此设计时需进行
疲劳强度析试验。
复合材料
复合材料由两种或多种材料组成新型材料，具高强度、高刚性、抗疲劳等优点。
热稳定性析
评估机身高温环境稳定性，保证结构 因温度变化而发生变形或失效。
05
机身结构损伤容限与疲劳寿命
损伤容限设计
01
损伤容限设计指飞机结构受损伤后仍能保持一定承载能力设计方 法。它通过合理设计结构细节、选择适当材料工艺，提高结构抗
损伤能力。
02
损伤容限设计包括结构进行强度析、疲劳析损伤评估，确保预期 服役期内，结构能够承受各种载荷环境条件影响。
中段
包括机身中部后部，主承 载着机身纵向横向受力， 并连接机翼行稳定性，发动 机吊舱则安装固定发动机 。
机身结构设计求
01
02
03
04
强度求
机身结构必须能够承受飞行过 程中各种载荷，包括气动载荷
、惯性载荷重力载荷等。
刚度求
机身结构必须具一定刚度，确 保飞机飞行过程中稳定性舒适
焊接工艺
总结词
焊接工艺飞机机身结构制造中重连接方式，通过熔融金属将 两零件连接一起。
详细描述
焊接工艺具强度高、密封性好、重量轻等特点，广泛应飞机 机身结构制造中。焊接工艺可电弧焊、激光焊、等离子焊等 多种方式，根据同材料连接求选择合适焊接工艺。
铆接工艺
总结词
铆接工艺飞机机身结构制造中传统连 接方式，通过铆钉将两零件连接一起 。
参数优化

桨距
二、直升机飞行原理
★ 直升机水平飞行
前飞、侧飞、后飞是通过调整旋翼桨盘向所需 飞行方向倾斜，产生所需方向的水平分力，从而实 现该方向的水平飞行。
前飞
侧飞
二、直升机飞行原理
★ 直升机水平飞行（续）
前飞时由于左右两侧气流不对称，导致左右两侧桨叶升力分布 不对称，从而引起很大的周期变化的桨根弯矩。
★ 民用： 通用运输、抢险救生、公安巡查、特种作业…
★ 军用： 对地攻击、反潜攻舰、机降运输、战勤侦察…
二、直升机飞行原理
★ 旋翼升力的产生
二、直升机飞行原理
★ 旋翼反扭矩
二、直升机飞行原理
★旋翼反扭矩（续）
直升机的分类：
按平衡反扭矩形式
二、直升机飞行原理
★ 直升机垂直飞行
通过同时改变各片桨叶安装 角（桨距）的大小，改变旋翼升 力的大小，从而实现直升机的悬 停、垂直上升和垂直下降。
缺点：传动系统复杂， 平飞时诱导损失大，利用 旋翼自转进行滑翔降落困 难。
美国 CH-47 支努干
二、分类
（4）并列式双桨直升机：
两个旋翼位于机身两侧并在同一平面内，转向相反。
优点：操纵性、稳定 性较好平飞诱导损失小， 经济性较好。
缺点：构造复杂，操 纵系统复杂。
米-12“信鸽”
二、分类
（5）交叉式双桨直升机
舵机 机油箱
磁 力 计
链路 吊舱 飞控 油箱 散热器
起落架
三、直升机结构
★ 旋翼系统：包括桨叶和桨毂
功用：产生升力、推力和操纵力。
三、直升机结构
旋翼
旋翼由桨叶和桨毂组成。一副旋翼的桨 叶最少有两片，最多可达七片。
根据桨叶与桨毂的连接方式，旋翼形 式有四种，即全铰式、半铰式、无铰式和无 轴承式。

无人直升机的优点
气动特性对称
无人直升机的优点
外廓尺寸紧凑
无人直升机的优点
共轴式直升机
无人直升机的优点
共轴式直升机
§4 无人直升机的缺点
无人直升机的优点 共轴双桨直升机
无人直升机的优点 共轴双桨直升机
目录/CONTENTS
§1 无人直升机概述 §2 无人直升机结构 §3 无人直升机的优点 §4 无人直升机的缺点
§1 无人直升机概述
无人直升机概述
无人直升机概述 单旋翼带尾桨无人直升机
无人直升机概述
共轴无人直升机
§2 无人直升机结构
无人直升机结构
无人直升机结构
机体
无人直升机结构
旋翼
无人直升机结构
旋翼
无人直升机结构
铰接式旋翼
无人直升机结构
铰接式旋翼
无人直升机结构
无铰式旋翼
无人
无铰式旋翼
无人直升机结构
尾桨
无人直升机结构
尾桨
无人直升机结构
尾桨
无人直升机结构
尾桨
无人直升机结构
尾桨
无人直升机结构
起落装置
§3 无人直升机的优点
无人直升机的优点 方便维护无尾桨结构