上海交通职业技术学院

上海交通职业技术学院毕业论文课题名称A300的增升装置的结构分析和鼓障维护专业航空机务班级0351B学号28作者张思聪指导老师华丹宏完成日期2006年6月A300的增升装置的结构分析和故障维护上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第1页摘要本文主要讲述了飞机飞行操纵系统中的增升装置。在阐述了飞行操纵系统的重要性后，介绍了增升装置的设计思路及设计原则。然后介绍了增升装置的种类，及各自的结构原理。并对空客公司生产的A300机型的增升装置进行了深入介绍，并对A300上增生装置的部分故障进行分析和维护。关键词：飞行操纵系统、增升装置、缝翼、襟翼上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第2页AbstractThispapermainlyillustratesthelift-increasingapparatusoftheflightcontrolsystem.First,itintroducestheimportanceoftheflightcontrolsystem.Thenitexplainsthedesignandtheoryofthelift-increasingapparatus.Additionally,itintroducesthekindsandtheconfigurationofthelift-increasingapparatus.Finally,itparticularlydescribesthelift-increasingapparatusofA300s,theirmaintenanceandrepairing.Keywords：lift-increasingapparatus,flightcontrolsystem,flap,slat上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第3页目录绪论…………………………………………………………（04）论文正文……………………………………………………（05）概述………………………………………………（05）结构原理…………………………………………（06）A300的增升装置…………………………………（10）A300增升装置故障维护…………………………（25）总结…………………………………………………………（30）致谢…………………………………………………………（31）参考文献……………………………………………………（32）上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第4页绪论飞机飞行操纵系统是飞机上用来传递操纵指令。它是飞机的重要组成部分之一。本文主要介绍了飞行操纵系统中的增升装置。对增升装置的结构及重要性进行了较少。并且针对空客公司的A300机型上的增升装置进行分析，以及列举了A300上增升装置的部分故障及其维护方式。上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第5页论文正文1．概述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和，用于飞机飞行姿态、气动外形、乘坐品质的控制。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。飞行操纵系统是飞机的重要组成部分之一，它的工作性能是否良好正常，直接影响着飞机性能能否正常发挥，并关系到飞机的飞行安全。因此，飞机操纵系统除了应满足强度、刚度足够和重量轻等一般要求外，还要在工作中安全可靠，操纵轻便、灵敏、准确。高速飞机机翼的构造和外形，主要是从有利于作高速飞行的观点来设计和制造的。这种机翼在高速飞行时，即使攻角很小，但由于飞行速度较大，仍可产生足够的升力来维持水平飞行；同时，它还有足够的强度和刚度来承受巨大的载荷。但在低速飞行时，特别是在飞机起飞和着陆时，由于飞行速度较小，虽然增大攻角，但升力仍然很小，不足以维持飞机的平飞。同时，机翼攻角的增加是有一定限度的。如果机翼攻角太大，会造成气流分离，从而导致飞机失速。因此，高速飞机在低速飞行时的性能较差。这主要表现在：起飞和着陆时由于速度太大，起降不安全；降低飞机的使用机动性；延长起飞和着陆滑跑距离，从而增加建造机场的费用等。要克服上述缺点，在飞机上可根据下列四项原则来增加升力，这就是：（1）改变机翼的截面形状，把它做得更弯拱一些，即大翼型中线的弧度。（2）增大机翼面积，有时它和上一原则结合使用，增升效果更好。（3）控制机翼上的附面层，使气流分离不致过早发生。（4）在环绕机翼的气流中，增加一股发动机的喷气气流。依据以上不同的增升原理，机翼便有了不同的“增升装置”。其中包括：前缘缝翼、各式襟翼、附面层控制等。这些增升装置使飞机在尽可能小的速度下，产生足够大的升力，保持飞机的平飞，从而大大减小起飞和着陆速度，缩短滑跑距离。2．结构原理上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第6页2．1增升装置的分类2．1．1前缘缝翼前缘缝翼是一个小的翼面，总是装在机翼前缘。当前缘缝翼打开时，它就与机翼表面形成一道缝隙。下翼面压强较大的气流通过这道缝隙，得到加速而流向上翼面，增大了机翼上表面附面层中气流的速度，降低了压强，消除了这里的大量漩涡。因而恢复了上下翼面的压强差，延缓了气流分离，避免大攻角下的失速。前缘缝翼的主要作用是：（1）延缓机翼上的气流分离，因而提高了“临界攻角”，使得机翼在更大的攻角下才会发生失速。（2）增大最大升力系数。前缘缝翼在大攻角下，特别是在攻角接近或超过临界攻角时才使用。因为只有在这时，才会发生气流分离。它的主要作用是提高临界攻角。而增大最大升力系数是次要的。从构造上来看，前缘缝翼分为固定式和可动式两种。（Ⅰ）固定式前缘缝翼固定式前缘缝翼固定在机翼前缘上，与机翼本体之间构成一条固定的狭缝，不能随着攻角的改变而开闭。它的优点是构造简单，但在速度较大时，阻力也急剧增大，所以目前应用不多，只有个别的低速飞机才使用。（Ⅱ）可动式前缘襟翼可动式前缘襟翼同滑动机构（也有其它方式）与机翼本体相连，依靠空气动力的压力和吸力来闭合或打开。当飞机在小攻角下飞行时，空气动力将它压在机翼上，而处于闭合状态。如果攻角增大，则机翼前缘的空气动力把它吸开。这是因为在小攻角下机翼前缘为压力，而在大攻角下则变为吸力了。可动式前缘缝翼可以充分发挥大攻角下提高升力系数的作用，而不会在小攻角和大攻角速度情况下造成很大的阻力，所以广泛应用于现代飞机。现代大型飞机的可动式前缘缝翼是由液压作动筒来操纵的。2．1．2前缘襟翼上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第7页安装在机翼前缘的襟翼称为前缘襟翼。这种襟翼广泛应用于超音速飞机上。由于超音速飞机一般采用前缘尖削、翼截面很薄的机翼，因此当飞机着陆或以大攻角、甚至以小攻角作低速飞行时，机翼前缘也会发生气流分离，产生大量漩涡，使得最大升力系数大大降低。在大攻角情况下，前缘襟翼向下偏转，既可减小前缘与相对气流之间的角度，消除了漩涡，使气流能够平滑地沿机翼上翼面流过；同时也可增大翼截面的弯度。从而达到延缓气流分离、提高最大升力系数和临界攻角的目的。前缘襟翼的结构比前缘缝翼简单，重量也轻，但是防止气流分离的效果没有前缘缝翼好。一般与吹起式附面层控制系统配合使用。一般的后缘襟翼有一个缺点，即当它向下偏转时，虽然能增大上翼面气流的流速，从而增大最大升力系数，但同时也使机翼前缘处气流的局部攻角跟着增大。这样，当飞机以大攻角着陆时，即使后缘襟翼的偏转角度不大，在机翼前缘上表面也会产生局部的气流分离。对飞机的飞行性能产生不利的影响。这时如果采用前缘襟翼或前缘缝翼，可以带来双重利益。它们不但可以消除机翼前缘上表面的局部气流分离，改进后缘襟翼的增升效果；而且本身也有增升的作用。2．1．3克鲁格襟翼实际上，克鲁格襟翼是前缘襟翼的一种。它一般位于机翼根部的前缘，靠作动筒收放，打开时象一块板。在闭合位置时为机翼前缘的组成部分，打开时向前下方翻转，开度常大于110°。它既可增大机翼的面积，又可增大翼截面的弯度，所以具有很好的增升效果。同时，它的构造也比较简单。克鲁格襟翼的结构因受空间的限制，一般采用整体结构，常用材料为镁合金和铝合金，有时也采用复合材料。2．1．4后缘襟翼后缘襟翼的种类很多，较常用的有：分裂式襟翼、简单襟翼、开缝式襟翼、后退襟翼、后退开缝式襟翼和双缝襟翼、三缝襟翼、多缝襟翼等。所有这些襟翼的共同特点是，它们都位于机翼后缘，靠近机身，在副翼旁，所以又称为后缘襟翼。襟翼放下时既可增大升力，同时也增大了阻力。所以多用于飞机着陆。上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第8页这时襟翼放下到最大角度。但有时也用于起飞，但放下的角度较小，以减少阻力，避免影响飞机起飞滑跑时的加速。（1）分裂式襟翼这种襟翼本身象块薄板，紧贴于机翼后缘并形成机翼的一部分，用时放下，在后缘与机翼之间形成一个低压区，对机翼上表面的气流具有吸引作用，使其流速增大，因而增大了机翼上下表面的压强差，即增大了升力；同时还延缓了气流分离。这是它能够增升的原因之一。另一个原因是，襟翼放下后，机翼截面变得更弯拱，也就是增大了翼截面的弯拱程度。这样可提高机翼上表面的流速，增大了上下表面的压强差，也就是增大了升力。由于这两个原因，它的增升效果相当好，一般可把最大升力系数增大约75％到85％。（2）简单襟翼它主要靠增大翼截面的弯拱程度来增大升力。当放下时，翼截面变得更弯，增大了上翼面气流的流速，从而增大了升力，但同时阻力也随之增大。并且，阻力增大的百分比一般要比升力增大的百分比高。因此，总的来说，放下襟翼时，升阻比是下降的。简单襟翼的构造比较简单，其形状与副翼相似，平时闭合形成机翼后缘的一部分；用时可打开放下。由于它只有一种增升作用，所以它的增升效果比高。一般情况下，当它的着陆偏转角约为50°～60°时，它大约只能使最大升力系数增大65％～75％。高速飞机上很少单独使用简单襟翼，因为高速飞机的机翼大多数有很大的后掠角，而这种襟翼的增升效果随机翼后掠角的增大而急剧减小。（3）开缝式襟翼开缝式襟翼是对简单襟翼的改进。其特点是，当它放下时，一方面能增大机翼截面的弯度；另一方面它的前缘与机翼后缘之间形成一个缝隙。下翼面的高压气流通过这个缝隙，以较高的速度流向上翼面，使上翼面附面层中的气流速度增大，因而延缓了气流分离，达到增升的目的。由此可见，开缝式襟翼的增升作用也是双重的。所以它的增升效果也较好，一般可增大最大升力系数约85％～95％。（4）后退式襟翼后退式襟翼与开缝式襟翼相似，也有双重增升作用。其一是增加翼截面的弯度；其二是增大机翼面积。这种襟翼可沿滑轨向后滑动，因此能起到这两种作用。它的增升效果也很好，一般可最大最大升力系数85％～95％。上海交通职业技术学院毕业设计（论文）第9页（5）后退开缝式襟翼后退开缝式襟翼又称为“富勒”襟翼。位于机翼后缘的下表面，打开时向后滑动一段距离，同时又向下偏转，并与机翼后缘形成一条缝隙。后退开缝式襟翼主要靠增大机翼面积及增加机翼截面的弯度来增加机翼的升力系数。缝隙与开缝式襟翼相同，可以防止附面层内的气流分离。这种襟翼一般在起飞和着陆时，分别采用不同的后退量和偏转角度。在起飞状态，采用较小的偏转角，因而阻力增加较小，升阻比较大，有利于起飞加速，减小滑跑距离。对于高性能飞机，翼截面厚度又不允许采用双缝、多缝襟翼，多采用这种襟翼。目前，在大、中型喷气飞机上使用较多。（6）双缝襟翼、三缝襟翼和多缝襟翼双缝襟翼的构造与开缝式襟翼相似，只是有两条缝隙。在襟翼之前还有一块小翼面，因此襟翼放下时与机翼后缘构成两道缝隙。开缝式襟翼利用气流通过缝隙来延缓气流的分离，有一定的限度。当偏转角增大到某一程度时，气流仍会发生分离，而襟翼还可能发生振动。这时如果采用双缝襟翼可以消除这些缺点。当开缝式襟翼偏转到35°～40°时，机翼后缘又出现气流分离和大量漩涡。增升效果减小。如果采用双缝襟翼，则有更多的高速气流从下翼面通过两道缝隙，流到上翼面后缘，便可消除这里的漩涡，使气流仍贴着弯曲的翼面流动。这样襟翼的偏转角可增大50°～60°，还不至于发生气流分离。因而增升效果得到提高。同样，如果采用三缝襟翼或多缝襟翼，增升效果会更好。3．A300的增升装置（图1）3．1襟翼上海交通职业技术学院毕业设计（