第二章民用航空器

1第二章民用航空器2主要内容一.飞机机体结构二.飞机系统三．发动机四．直升机3飞机机体结构飞机的作用力飞机主要作用力为两两成对的四个力组成升力与重力推力与阻力4重力它的大小等于飞机的重量，用G表示，它的方向总是向下指向地心飞机的结构应能承受比G更大的载荷因数升力由机翼和空气的相对运动而产生的。5阻力物体在空气中运动必然会遇到空气的抵抗，这种抵抗就是阻力推力由发动机来提供6航班飞行的各阶段•航班飞行的阶段–滑行–起飞–爬升–巡航–下降–着陆滑行起飞初始爬升爬升巡航下降初始进近最后进近着陆航班飞行的各阶段受力分析8飞机机体结构飞机的组成与功用9飞机机体结构飞机的组成与功用五个主要部分组成机翼机身尾翼起落装置动力装置10飞机机体结构功用机翼主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行也起一定的稳定和操纵作用在机翼上一般安装有副翼和襟翼操纵副翼可使飞机滚转放下襟翼能使机翼升力增大另外，机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等1112•副翼(Aileron)–副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一小块可动的翼面–为飞机的主操作舵面，飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动•飞行员向左压驾驶盘，左边副翼上偏，右边副翼下偏，飞机向左滚转•反之，向右压驾驶盘右副翼上偏，左副翼下偏，飞机向右滚转13•襟翼（Flap）–襟翼是靠增大机翼的弯度来获得升力增加的一种增升装置•当飞机在起飞时，襟翼伸出的角度较小，主要起到增加升力的作用，可以加速飞机的起飞，缩短飞机在地面的滑跑距离•当飞机在降落时，襟翼伸出的角度较大，可以使飞机的升力和阻力同时增大，以利于降低着陆速度，缩短滑跑距离。14B737-600的双开缝后缘襟翼15•扰流板（Spoiler）–飞行员操纵时可以使这些板向上翻起–增加机翼的阻力–减少升力16空客319落地后减速板打开17•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18•尾翼–尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼•水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成•垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和可动的方向舵–尾翼的主要功用是用来操纵飞机俯仰和偏转–保证飞机能平稳地飞行19•起落装置–起落装置是用来支持飞机并使它能在地面和水平面起落和停放•陆上飞机的起落装置，大都由减震支柱和机轮等组成–它是用于起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机20212223•动力装置–动力装置主要用来产生拉力或推力，给航空器提供动力–其次还可以为飞机上的用电设备提供电源–为空调设备等用气设备提供气源–动力装置主要有四种•涡轮喷气发动机•涡轮风扇发动机•涡轮螺旋桨发动机•涡轮轴发动机2425Turbojetexample:26Turbofan27Turbofan28Turboprop29303132turboshaft33•其他组成–各种仪表–通讯设备–导航设备–安全设备等等34飞机机体结构•飞机基本构件的结构–机翼的基本构造形式•蒙皮骨架式机翼•整体壁板机翼•夹层机翼。35蒙皮骨架式机翼3637•整体壁板机翼–机翼蒙皮与纵向骨架、横向骨架合并而成上下两块整体壁板–铆接装配1—整体壁板；2—襟翼；3—副翼38•夹层机翼蜂窝夹层机翼1—蜂窝夹芯蒙皮；2—纵墙；3—副翼；4—翼肋实心夹层机翼1——填料；2——蒙皮；3——纵墙39夹芯蒙皮1——塑料芯；2——面板；3——蜂窝芯40飞机机体结构•机身的构造形式–蒙皮骨架式–整体壁板式–夹层式41蒙皮骨架式机身（a）桁梁式；（b）桁条式；（c）硬壳式1——桁梁；2——桁条；3——普通隔框；4——蒙皮；5——加强隔框42整体壁板机身将桁条、蒙皮、隔框做成一个整体焊接起来的整体壁板机身43夹层机身芯可以是蜂窝结构芯也可以是泡沫塑料夹芯蒙皮的硬壳式机身44飞机机体结构起落装置起落架的配置形式后三点式前三点式自行车式45后三点式两个支点（主轮）对称地安置在飞机重心前面，第三个支点（尾轮）位于飞机尾部前三点式两个支点（主轮）对称地安置在飞机重心后面，第三个支点（前轮）位于机身前部自行车式两个主轮分别安置在机身下飞机重心前后，另有两个辅助轮对称地装在机翼下面。461-飞机重心；2—飞机纵轴；3—主轮；4—尾轮；5—前轮；6—辅助轮33547飞机机体结构起落架的构造起落架的组成减震器支柱机轮刹车装置收放作动筒481、减震支柱；2、机轮；3、撑杆；4、收放作动筒49飞机系统•飞机系统主要包括–液压系统–燃油系统–空调系统–飞行操纵系统等50飞机系统•液压系统–飞机液压系统通常用来•收放起落架、襟翼、减速板•操作机轮刹车•操纵舵面的偏转–液压传动是一种以液体为工作介质，利用液体静压能来完成传动功能51机械传动液压助力式操纵系统电传（液压助力）操纵系统52飞机系统•燃油系统–燃油系统是为存储和输送动力装置所需燃料而设置的–燃油系统主要有如下功用•储存燃油•在规定的飞行条件下安全可靠地把燃油输送到发动机及APU•调整重心位置，保持飞机平衡和及机翼结构受力•冷却其它附件，作为冷却源53飞机系统•燃油系统–一架飞机完整的燃油系统包括两大部分•飞机燃油系统–一般将由发动机直接驱动的燃油泵之前的燃油系统划归飞机燃油系统•发动机燃油系统–飞机燃油系统主要由下列几个子系统组成•油箱通气系统•加油/抽油系统•应急放油系统•供油（输油）系统•测量及指示系统54•燃油系统–油箱及通气系统•飞机油箱的作用是存储飞行所需的燃油•油箱类型–软油箱»目前软油箱在大型民航运输机上很少采用–硬油箱»目前硬油箱通常作为大型飞机的中央辅助油箱（ACT）–结构油箱55•油箱类型–结构油箱•民航飞机的油箱大多采用结构油箱–即油箱本身是飞机结构的一部分，利用机身、机翼或尾翼的结构元件直接构成的油箱•结构油箱又被称为整体油箱56•燃油系统–油箱及通气系统•一架民航飞机上会布置多个油箱–中央油箱–机翼主油箱–在主油箱外侧设有通气油箱–有些飞机还配有机尾配平油箱和中央辅助油箱•油箱布局5758•燃油系统–油箱通气系统•当油箱内的供油泵向发动机供油时，油箱油面会随之下降，若油箱密闭，油箱内就会形成负压，这种负压不仅会导致供油泵吸油困难，造成供油中断，还会造成油箱因外部气压大于油箱内气压而受到挤压，最终导致结构损坏•通过油箱通气系统为油箱内通气，可以防止以上故障的出现59•飞机系统•燃油系统–加油/抽油系统•现代飞机的加油方法有三种•重力加油•压力加油•空中加油60波音747-400加油系统61飞机系统•飞行操纵系统–飞机飞行操纵系统是飞机上所有用来传递操纵指令，驱动舵面运动的所有部件和装置的总合–用于飞机飞行姿态、气动外形、乘坐品质的控制–飞行操纵系统由三个部分组成•主操纵系统–操纵副翼，方向舵和升降舵»以改变或保持飞机的飞行状态•辅助操纵系统–操纵襟翼，缝翼，扰流板，水平安定面等活动面»以分别达到增升、减速、卸升、配平等作用•警告系统62飞行操纵系统的组成63飞机绕三个轴的运动646566飞机系统•空调系统–飞机座舱空调系统的主要作用•控制通往座舱空气的流量•调节温度•排除空气中过多的水分•最后将空调空气分配到座舱的各个出气口–座舱空调系统的组成•空气循环冷却系统•冲压空气系统•温度控制系统•再循环系统•座舱分配系统67飞机系统•飞机电子仪表装置–飞机的电子仪表装置是飞机感知外部情况和控制飞行状态的核心•保障飞行安全•改善飞行性能•自动辨别方向•能在能见度很低的（50~200米）跑道上着陆•电子设备还能选择最佳航线、最佳飞行状态•还可向旅客提供视听娱乐和电话服务–飞机电子仪表装置按系统可分为•通信系统•导航系统•飞行控制仪表系统。68•飞机电子仪表装置–通信系统•用途是使飞机在飞行的各阶段和地面的航行管制人员、维修人员保持双向的语音和信号联系•也提供了飞机内部人员直接和旅客联络服务–它分为•甚高频通信系统•高频通信系统•选择呼叫系统•音频系统69•通信系统–甚高频通信系统•它主要用于飞机在起飞、降落时或通过控制空域时机组人员和地面人员的双向语音通信–高频通信系统•用于飞行中保持与基地和远方航站的联络70•通信系统–选择呼叫系统•当地面呼叫一架飞机时，飞机上的选择呼叫系统以灯光和音响通知机组–避免了驾驶员长时间等候呼机或是由于疏漏而不能接通联系–音频综合系统•包括–飞机的内部通话系统，如机组人员之间的通话系统–对旅客的广播和电视等娱乐设施–飞机在地面时机组和地面维护人员的之间的通话系统71•飞机电子仪表装置–导航系统•导航是指飞机按照预定的航线，准确到达预定位置，完成飞行任务的方法•导航系统广义上包括所有为飞机确定位置和方向的设备•狭义上只包括航路上使用的设备•在民航飞机上广义导航设备包括–罗盘系统–甚高频全向信标系统–仪表着陆系统–无线电着陆系统–无线电高度表–测距仪–气象雷达–惯性基准系统72•导航系统–飞机的罗盘系统•罗盘是用来为飞机定向的仪表–测距机•测距机是利用飞机和地面测距台之间的无线电波往返所用去的时间来测定飞机和测距台之间的距离。73飞机测距原理图74•导航系统–无线电高度表•无线电高度表是用无线电波的反射回波测量飞机与大地表面之间的实际高度•在起飞和进近着陆期间使用75•导航系统–甚高频全向信标系统（VOR）•这种系统是一种测向系统•组成–机载的全向信标接收机–地面的全向信标台76•导航系统–仪表着陆系统（ILS）•作用–引导飞机沿着正确的航道下滑、着陆仪表着陆系统图77•导航系统–气象雷达•作用是探测–气象情况–障碍物–地形状况78•导航系统–惯性基准系统•惯性基准系统由加速度计和陀螺再配以快速的计算机处理系统组成•加速计用于测量飞机的3个平移运动加速度，指示当地地垂线的方向•陀螺仪用于测量飞机的3个转动运动的角位移，指示地球自转轴的方向•计算机对测出的加速度进行两次积分，计算出飞机的位置79应答机–应答机是机载设备和地面航空管制雷达配合使用的设备•二次雷达向飞机发出询问信号–机上的应答机就被触发–应答机根据地面询问的模式自动产生应答脉冲信号»向地面雷达报告飞机的代码和飞行高度80•飞机电子仪表装置–飞行控制仪表系统•提供飞机的各种信息和数据–使驾驶员及时了解飞行情况–对飞机进行控制81飞机系统•电气系统–飞机的电气系统是指飞机的供电和用电设备系统–电气系统包括•电源•配电•用电82•电气系统–电源系统•电源系统分为直流电源系统和交流电源系统•现代飞机大多采用交流电源系统83•电气系统–配电线路系统•这个系统包括–导线组成的电网–各种配电器–接头–检查仪表84•电气系统–用电设备•机上的用电设备主要有–电动机–电子仪表设备–照明系统–加热设备85•用电设备–电动机•飞机上大量使用各类不同的电动机–启动发动机–操纵舵面、襟翼、起落架–通风•直流电动机和交流电动机都在使用86•用电设备–仪表电源–照明系统–电加热设备•机上的电加热设备主要用于防冰和加温–发动机加热防冰–空速管、风挡玻璃电热防冰–食品加热–冲水盥洗室防冰87发动机•飞机能够飞行–推力–升力•动力装置–是指为飞机飞行提供动力的整个系统•发动机是其最主要的组成部分•航空发动机分为两大类–活塞式发动机–喷气式发动机•喷气式发动机分为活塞式发动机涡轮喷气发动机涡轮螺旋桨发动机涡轮风扇式发动机涡轮轴式发动机88•航空活塞式发动机都是四冲程•基本构件–气缸、活塞、曲轴和连杆活塞式发动机•基本原理–汽油在汽缸中燃烧，形成高温气体，气体膨胀做功，推动活塞在汽缸中向下运动，活塞带动连杆，连杆连在曲轴上，使曲轴转动，曲轴继续转动，使活塞又向上移动，然后，再开始点火，使活塞式再向下运动，这样往复不断，就把汽油燃烧的热能转化为曲轴转动的机械能•四个冲程构成一次循环–进气冲程–压缩冲程–工作冲程–排气冲程89–进气行程•活塞从上死点运动到下死点，进气活门开放而排气活门关闭，雾化了的汽油和空气的混合气体被下行的活塞吸人气缸内–压缩行程•活塞从下死点运动到