民航概论21解析.pptx
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1、RETURNEXIT2.3 飛機的基本結構飛機的基本結構-機體機體AUDIOCONTROLS機機 翼翼機機 身身尾尾 翼翼起落架起落架一、一、機翼機翼產生升力的主要來源產生升力的主要來源安放油箱,起落架艙安放油箱,起落架艙翼展:翼展:the distance from wing-tip to wing-tip翼型:翼型:機翼剖面機翼的四部分:機翼的四部分:翼根,前緣,後緣,翼尖翼根:翼根:wing-root承受機身重力承受由升力、重力產生的彎矩受力最大結構強度最強機翼的安裝形式:上單翼,中單翼,下單翼機翼的安裝形式:上單翼,中單翼,下單翼上單翼:上單翼:干擾阻力小;視野好;機身離地高近,易裝貨
2、,發動機離地高起落架安裝困難中單翼:中單翼:氣動外形最好翼梁穿過機身,影響客艙容積下單翼:下單翼:離地進,起落架短,降落穩定性好,易收放,維修方便;機艙空間不受影響機身離地高,裝貨不好,視野不好機翼的安裝角:機翼的安裝角:上反角(一般用於下單翼機),下反角(一般用於下單翼機)機翼前緣、後緣的裝置:機翼前緣、後緣的裝置:副翼,襟翼,縫翼,擾流板副翼:機翼後緣外側或外側偏內,上下偏轉,操縱飛機的傾側襟翼:機翼後緣內側,向外、向下伸出,增升、增阻縫翼:機翼前緣,前移,增升,開縫可增加迎角擾流板:翼面上表面上,向上打開,增阻,減升,降速,壓地一側打開,增阻,飛機側傾機翼的結構:機翼的結構:翼梁,桁條(
3、嵌在翼肋上,支援蒙皮)構成縱向骨架翼肋為橫向骨架:保持機翼的翼型骨架外的蒙皮翼根需特別加固,因為要承受巨大的應力內部空間:安裝操縱裝置,密封後作為油箱,安裝起落架艙,安裝發動機二、機身二、機身飛機的主體部分,筒狀,把機身,尾翼,飛機的主體部分,筒狀,把機身,尾翼,起落架連在一起起落架連在一起機頭:駕駛艙(儀錶,操縱裝置)中部:客艙(舒適安全,同),貨艙(下部裝貨)後部:與尾翼相連流線體,受力主要是機翼上傳來的垂直集中載荷和尾翼上傳來的側向載荷機身構造:機身構造:縱向桁梁、桁條橫向隔框 半硬殼式結構金屬蒙皮隔框:簡化製造工藝;改型容易另外還有構架式機身,用於小型飛機三、尾翼三、尾翼水準尾翼:水準
4、尾翼:水準安定面(固定)+升降舵(上下轉動)保持飛機縱向穩定,控制飛機的俯仰運動;全動式平尾可提高操縱效率安裝在機身上或垂尾上垂直尾翼:垂直尾翼:垂直安定面(固定)+方向舵(左右轉動)控制飛機航向,抗偏航干擾分為單垂尾和雙垂尾尾翼的結構同機翼,高速飛機採用後掠尾翼的結構同機翼,高速飛機採用後掠式垂尾和平尾式垂尾和平尾調整片:升降舵、方向舵上較小的鉸接調整片:升降舵、方向舵上較小的鉸接翼面,調整製造誤差,控制主操縱面上翼面,調整製造誤差,控制主操縱面上的力矩,減少駕駛員操縱力矩的力矩,減少駕駛員操縱力矩四、起落架四、起落架作用:在地面支撐飛機,起飛,滑跑,地面拖作用:在地面支撐飛機,起飛,滑跑,
5、地面拖動承受重力,衝擊載荷,影響起降性能,安全動承受重力,衝擊載荷,影響起降性能,安全組成:起落架艙,制動裝置,減震裝置,收放組成:起落架艙,制動裝置,減震裝置,收放裝置裝置可收放式起落架:飛行時收起,著陸、滑跑時可收放式起落架:飛行時收起,著陸、滑跑時放下放下航線飛機採用可收放式起落架,通航飛機採用固定式起落架起落架配置:起落架配置:前三點式後三點式穩定性好,發動機軸線與地面平行,用於高速噴氣式大型飛機構造式起落架構造式起落架多柱式起落架:多柱式起落架:四個機輪構成輪式小車連接減震支柱斜支柱(方向支柱),扭力撐杆(抵抗輪車扭轉力)平面承力收放作動筒:收,放輪架、支柱鉸接,輪子可上下左右運動後
6、輪架:可繞支柱轉動,保證小車有最大接地面積和小的轉彎半徑機輪 B747 住起落架 16個機輪搖臂式起落架:搖臂式起落架:機輪通過一個搖臂與支柱相連減小了減震器受彎的力矩,易密封,減震效果好但構造複雜,搖臂受力大,不能用於大飛機起落架減震功能:由輪胎、減震器實現起落架減震功能:由輪胎、減震器實現高壓輪胎6-10kgf/cm2中壓輪胎3-6kgf/cm2低壓輪胎2-3kgf/cm2彈簧減震器:小型飛機上使用彈簧減震器:小型飛機上使用油氣減震器:大型飛機上使用油氣減震器:大型飛機上使用減震原理:液體摩擦,氣體膨脹壓縮,消耗能量起落架收放:起落架收放:液壓作動筒實現氣壓/電動收放 小型飛機收起,方下鎖
7、定裝置:收起限位元,駕駛艙指示燈亮,音響指示,放下警告指示緊急收放系統:緊急收放系統:手動,空氣動力或機內有貯氣壓放下起落架艙門:起落架艙門:待起落架收放入起落架艙內,艙門關閉,減少阻力、防異物地面制動裝置:地面制動裝置:刹車 主起落架機輪輪轂內一組旋轉刹車片+一組固定刹車片兩邊機輪刹車力應相等,刹車應反應迅速,刹車力過大 抱死、磨損輪胎嚴重“點刹”:一放一刹自動防抱死系統:自動防抱死系統:刹車自動調節壓力,抱死時松刹車恢復轉動後再自動壓緊前起落架不裝刹車,可操縱轉向,控制飛機地面運動前起落架不裝刹車,可操縱轉向,控制飛機地面運動尾翼的結構同機翼,高速飛機採用後掠尾翼的結構同機翼,高速飛機採用
8、後掠式垂尾和平尾式垂尾和平尾調整片:升降舵、方向舵上較小的鉸接調整片:升降舵、方向舵上較小的鉸接翼面,調整製造誤差,控制主操縱面上翼面,調整製造誤差,控制主操縱面上的力矩,的力矩,減少駕駛員操縱力矩減少駕駛員操縱力矩RETURNEXIT.飛機動力裝置飛機動力裝置AUDIOCONTROLS活塞式發動機活塞式發動機發動機的性能和安裝發動機的性能和安裝螺旋槳螺旋槳空氣噴氣發動機空氣噴氣發動機輔助動力系統輔助動力系統發動機是飛機的核心部分,飛機的心臟發動機是飛機的核心部分,飛機的心臟構造複雜,自成系統為飛機提供動力。為飛機提供動力。發動機、螺旋槳、輔助動力裝置及其他附件分類:活塞式分類:活塞式四衝程汽
9、油內燃機噴氣式噴氣式渦噴渦槳渦扇渦軸一、活塞式發動機一、活塞式發動機1,原理,原理 組成:氣缸,活塞,曲軸,連杆組成:氣缸,活塞,曲軸,連杆四衝程:進氣:進氣活門打開,油、氣進入氣缸,活塞下移四衝程:進氣:進氣活門打開,油、氣進入氣缸,活塞下移壓縮:進氣、排氣活門關閉,曲軸慣性向上,混合氣體受壓縮,壓縮:進氣、排氣活門關閉,曲軸慣性向上,混合氣體受壓縮,至上死點至上死點溫度,溫度,400,壓力,壓力,10幾個大氣壓幾個大氣壓工作:上、下死點的容積比稱壓縮比,在工作:上、下死點的容積比稱壓縮比,在5-8之間。之間。點火,燃燒,活塞向下快速運動,產生機械能點火,燃燒,活塞向下快速運動,產生機械能溫
10、度,溫度,2500,壓力,壓力,50-75個大氣壓個大氣壓排氣:曲軸從下死點慣性旋轉,活塞向上,進氣活門關閉,排氣排氣:曲軸從下死點慣性旋轉,活塞向上,進氣活門關閉,排氣活門打開活門打開廢氣排出廢氣排出每次迴圈:往復兩次,四個衝程每次迴圈:往復兩次,四個衝程2,活塞式發動機的結構和系統,活塞式發動機的結構和系統單個氣缸功率不夠單個氣缸功率不夠多缸:工作時間錯開,振動均勻,多缸:工作時間錯開,振動均勻,5-28缸缸 4000馬力馬力往復運動往復運動 連續旋轉連續旋轉 慣性使活塞運動保持下慣性使活塞運動保持下去去曲軸輸出功率,使螺旋槳轉動,拉力曲軸輸出功率,使螺旋槳轉動,拉力曲軸通過齒輪帶動凸輪軸
11、曲軸通過齒輪帶動凸輪軸 控制氣門控制氣門 順序開順序開閉進氣,排氣活門閉進氣,排氣活門燃料系統組成:油箱,導管,燃料系統組成:油箱,導管,進氣系統進氣系統點火系統:磁電機點火系統:磁電機產生高壓電產生高壓電點火分配器點火分配器高壓電按順序送到各火花塞高壓電按順序送到各火花塞火花塞火花塞發出電火花點燃混合氣體發出電火花點燃混合氣體潤滑系統:減少機件之間的摩擦阻力潤滑系統:減少機件之間的摩擦阻力滑油箱,滑油泵滑油箱,滑油泵將滑油送到各摩擦面,流將滑油送到各摩擦面,流回滑油箱,管道回滑油箱,管道冷卻系統:液冷式冷卻系統:液冷式發動機截面小,阻力小,結構複雜,重量發動機截面小,阻力小,結構複雜,重量大
12、。大。用氣缸外流動的冷卻液吸收熱量用氣缸外流動的冷卻液吸收熱量散熱器上氣流帶走冷卻液吸收的熱量散熱器上氣流帶走冷卻液吸收的熱量氣冷式氣冷式冷卻效率高,迎風面積大,結構簡單重量較輕,使用冷卻效率高,迎風面積大,結構簡單重量較輕,使用居多居多氣缸外壁上有許多散熱片氣缸外壁上有許多散熱片氣缸迎風呈星形佈置氣缸迎風呈星形佈置迎風氣流帶走熱量迎風氣流帶走熱量啟動系統:氣動啟動系統:氣動壓縮空氣充入氣缸使發動機啟動壓縮空氣充入氣缸使發動機啟動電動電動啟動電機帶動啟動機使曲軸旋轉啟動電機帶動啟動機使曲軸旋轉3,活塞式發動機的性能,活塞式發動機的性能燃油消耗率:每馬力小時消耗油量燃油消耗率:每馬力小時消耗油量
13、 公公斤斤/馬力小時馬力小時 最初最初1,目前,目前0.2-0.25重量功率比:公斤重量功率比:公斤/馬力馬力 最初最初6.4,20世紀世紀40年代年代0.5二、螺旋槳二、螺旋槳活塞發動機活塞發動機+螺旋槳(產生拉力或推力)螺旋槳(產生拉力或推力)飛機推進裝置飛機推進裝置組成:幾個葉片(組成:幾個葉片(2-6個),從根部到頂個),從根部到頂部扭曲(部扭曲(逐漸改變),截面為翼型面逐漸改變),截面為翼型面迎角:槳葉的葉弦相對於迎面氣流的角度迎角:槳葉的葉弦相對於迎面氣流的角度()從根部到尖部逐漸變小,是為了保持葉片各從根部到尖部逐漸變小,是為了保持葉片各段產生大致相等的拉力段產生大致相等的拉力槳
14、葉角:槳葉剖面的葉弦與旋轉平面的夾角槳葉角:槳葉剖面的葉弦與旋轉平面的夾角(j),又叫安裝角又叫安裝角與與j的關係:的關係:飛機不動飛機不動 =j飛機運動飛機運動 旋轉旋轉v1 前進前進v2 槳葉相對氣流槳葉相對氣流u 空空中螺旋槳中螺旋槳 j受力分析:垂直槳葉方向產生拉力受力分析:垂直槳葉方向產生拉力葉片克服阻力,產生拉力葉片克服阻力,產生拉力葉片運動方向產生阻力葉片運動方向產生阻力發行速度對拉力的影響:發行速度對拉力的影響:發行速度發行速度v2上升,上升,a變小變小 拉力下降拉力下降為使為使a不變,不變,j增大增大 變矩螺旋槳變矩螺旋槳槳矩:螺旋槳旋轉一周,槳上一點向前移動的槳矩:螺旋槳旋
15、轉一周,槳上一點向前移動的距離距離螺旋槳的應用:螺旋槳的應用:1.低速飛機低速飛機 v2200km/h 定矩螺旋槳定矩螺旋槳 j不變不變2.v2較高較高 變矩螺旋槳變矩螺旋槳3.恒速變矩螺旋槳:由轉速調節器自動調節槳矩恒速變矩螺旋槳:由轉速調節器自動調節槳矩v2上升j增大飛行員控制jv2下降j減小不需拉力j=90順槳需反向拉力j二次雷達二次雷達A模式:飛機的識別代碼模式:飛機的識別代碼C模式:飛機的氣壓高度模式:飛機的氣壓高度地面航管雷達螢幕上顯示飛機的編碼和地面航管雷達螢幕上顯示飛機的編碼和高度高度三、飛行控制儀錶系統三、飛行控制儀錶系統1大氣資料儀錶大氣資料儀錶通過測大氣壓力,測飛機高度、
16、速度通過測大氣壓力,測飛機高度、速度1)氣壓高度表)氣壓高度表不同基準,不同定義高度不同基準,不同定義高度相對高度:飛機對某一指定機場的高度相對高度:飛機對某一指定機場的高度 場場面氣壓高度面氣壓高度真實高度:飛機與地面的垂直距離真實高度:飛機與地面的垂直距離絕對高度:飛機到海平面的高度絕對高度:飛機到海平面的高度標準氣壓高度:飛機到標準氣壓平面的高度標準氣壓高度:飛機到標準氣壓平面的高度(760mmHg 15)進入航線用)進入航線用真空膜盒真空膜盒 壓力大壓緊膜盒壓力大壓緊膜盒壓力小膜盒膨脹壓力小膜盒膨脹 位移控制指示器位移控制指示器調整旋鈕:調整膜盒上的設定壓力,設定基準調整旋鈕:調整膜盒
17、上的設定壓力,設定基準面面本地機場本地機場相對本地機場相對本地機場標準氣壓標準氣壓標準氣壓高度標準氣壓高度當地海平面氣壓當地海平面氣壓絕對高度絕對高度相對獨立,可作備用系統相對獨立,可作備用系統2)速度表)速度表真空速:飛機相對於空氣的運動速度真空速:飛機相對於空氣的運動速度空速空速指示空速:測量空氣壓力的表上直接指示的速指示空速:測量空氣壓力的表上直接指示的速度度表速表速升降速度:飛機相對地面上升升降速度:飛機相對地面上升/下降的速度下降的速度地速:飛機運動速度對地面的水準分量地速:飛機運動速度對地面的水準分量馬赫數:馬赫數:v飛飛/v音音伯努利定理:伯努利定理:總壓總壓 靜壓靜壓 動壓動壓
18、動壓動壓=總壓總壓-靜壓靜壓 空速空速膜盒內腔和總壓室相連膜盒內腔和總壓室相連膜盒外腔和靜壓室相連膜盒外腔和靜壓室相連 根據測得的總壓和靜壓得到指根據測得的總壓和靜壓得到指示空速示空速經過空氣密度的修正後得到真空速經過空氣密度的修正後得到真空速升降速度:膜盒直接和大氣靜壓相連,膜盒外的儀錶升降速度:膜盒直接和大氣靜壓相連,膜盒外的儀錶盒通過一根毛細管與靜壓相連,膜盒內的氣壓為即時盒通過一根毛細管與靜壓相連,膜盒內的氣壓為即時壓力,膜盒外的表腔壓力受毛細管阻滯,仍保持著前壓力,膜盒外的表腔壓力受毛細管阻滯,仍保持著前一個狀態的壓力,壓力差反映了高度的變化。一個狀態的壓力,壓力差反映了高度的變化。
19、測溫、測壓必須同時工作測溫、測壓必須同時工作3)大氣溫度差)大氣溫度差大氣總溫(大氣總溫(TAT)=T靜靜+T其中:大氣總溫又稱全受阻溫度其中:大氣總溫又稱全受阻溫度T靜靜 為靜止空氣的溫度為靜止空氣的溫度T 因空氣運動和空氣衝擊飛機,受壓縮因空氣運動和空氣衝擊飛機,受壓縮而升高的溫度而升高的溫度4)大氣資料電腦()大氣資料電腦(ADC)電腦處理溫度、壓力參數,修正、補償,得出準確的、電腦處理溫度、壓力參數,修正、補償,得出準確的、可靠的空速、高度資料可靠的空速、高度資料ADC提供資料:空速,真空速,馬赫數,高度,高度提供資料:空速,真空速,馬赫數,高度,高度變化率,地速等變化率,地速等顯示:
20、儀錶板顯示:儀錶板控制:控制:AFCS,ECS,GPWSADC取代膜盒式壓力儀錶,將每個儀錶的功能變為總取代膜盒式壓力儀錶,將每個儀錶的功能變為總體控制系統的一部分體控制系統的一部分壓力式儀錶壓力式儀錶電動式電動式CRTLCD2姿態指引儀錶姿態指引儀錶三個軸對地平面形成的角度、航向,以陀螺為三個軸對地平面形成的角度、航向,以陀螺為基礎基礎1)陀螺)陀螺機械式陀螺機械式陀螺高速轉子,固定方向高速轉子,固定方向最外環:橫滾環最外環:橫滾環 roll慣性平臺慣性平臺 第二環:俯仰環第二環:俯仰環 pitch內環:內環:方向環方向環 azimuth捷聯式陀螺捷聯式陀螺陀螺與機身相連陀螺與機身相連電腦計
21、算出角速度的變化電腦計算出角速度的變化鐳射陀螺鐳射陀螺光束在閉合回路中順時針、逆時針運行,在檢測器中光束在閉合回路中順時針、逆時針運行,在檢測器中會聚會聚如平面不轉動,兩束光沒有干涉如平面不轉動,兩束光沒有干涉如平面轉動,運動路線長短產生時間差,導致光產生如平面轉動,運動路線長短產生時間差,導致光產生干涉干涉通過干涉條紋的位移,測出平面的轉動角度通過干涉條紋的位移,測出平面的轉動角度缺點:體積大,成本高缺點:體積大,成本高2)陀螺儀表)陀螺儀表地平儀(地平儀(HIS)飛機標誌:飛機相對於地平面角度的變化飛機標誌:飛機相對於地平面角度的變化人工地平線:慣性平臺的位置,即地平基準人工地平線:慣性平
22、臺的位置,即地平基準刻度:表示飛機俯仰、傾斜的角度刻度:表示飛機俯仰、傾斜的角度3)慣性基準系統()慣性基準系統(IRS)陀螺提供的速度、加速度數據經過計算得出飛機的姿陀螺提供的速度、加速度數據經過計算得出飛機的姿態態飛機姿態:位置,傾斜,航向,速度,加速度飛機姿態:位置,傾斜,航向,速度,加速度顯示顯示+控制控制飛機綜合電子儀錶,控制系統飛機綜合電子儀錶,控制系統四、電子綜合儀錶四、電子綜合儀錶1960s 膜盒式儀錶膜盒式儀錶CRT綜合儀錶綜合儀錶多種資料顯示多種資料顯示綜合各種資料給出指引信號,幫助駕駛綜合各種資料給出指引信號,幫助駕駛員判斷員判斷與自動駕駛儀(與自動駕駛儀(AP)交聯,在
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