第六章AFCS-民航大学航电.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 自动飞行控制系统(AFCS),系统概述,基本功用,系统组成和系统接口关系,DFCS部件位置及功能,DFCS系统工作情况,一、系统概述,飞机自动飞行问题的提出,基本原理,飞机偏离原始状态，,敏感元件,感受到偏离方向和大小，并输出相应信号，经放大、计算处理，操纵,执行机构,（舵机）使控制面（例如升降舵面）相应偏转。由于整个系统是按负反馈的原则连接的，,飞机,响应的结果使飞机趋向原始状态。当飞机回到原始状态时，敏感元件输出信号为零，舵机以及与其相连的舵面也回原位，飞机重新按原来状态飞行。,一、系统概述,自动飞行的三个回路,一、系统概述,飞行控制系统发展简史与展望,第一台,1912,美国,二战 美国 电气式自动驾驶仪,二战后 全自动自动驾驶仪,六十年代 飞行自动控制系统,1966,我国第一台自动驾驶仪问世,随控布局 数字化、综合化发展,AFCS的基本概况,二、基本功用,DFCS基本功能是,自动驾驶,、,飞行指引,、,速度/马赫数配平,和,高度警告,等综合控制。即按飞行管理系统（FMS）制定的飞行要求产生飞机的操纵指令，去操纵执行机构（作动筒、马达等）以控制飞机的飞行。并且对执行结果进行反馈和比较，不间断的校正、保证飞机始终准确按飞行计划规定的航路飞行。,自动驾驶,FCC从几个系统获得输入，如大气数据惯性基准系统（ADIRS）和飞行管理计算机（FMC），并输出指令到副翼和升降舵作动筒。这些作动筒控制副翼和升降舵运动，从而控制飞机的飞行航迹。,系统有两套自动驾驶仪，自动驾驶仪A由FCC A为核心构成，自动驾驶仪B则以FCC B为核心,当你在MCP板上衔接一套自动驾驶仪时，自动驾驶仪在以下飞行阶段控制飞机的姿态：,爬升、巡航、下降、进近、复飞、,进近,、着陆,飞行指引,FCC,从几个系统获得输入并将飞行指引指令送到显示系统（EADI），为驾驶员提供飞行指令。,当,MCP,上的飞行指引电门打开（,ON,），飞行指引显示部分在显示系统（EADI）上显示出来。,驾驶员可根据飞行指引杆的指令控制飞行姿态。,飞行指引指令在进近阶段不显示。,高度警戒,当飞机接近或飞离在MCP板上所选择的目标高度，警戒出现。,这一警戒住提醒飞行员飞机正接近或飞离MCP板上的选择高度。,不论自动驾驶或飞行指引是否衔接，该警戒信息均会出现。,马赫配平,当飞机速度达到临界马赫数时，由于机翼根部的气流接近于音速，产生湍流，使这部分的升力减小，出现气动力中心后移的跨音速效应，造成机头自动下沉现象，为了使飞机在高速下处于平衡状态，马赫配平系统以飞机马赫数作为函数自动地调整升降舵上偏，实现配平飞机。,不论自动驾驶或飞行指引衔接与否，该功能均有效。,（一）DFCS组成,1、DFCS方式控制板MCP,2、飞行控制计算机（FCC）2部,3、A/P作动筒4个，横滚、俯仰各2个,4、F/D指示器（ASA、EADI、EHSI）,5、DFCS控制开关（起飞/复飞开关、A/T脱开开关、A/P脱开开关）,6、DFCS告警灯（速度配平失效灯、马赫配平失效灯、偏航阻尼失效灯、安定面不配平灯）,7、各种传感器（迎角探测器、横滚力传感器、俯仰力传感器、驾驶杆传感器等）,四、部件功能,1、方式控制板（MCP）,方式控制板（MCP）是驾驶员与飞行控制计算机（FCC）之间的基本接口，机组利用MCP可完成如下功能：,衔接自动驾驶仪,打开飞行指引仪,选择工作方式,选择航道和航向,选择目标速度和高度,2、飞行控制计算机,A,和,B（）,飞行控制计算机利用来自MCP传感器及如下系统的数据计算,自动驾驶,和,飞行指引指令,：,无线电导航系统,大气数据惯性基准系统（ADIRS）,飞行管理计算机系统（FMCS）,自动油门（A/T）系统,控制舱面的位置传感器,自动驾驶作动筒位置传感器,飞行控制计算机还用这些数据计算如下指令和警戒信息：,速度配平指令,马赫配平指令,高度警戒,自动驾驶断开警告,自动驾驶指令,自动驾驶的工作方式显示在显示系统（,EADI,）姿态指示器的上方。,若要断开自动驾驶，驾驶员可按压位于驾驶盘上的断开电门。,当自动驾驶断开时，可以听到来自音频警告组件的音响警告，同时自动飞行状态通告器（,ASA,）上的红色,A/P,灯闪亮。,若驾驶员按压位于,ASA,上的红色,A/P,通告器或按压,A/P,断开电门，则,ASA,上的警告及音频警告被复位（取消）。,飞行指引指令,当飞行指引仪打开时，FCC计算制导（指引）指令显示在EADI上。,当在MCP板上设置了飞行指引仪的工作方式，则相应方式及状态也显示在EADI显示器上。,高度警戒信息,高度警戒功能要利用在MCP板上设置的高度。,当飞机接近或飞离设定高度时，FCC将告知飞行员。,该功能不要求自动驾驶及飞行指引必须衔接。,高度警戒包括来自遥控电子组件（REU）的声音及在EADI显示器上的视频信息。,速度配平指令,FCC,将速度配平信号送到安定面配平主电作动筒，去控制水平安定面的运动，这一控制作用增强了飞机在低空速时的稳定性。,当飞机速度降低时，水平安定面运动使飞机低头，从而增大了飞行速度，当飞机速度增大时，水平安定面运动使飞机抬头，从而减小了飞行速度。,此功能仅当自动驾驶来衔接时有效。,3、A,P,作动筒,A,P,作动筒的作用是将来自,FCC,的指令电信号转换成液压控制的机械输出。,作动筒的输出是副翼和升舵,PCU,的输入。由,PCU,控制舵面运动。,作动筒位置传感器将位置信号提供给,FCC,。,作用是为,DFCS,和飞机系统之间提供一个接口,综合飞行系统附件组件（,IFSAU,）,A,P,切断电门,5、起飞复飞（TOGA）电门,为AT系统、DFCS设置起飞或复飞方式。,第三节 液压系统,液压系统概述,液压系统工作介绍,一、液压系统概述,1、功能,2、液压动力,源,3、系统部件及功能,1、功能：,A,P,作动筒的作用是将来自,FCC,的指令电信号转换成液压控制的机械输出。作动筒的输出是副翼和升舵,PCU,的输入。由,PCU,控制舵面运动。,即：FCC的指令输出到A/P作动筒，借助,液压力量,去控制飞机的飞行操纵系统。,2、液压动力,源,GEN,ELEC MOTOR,DRIVEN PUMP,ENG NO 1,HYDRAULIC,SYSTEM,ENG NO 2,ENG DRIVEN,PUMP（EDP）,ENG DRIVEN,PUMP（EDP）,HYDRAULIC,SYSTEM A,STANDBY,HYDRAULIC,SYSTEM,HYDRAULIC,SYSTEM B,ELEC MOTOR,DRIVEN PUMP,GEN,2、液压动力,源,液压系统,A,:发动机驱动泵左发动机,电动马达驱动泵,2,号发电机供电,液压系统,B,:发动机驱动泵右发动机,电动马达驱动泵,1,号发电机供电,备用液压系统,:单独,电动马达驱动泵,在地面，外接电源或APU可驱动所有的电马达泵以提供任一系统的液压动力。,三个系统提供的液压工作压力均为3000psi。,3、系统部件及功能,3、系统部件及功能,液压控制板,飞行操纵板,液压油箱,发动机驱动泵,电动马达驱动泵,二、液压系统工作介绍,主液压系统是,A,和,B,系统。系统,A,和大部分部件在飞机的左侧，系统,B,在右侧,。,备用液压系统是一个需求系统，作为应急时的液压源。,系统,A：左侧飞行操纵系统，A/P A通道，,两边内侧扰流板,系统,B：右侧飞行操纵系统，A/P B通道，,两边外侧扰流板，Y/D系统,A、B串联：方向舵,液压系统工作情况（系统,A,）,油箱上部有增压空气48psi，减少油中气泡,发动机工作后驱动机械泵供压，但受发动机驱动泵电门,ENG1,ON/OFF开关控制，无论飞机是否飞行，总在ON位。,电动马达驱动泵，受电动马达驱动泵电门,ELEC2,ON/OFF开关控制，使用时ON位，平时OFF位。,第四节飞行操纵系统,一、概述,飞行操纵使飞机飞行时保持必要的姿态，在机翼和机尾有可动的舵面,。,飞行操纵系统可分为两类：,主飞行操纵系统,主操纵系统可使飞机沿三个轴运动：,副翼（2）垂直,升降舵（2）横向,方向舵 纵向,辅助飞行操纵系统,辅操纵系统可提高飞机升力并保持飞机的飞行特性。,前缘装置（12）(前缘襟翼4前缘缝翼8),后缘襟翼（4）,扰流板（10）,水平安定面,二、副翼,作用：副翼操纵飞机的纵轴飞行姿态,。,位置：副翼位于机翼外侧的后缘,。,横滚操纵：在横滚操纵期间，一侧机翼的副翼向上运动，另一侧机翼的副翼向下运动。驾驶员转动驾驶盘，手动控制横滚。当接通自动驾驶时，自动控制副翼。在自动驾驶工作期间，作动筒提供输入移动驾驶盘。,（飞行扰流板也提供横滚操纵）,副翼的工作：,副翼的工作,1、人工机械输入：2、A/P输入：A/P衔接后,FCC,驾驶杆及机械传动装置 A/P作动筒,感觉定中组件 感觉定中组件,副翼PCU 副翼PCU,副翼 副翼,三、飞行扰流板,概况,扰流板帮助副翼进行沿纵轴的飞机操纵。也提供减速板操纵，以便在着陆或放弃起飞期间降低升力并增加阻力。,横滚操纵,在横滚操纵期间，在一侧机翼上的飞行扰流板打开，而另一侧不动或随副翼下偏而下降。,减速板操纵,在减速板操纵时，两侧机翼的扰流板对称运动。着陆或中断起飞期间，所有扰流板自动,打开（减速）,或收上。,四、升降舵,目的,升降舵操纵飞机沿横轴的俯仰姿态。,位置,升降舵位于水平安定面的后缘。,俯仰操纵,靠驾驶杆的前后移动，驾驶员可以人工操纵升降舵的位置。,当自动驾驶接通时，可自动操纵升降舵的位置。在自动驾驶工作期间，从自动驾驶作动筒的输入通过升降舵操纵系统回传到驾驶杆。,四、升降舵,升降舵与水平安定面的关系,升降舵和水平安定面都是水平尾翼的组成部分，升降舵在水平尾翼后缘，面,积小，水平安定面占水平,尾翼的绝大部分。升降舵,附在水平安定面上；,升降舵控制灵活，用来机,动飞机俯仰操作，而水平,安定面用来配平飞机的纵,向力矩，稳定飞机的姿态；,升降舵改变飞机俯仰后，安定面应动作去替换升降舵保持飞机的俯仰姿态使升降舵回到相对于安定面的中立位置，以便再次操作飞机俯仰操作。,四、升降舵,1、,人工机械输入：,驾驶杆及机械传动装置 升降舵PCU 升降舵,2、A/P作动筒：A/P衔接后,A/P作动筒 升降舵PCU 升降舵,3、马赫配平输入：,马赫配平作动筒 感觉定中组件 升降舵PCU 升降舵,4、水平安定面：,水平安定面 中立偏移结构 马赫配平作动筒 感觉定中组件 升降舵PCU 升降舵,五、安定面,飞机在空中的力学平衡,1、飞机空中保持稳态,升力重力,2、升力为支点,重力形成的反时针力矩安定面配平负升力形成的顺时针力矩,两个条件缺一不可,安定面配平力的方向总是向下。,复习思考题,自动飞行控制系统的组成,各舵面的作用,水平安定面的作用,自动油门的作用,偏航阻尼系统的作用,飞行控制计算机的功用？,数字式飞行控制系统（DFCS）的功能,