飛機(jī)系統(tǒng)原理機(jī)械類ME楊忞

飛機(jī)系統(tǒng)原理機(jī)械類ME楊忞第1頁/共80頁1.飛機(jī)操縱系統(tǒng)2.飛機(jī)液壓系統(tǒng)3.飛機(jī)燃油系統(tǒng)4.飛機(jī)座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)機(jī)械類系統(tǒng)介紹第2頁/共80頁1.飛機(jī)操縱系統(tǒng)概述1.1主操縱系統(tǒng)1.2輔助操縱系統(tǒng)第3頁/共80頁概述飛機(jī)操縱系統(tǒng)指的是傳遞駕駛員在駕駛艙內(nèi)發(fā)出的操縱指令，驅(qū)動(dòng)舵面或者其它有關(guān)裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)各種飛行姿態(tài)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。飛行操縱系統(tǒng)是飛機(jī)重要的組成部分之一，操縱系統(tǒng)工作的好壞直接影響到飛機(jī)性能的發(fā)揮與飛行的安全。飛行操作系統(tǒng)按其功能與操縱特點(diǎn)分為主操縱系統(tǒng)和輔助操縱系統(tǒng)。第4頁/共80頁飛機(jī)操作系統(tǒng)第5頁/共80頁1.1主操縱系統(tǒng)第6頁/共80頁1.2輔助操縱系統(tǒng)第7頁/共80頁操作系統(tǒng)第8頁/共80頁2.飛機(jī)液壓系統(tǒng)概述2.1液壓傳動(dòng)原理2.2液壓系統(tǒng)的組成第9頁/共80頁概述液壓系統(tǒng)指的是用液壓泵來提高液壓油的壓力，用高壓油液來推動(dòng)飛機(jī)某一部件的系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比，在輸出功率同時(shí)重量較輕、結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝，而且操縱效率較高、傳動(dòng)穩(wěn)定、易于控制，因此現(xiàn)代飛機(jī)許多部件都采用了液壓傳動(dòng)。第10頁/共80頁第11頁/共80頁第12頁/共80頁第13頁/共80頁第14頁/共80頁第15頁/共80頁2.1液壓傳動(dòng)原理假設(shè)面積為A1的小活塞上作用的力為F1，則其上產(chǎn)生的油液壓力為P=F1/A1。根據(jù)巴斯卡原理，如果容器是密閉的，此壓力將以同樣的大小傳給面積為A2的大活塞，并產(chǎn)生推力：F2=PA2=F1(A1/A2)。第16頁/共80頁2.2液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)的基本組成部分有：能源部分——液壓油泵控制部分——控制活門執(zhí)行部分——作動(dòng)筒和液壓馬達(dá)輔助裝置第17頁/共80頁能源部分液壓油泵的功用：由發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)帶動(dòng)，為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的油液，將機(jī)械能或電能轉(zhuǎn)換為液壓能。液壓油泵的常見類型：齒輪泵柱塞泵葉片泵第18頁/共80頁齒輪泵第19頁/共80頁柱塞泵第20頁/共80頁葉片泵第21頁/共80頁控制部分控制活門的功用：控制活門頁腳控制閥，其功用是控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油液流動(dòng)的方向、壓力和流量等。第22頁/共80頁控制活門方向控制活門流量控制活門壓力控制活門單向活門換向活門溢流活門卸荷活門壓力順序活門壓力轉(zhuǎn)換活門簡(jiǎn)單節(jié)流活門單向節(jié)流活門定容積活門定流量活門第23頁/共80頁執(zhí)行部分執(zhí)行部分的功用：將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而傳動(dòng)其他部件，其中：作動(dòng)筒——產(chǎn)生機(jī)械線位移；液壓馬達(dá)——產(chǎn)生機(jī)械角位移。第24頁/共80頁常見類型作動(dòng)筒第25頁/共80頁輔助裝置液壓系統(tǒng)的輔助裝置包括：儲(chǔ)壓器液壓油箱工作介質(zhì)——液壓油油濾導(dǎo)管第26頁/共80頁儲(chǔ)壓器儲(chǔ)壓器又稱蓄壓器，是能儲(chǔ)存一定壓力油的鋼質(zhì)薄壁容器。儲(chǔ)壓器的主要功能儲(chǔ)壓器作為系統(tǒng)的輔助液壓源，其功用是：—給間歇工作的液壓系統(tǒng)提供峰值流量，以減小液壓油泵的容量；—當(dāng)主供壓系統(tǒng)失效時(shí)，作為應(yīng)急能源應(yīng)急供油。第27頁/共80頁液壓油箱液壓油箱的主要功用：—保證飛機(jī)在各種飛機(jī)狀態(tài)下都能正常的給液壓系統(tǒng)提供足夠的油液；—接收回油，貯存油液；—排除氣體，以防止油泵進(jìn)口低壓而導(dǎo)致管路氣塞；—沉淀污物以及消散熱量。第28頁/共80頁3.飛機(jī)燃油系統(tǒng)概述3.1燃油3.2燃油系統(tǒng)的基本組成3.3加油與放油第29頁/共80頁概述飛機(jī)燃油系統(tǒng)的主要功用是貯存飛機(jī)所需的燃油，并保證在一切可能的飛行姿態(tài)和工作條件下，按照要求的壓力和流量連續(xù)可靠的向發(fā)動(dòng)機(jī)供油。燃油系統(tǒng)的功能包括加油、儲(chǔ)油、供油、放油、通氣、顯示等。此外，燃油還可以用來冷卻飛機(jī)上的其它設(shè)備和平衡飛機(jī)等。第30頁/共80頁3.1燃油航空燃油主要指供活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)使用的汽油和供噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)使用的噴氣燃料。噴氣燃料又分三類，即汽油型、煤油型和寬餾份型。第31頁/共80頁3.2燃油系統(tǒng)的基本組成按飛機(jī)燃油系統(tǒng)的功用和要求，其主要工作附件包括：燃油箱燃油泵燃油濾控制活門等第32頁/共80頁3.2.1燃油箱的功用燃油箱的功用就是貯存燃油。飛機(jī)上的燃油大多存放于機(jī)翼和機(jī)身內(nèi)的燃油箱中，民用飛機(jī)尤以機(jī)翼內(nèi)為多。燃油箱由不與任何航空燃油發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料制成，分為硬油箱、軟油箱、整體油箱。第33頁/共80頁B737飛機(jī)油箱第34頁/共80頁A320飛機(jī)油箱第35頁/共80頁燃油箱通氣燃油箱通氣系統(tǒng)的主要功用一是保證飛機(jī)在各種姿態(tài)下油箱與大氣相通，加油時(shí)排出油箱內(nèi)空氣，避免正壓與氣泡，耗油時(shí)讓空氣進(jìn)入油箱，防止真空負(fù)壓而影響供油；同時(shí)導(dǎo)出油箱內(nèi)的燃油蒸汽，防止形成高壓爆炸條件。第36頁/共80頁油箱通氣第37頁/共80頁3.2.2燃油泵燃油泵的基本條件燃油泵的基本條件是流量大，壓力小。同時(shí)應(yīng)工作可靠，重量輕且外廓尺寸小，工作壽命長(zhǎng)。燃油泵的常見類型飛機(jī)燃油系統(tǒng)的燃油泵按其工作可分為增壓泵、超控泵、引射泵、轉(zhuǎn)輸泵及搜油泵等第38頁/共80頁3.2.3燃油濾飛機(jī)燃油管路的油濾有粗細(xì)兩種。粗油濾主要濾去燃油中的機(jī)械雜質(zhì)，油濾的下部有放油開關(guān)，飛機(jī)在地面時(shí)可放出沉淀。細(xì)油濾主要濾去燃油中的細(xì)雜質(zhì)及水分，一般裝于燃油系統(tǒng)的較低處，飛行后打開放油開關(guān)放出所沉淀的水分。第39頁/共80頁粗油濾第40頁/共80頁細(xì)油濾第41頁/共80頁3.2.4控制活門燃油管路的控制活門的功用是控制油箱向發(fā)動(dòng)機(jī)供油，主要有油箱選擇活門、斷流活門和交輸活門等。第42頁/共80頁3.3.1飛機(jī)加油飛機(jī)加油包括：地面加油地面加油分重力加油和壓力加油兩種方式空中加油第43頁/共80頁重力加油重力加油時(shí)，燃油在重力的作用下經(jīng)燃油箱上部的加油口流入油箱或油箱組。這種方式適用于載油量較少的輕型飛機(jī)。在用壓力加油的大、中型飛機(jī)上，一般也設(shè)置重力加油系統(tǒng)，作為備用加油或補(bǔ)充加油措施。第44頁/共80頁重力加油第45頁/共80頁壓力加油壓力加油是靠加油車的壓力進(jìn)行加油。壓力加油比重力加油速度快，加油點(diǎn)集中，能自動(dòng)控制油面，所以得到廣泛的應(yīng)用第46頁/共80頁壓力加油第47頁/共80頁空中加油采用空中加油一方面可以增加飛機(jī)的航程和續(xù)航時(shí)間，另一方面還可以減小起飛時(shí)的重量，縮短起飛滑跑距離，增大有效載重。第48頁/共80頁3.3.2飛機(jī)放油飛機(jī)放油分為：空中應(yīng)急放油地面放油放沉淀第49頁/共80頁空中應(yīng)急放油什么時(shí)候需要空中放油?—當(dāng)飛機(jī)的起飛重量大雨最大允許著陸重量，而飛機(jī)起飛不久就需要迫降時(shí)；—在起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)或操縱系統(tǒng)等重要部件帶故障著陸時(shí)。第50頁/共80頁空中應(yīng)急放油空中應(yīng)急放油的方式空中應(yīng)急放油有重力放油和油泵壓力放油兩種方式，放油口一般在翼根襟翼附件或靠翼尖的副翼附近。—重力放油由人工操縱打開比油箱低的放油活門，油箱燃油經(jīng)放油活門及放油口排出機(jī)外?！捅脡毫Ψ庞陀蓱?yīng)急放油電門接通輸送泵，將油箱燃油送入放油管，同時(shí)打開放油活門；無輸送泵的油箱則接通增壓泵，燃油從供油管經(jīng)放油活門放出。第51頁/共80頁空中應(yīng)急放油第52頁/共80頁地面放油地面放油的目的是為了便于維護(hù)和修理飛機(jī)。地面放油可以是利用應(yīng)急放油系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，也可以是用加油車來抽汲。第53頁/共80頁放沉淀放沉淀的目的是放出燃油里沉淀出的水分及雜質(zhì)，通常由裝在管路和油箱最低處的放沉淀開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。第54頁/共80頁4.飛機(jī)座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述4.1對(duì)飛機(jī)座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求4.2座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)第55頁/共80頁概述現(xiàn)代大、中型客機(jī)的巡航高度一般在7000·10000米左右。飛機(jī)在高空飛行氣象條件較好，風(fēng)速與風(fēng)向穩(wěn)定；保持相對(duì)空速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的燃料比低空時(shí)少，航程可相應(yīng)增大，經(jīng)濟(jì)性提高。但高空飛行時(shí)的低壓、缺氧和低溫使人體難以承受，因此現(xiàn)代飛機(jī)都采用了氣密座艙加座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功用是在飛行高度范圍內(nèi)，向座艙供給一定壓力、溫度的空氣，并按需調(diào)節(jié)，保證機(jī)上人員的舒適與安全。第56頁/共80頁4.1.1對(duì)座艙空氣壓力的要求4.1.2對(duì)座艙空氣溫度與濕度的要求4.1.3對(duì)座艙通風(fēng)換氣的要求4.1對(duì)飛機(jī)座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求第57頁/共80頁4.1.1對(duì)座艙空氣壓力的要求對(duì)飛機(jī)座艙空氣壓力的要求包括：對(duì)座艙內(nèi)空氣壓力的要求對(duì)座艙內(nèi)空氣壓力變化速度的要求對(duì)座艙余壓的要求第58頁/共80頁對(duì)座艙空氣壓力的要求座艙內(nèi)壓力的大小用座艙高度表征。座艙高度指的是座艙內(nèi)空氣的絕對(duì)壓力所對(duì)應(yīng)的海拔高度。試驗(yàn)得出，舒適的座艙高度為0~2400米，安全座艙高度為3000米，最大座艙高度不超過4000米。第59頁/共80頁對(duì)座艙空氣壓力變化的要求座艙壓力的變化速度對(duì)應(yīng)于座艙高度的變化速度。試驗(yàn)得出，客機(jī)座艙壓力的降低速度應(yīng)在0.16~0.32mmHg/s范圍內(nèi)，而座艙壓力的增大速度應(yīng)在0.135~0.18mmHg/s范圍內(nèi)；所對(duì)應(yīng)的座艙高度變化速度分別為：上升時(shí)每分鐘小于500尺（2.67m/s），下降時(shí)每分鐘小于300尺（1.65m/s）。第60頁/共80頁對(duì)座艙空氣余壓的要求余壓指的是座艙內(nèi)外的壓力差。飛機(jī)機(jī)身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度對(duì)座艙余壓有一定的限制。客機(jī)余壓一般控制在0.3~0.6Kg/cm2（4.27~8.53PSI）。第61頁/共80頁4.1.2對(duì)座艙空氣溫度與濕度的要求對(duì)飛機(jī)座艙空氣溫度的要求：客機(jī)在空中的座艙空氣溫度要求在15℃~27℃范圍內(nèi)?，F(xiàn)在一般都選擇在21±3℃。因此飛機(jī)在高空飛行時(shí)需要加溫，而在低空飛行時(shí)視季節(jié)、地域的不同按需加溫或降溫。對(duì)飛機(jī)座艙空氣濕度的要求：低空空氣濕度大，而高空空氣濕度低，因此座艙空氣濕度也需要控制。試驗(yàn)得出，當(dāng)飛行小時(shí)<4小時(shí)，客機(jī)座艙的低濕度不會(huì)引起乘員的明顯不適癥狀。而當(dāng)艙內(nèi)人員較多時(shí)，由于乘員的呼吸會(huì)使艙內(nèi)濕度加大，所以對(duì)空調(diào)引氣必須進(jìn)行除水處理。第62頁/共80頁4.1.3對(duì)座艙通風(fēng)換氣的要求通風(fēng)換氣主要是為了保證座艙空氣壓力、溫度及空氣新鮮的要求?？蜋C(jī)座艙換氣次數(shù)每小時(shí)不能少于25~30次。且地面通風(fēng)時(shí)座艙內(nèi)空氣流速不應(yīng)超過1m/s，在空中座艙內(nèi)空氣流速不應(yīng)超過0.2m/s，個(gè)人通風(fēng)且氣流速度不超過3m/s。第63頁/共80頁飛機(jī)座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)1.座艙空氣調(diào)節(jié)引起系統(tǒng)2.座艙空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3.座艙空氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)第64頁/共80頁座艙空氣調(diào)節(jié)引氣系統(tǒng)為了調(diào)節(jié)座艙壓力與溫度并保證通風(fēng)換氣，必須向座艙供給具有一定壓力、溫度和流量的空氣。現(xiàn)代客機(jī)座艙空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供氣主要來源于發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引氣。直接利用從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引出的具有一定壓力和溫度的壓縮空氣，不僅控制簡(jiǎn)便且能減輕系統(tǒng)重量。第65頁/共80頁座艙空氣調(diào)節(jié)引氣系統(tǒng)第66頁/共80頁座艙空氣調(diào)節(jié)引氣系統(tǒng)在起飛、爬升和大部分巡航飛行時(shí)間內(nèi)，中小型飛機(jī)從低壓壓氣機(jī)引氣，大型客機(jī)一般從中壓壓氣機(jī)引氣；當(dāng)高空低速飛行壓力不足時(shí)，中小型飛機(jī)可從中壓級(jí)（或高壓級(jí)）引氣，大型客機(jī)則從高壓級(jí)引氣；有輔助動(dòng)力裝置（APU）的飛機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，也可供氣。第67頁/共80頁座艙空氣調(diào)節(jié)引氣系統(tǒng)引氣管路中裝有壓力調(diào)節(jié)器，可根據(jù)空調(diào)的需要調(diào)節(jié)供氣壓力調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的基本方法是改變引氣活門的開度。在引氣管路或調(diào)溫系統(tǒng)中裝有溫度傳感器，當(dāng)引氣超溫時(shí)，控制信號(hào)經(jīng)作動(dòng)器關(guān)小或關(guān)斷引氣活門。在引氣管路的下游還裝有供氣量調(diào)節(jié)裝置，以保證座艙空調(diào)所需要的空氣量。第68頁/共80頁座艙空氣調(diào)節(jié)引氣系統(tǒng)大型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大，引氣溫度高，一般在引氣管路中還裝有預(yù)冷器以降低引氣溫度。預(yù)冷器為空氣式熱交換器，主要通過調(diào)節(jié)進(jìn)入預(yù)冷器的風(fēng)扇空氣量來控制預(yù)冷器出口溫度。第69頁/共80頁座艙空氣調(diào)節(jié)引氣系統(tǒng)第70頁/共80頁座艙空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)飛機(jī)氣密座艙與周圍環(huán)境間的熱量經(jīng)對(duì)流、輻射、導(dǎo)熱等多種途徑進(jìn)行交換，艙溫則隨熱交換量變化。座艙空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功用主要是按選擇的艙溫來調(diào)節(jié)和控制進(jìn)入座艙的供氣溫度。第71頁/共80頁座艙空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)來自引氣管路的