1、第八章 飞机通用系统,第八章 飞机通用系统,飞机机电系统 飞机环境控制与生命保障系统 航空武器系统 座舱显示系统、控制与记录设备 飞机防水排雨 飞机防火方法 飞机的载重与平衡,一. 飞机机电系统,1.1 飞机燃油系统 1.2 飞机液压系统 1.3 飞机冷气系统 1.4 飞机电气系统 1.5 飞机机电系统的综合化,一. 飞机机电系统,1.1 飞机燃油系统 概念飞机上用来贮存和向发动机连续供给燃油的整套装置，又称外燃油系统。装满油的飞机燃油系统占飞机起飞重量的30-60%。 作用储存燃油；调整飞机重心；冷却液压、环境控制和发动机润滑油等系统。,喷气式飞机燃油系统燃油箱、输油和供油管路、油箱通气增压
2、分系统、油量指示和自动控制分系统等组成。,1.1 飞机燃油系统,燃油箱：轻型薄膜油箱或整体油箱。低速飞机多采用铝合金焊接油箱。喷气飞机多用尼龙。 加油系统：喷气飞机载油多，油箱数量也多，如果用注入的方式逐个油箱加油太费时间。为此在飞机上较低的部位设置一个压力加油口，用较粗的管子和各个油箱连通，由地面压力加油车迅速把全部油箱加满。,1.1 飞机燃油系统,通气增压系统：飞机由高空急速俯冲到海平面时，油箱如没有通气增压管道与大气相通，油箱便会在强大的外界压力下压瘪。通气增压管道可使油箱内部始终保持比外界大气压略高的压力。,1.1 飞机燃油系统,输油系统：飞机上众多的油箱分散布置在机身和机翼内。如果对
3、各油箱的用油顺序不加控制，飞机的重心便会发生很大变化，影响飞机的平衡。输油系统根据各油箱内油量传感器提供的信息，按照规定（保证重心变化为最小）的要求自动安排用油顺序。,1.1 飞机燃油系统,空中加油系统：使加油机能在空中向受油机加油，从而使受油机的航程和作战半径增大，有效载荷增加，留空时间延长。插头-锥管式（软管式）空中加油系统：通用性强、同时给多架飞机加油、燃油流量较低，-广泛采用。伸缩管式（硬管式）空中加油系统：燃油流量高、加油时间短、稳定性好，只能给一架飞机加油。,软管式空中加油系统,硬管式空中加油系统,1.2 飞机液压系统,按功用，液压系统分为：主液压系统：助力液压系统：操纵舵面,起落
4、架和减速板的收放 前轮转弯操纵 机轮刹车 空中加油管的操纵 进气口压缩面的操纵 随机装卸货物跳板操纵,1.2 飞机液压系统,为了保证液压系统工作可靠性、提高飞行操纵系统液压动力源的可靠性，需要两套或多套独立的液压系统。 目前的飞机都采用恒压液压系统（20.7、27.6、34.5MPa）。 为了提高效率，目前正研制按需使用的变压力液压系统。,1.3 飞机冷气系统,主冷气系统：经常性的操作,座舱盖操纵和密封 航炮驱动和装弹 炸弹舱开启和投弹 机轮刹车 螺旋桨制动 客舱门开闭 减速伞抛放,1.3 飞机冷气系统,应急冷气系统：完成一些应急安全措施。,冲压空气涡轮收放 座舱应急抛放 机轮应急刹车 客舱门
5、开闭 襟翼和起落架应急放下,1.3 飞机冷气系统,冷气系统稳定性较差，低温使用时容易结冰，使用、检查和维护都不如液压系统方便。 为数不多的飞机采用主冷气系统。 大多数飞机上冷气系统至作为一种应急备份装置使用。,1.4 飞机电气系统,1.4 飞机电气系统,包括发电系统、配电系统和用电设备。 发电系统：至少应有主电源、二次电源和应急电源，有时还包括辅助电源和备份电源。 配电系统：作用是把发电系统所产生的电能传输和分配到分布在飞机各处的用电设备上，并进行电力/负载管理。由电网、配电装置和电网保护装置等组成。,1.4 飞机电气系统,用电设备：负载，使用电能进行工作的设备。 照明设备：外部和内部照明系统
6、； 电加热系统：电防冰和除冰系统、厨房加热和客舱加热设备； 电动机和电力作动设备 控制设备和航空电子系统,1.5 飞机机电系统的综合化,未来的飞机机电系统：提高飞行性能+很好的经济承受能力。 公共设备管理系统：20世纪的飞机机电系统都是单独控制、自成一体，每个系统有各自的专用控制器进行独立控制和管理。现有的公共设备管理系统有计算机和数据总线组成，解决了原先的单功能控制与连接显示器数据总线之间的不协调问题。,1.5 飞机机电系统的综合化,1.5 飞机机电系统的综合化,多电飞机和电力作动设备 多电飞机上尽可能用电力作动系统取代液压、气压和机械作动系统，同时采用双重用途的部件把发电系统和发动机系统综
7、合在一起。 多点飞机方案的实现：大容量、能自动控制和容错配电的飞机供电系统+用于不同场合的电力作动系统。,1.5 飞机机电系统的综合化,热和能力管理组件系统 是目前研制的综合飞机机电系统中最全面的方案。 未来的军用飞机要求：机电系统费用低、质量轻、可靠性高、易于保障、第二动力系统和热管理系统具有更强的能力。 合并了辅助动力系统/应急动力装置、附件驱动装置、环境控制系统，可用一个综合组件提供辅助电源和应急电能。,二. 飞机环境控制与生命保障系统,定义：保证飞行中乘员的舒适、安全和电子设备的正常工作，并在飞机失事时挽救乘员的生命的保障措施。,二. 飞机环境控制与生命保障系统,2.1 飞机环境控制系
8、统 2.2 航空救生系统 2.3 个体防护装备,2.1 飞机环境控制系统,又称环控系统。作用如下： 保障飞机座舱内空气压力、温度、洁净度及气流速度等参数适合人体生理卫生要求，保证乘员的舒适及生命安全； 同时用于设备冷却、增压及保证设备正常工作。,2.1 飞机环境控制系统,组成：多个分系统 气源系统 冷气系统 温度调节系统 压力调节系统 空气分配系统,2.2 航空救生系统,定义：乘员从失事飞行器中应急安全逃生、着陆或着水后生存及被搜索营救的全过程或某一过程。 空中应急离机方式：跳伞、弹射、火箭牵引、座舱分离等。,2.2 航空救生系统,航空救生装备： 弹射救生系统: 利用火箭动力将飞行员和座椅弹射
9、出飞机，打开降落伞。战斗机普遍采用。,2.2 航空救生系统,航空救生装备： 火箭牵引救生系统-利用牵引火箭将乘员拖曳出失事飞机，适用于难以弹射救生或速度较低的的轻型飞机、水上飞机、直升机。 分离座舱救生系统-应急时能与机体分离，可安全回收的座舱段，结构复杂、成本高、重量较大。,2.2 航空救生系统,航空救生装备： 直升机乘员救生：上方有旋翼，空中应急离机有困难。有被动式和主动式两种方式。大多采用主动式的火箭牵引救生系统。 旅客机乘员救生：空中失事救生希望很小。因此主要的设备是陆上或水上救生设备（抗坠毁座椅、应急撤离设备、救生衣、应急氧气设备、灭火及防烟防毒设备、救生物品等）。,2.2 航空救生
10、系统,航空救生装备： 抗坠毁座椅：能吸收飞机着陆时的撞击能量，装有吸能机构和支撑机构。用于直升机和旅客机。,2.3 个体防护装备,定义：防止飞行和救生过程中有害因素作用，保证乘员生存、安全、操纵和作战的装备。 组成：供氧系统、抗荷系统、防护头盔、海上救生设备等。 战斗机的抗荷、高空缺氧及减压、通风、抗浸、水上漂浮、防生物、防化学、防核辐射的要求不断增加，一体化为趋势。,三. 航空武器系统,3.1 航空武器系统的概念 3.2 航空火力控制系统 3.3 悬挂发射系统 3.4 航空武器 3.5 航空武器配备方案和特点 3.6 机载精确制导武器 3.7 新概念航空武器,3.1 航空武器系统的概念,定义
11、：军用航空器的各种武器及其相关装置所构成的综合系统。 组成： 用于武器瞄准、控制、管理的航空火力控制系统； 用于武器安装、悬挂、发射和投放的悬挂发射装置； 用于直接杀伤摧毁目标和完成特定攻击任务的航空武器。,3.2 航空火力控制系统,特点：集光学、电子、精密机械、激光、红外、电视和微型计算机等技术于一体的软硬件设备综合系统。,3.3 悬挂发射系统,用途：用于武器安装、运载、发射和投放。 组成： 悬挂装置：悬挂各类航空武器和其他悬挂物。 射击装置：航空机炮（枪）的安装、设计。 发射装置：机载导弹和火箭弹的安装发射。 发展趋势：采用保形挂架，减小外挂阻力；研究多点弹射挂架，消除气动流场干扰；发展舱
12、内挂架，减小雷达反射面积；发射架趋于模式化；武器吊舱趋于组合化。,3.4 航空武器,分类方法： 装药：常规、非常规航空武器。 有无制导：航制导、非制导武器。 飞行弹道：弹道式和巡航式武器。 杀伤效应：硬杀伤和软杀伤武器。 使用方式：射击武器和轰炸武器。 发展进程：传统武器和新概念武器。,3.4 航空武器,2. 按结构特点分类： 航空机炮：小于20mm为航空机枪，20mm及其以上为航空机炮。 航空炸弹：历次战争中弹药消耗量最大的武器。 航空火箭弹：作为机载非制导射击武器，口径、射程、速度和威力均优于航空机炮。 空空导弹：出现晚、发展快，成为战斗机的主要进攻武器和主要防御武器。 空地导弹：现代战斗
13、机的主要进攻武器。 航空鱼雷：反潜飞机和直升机反潜作战的主攻武器，反潜武器的主力。 航空水雷：具有伪装隐蔽能力、很强的机动攻击能力。,3.5 航空武器配备方案和特点,定义：各种不同种类和数量的武器及其他机载悬挂物在做战飞机和直升机上的配置方式。 特点：武器配备方案多，战术使用的灵活性就大。 增多武器配备方案的途径： 充分利用载弹量，增加挂点数目； 充分利用载弹容量，通过复式挂架和通用武器吊舱，在单一挂点同时挂装多个武器或多类武器。,3.5 航空武器配备方案和特点,战斗机的武器配备特点： 按作战任务不同，战斗机分为截击机和制空战斗机。,截击机的武器配备以中远距空空导弹为主，航炮为辅；,制空战斗机
14、的武器配备以近距格斗导弹为主，核武器为辅；,3.5 航空武器配备方案和特点,攻击机的武器配备特点：,攻击武器以常规武器为主，核武器为辅。,3.5 航空武器配备方案和特点,战斗轰炸机的武器配备特点：,装载的武器种类繁多：常规炸弹、航炮、火箭弹、导弹、制导炸弹、空投地雷、水雷、鱼雷、战术核炸弹、核导弹等；,载弹量大大超过传统的轻型轰炸机，采用复式外挂架，可携带更多武器，实施多目标攻击。,3.5 航空武器配备方案和特点,战略轰炸机的武器配备特点： 当代战略攻击的三大支柱之一。,攻击武器以导弹核武器为主，常规炸弹为辅；,采用先进的防御性航空电子/火力控制系统，实施全向防御。,3.6 机载精确制导武器,
15、定义：精确制导武器和精确制导弹药范畴中专用于军事作战飞机的一类武器，也是机载武器范畴中带制导控制装置且命中精度很高、具有直接命中目标能力的一类武器。 分类：空空导弹、空地导弹和制导导弹。,3.6 机载精确制导武器,近距全向格斗红外型空空导弹 超视距多目标攻击雷达型空空导弹 战略空射巡航导弹 防区外通用/专用战术空地导弹 防区外投放的各类制导炸弹,3.7 新概念航空武器,新概念航炮 新概念航空炸弹和导弹 发展中的其他新概念武器 智能武器 失能武器 纳米武器 基因武器 计算机病毒武器,四. 座舱显示系统、控制和记录设备,4.1 概述 4.2 座舱显示器 4.3 座舱控制器 4.4 飞行记录器,4.
16、1 概述,定义：机组成员在飞机上容身护体、操纵飞机及其系统的地方。 包括：显示器、控制器、记录器和环境控制与生命保障系统。 历史：飞机出现的100多年来，座舱人机界面经历了从机电到电子、由专用到多功能、由分立到系统的漫长发展过程。 特点：大型客机的仪表、指示灯、控制器总数近千。,座舱设计目标：减少仪表数量，又不减少必要的信息显示。,4.2 座舱显示器,定义：采用阴极射线管和液晶显示器等平板显示器的电子显示器。 组成：显示组件、显示处理机和控制器。 分类： 平视显示器 下视显示器 头盔显示器 多功能显示器 综合显示器,4.3 座舱控制器,狭义：空勤人员向航空电子系统和设备输出信息的装置。 分类：
17、握杆操纵控制器、正前方控制板、显示器周边按键。,4.4 飞行记录器,功能：不仅记录飞行参数，还包括座舱记录机和录像机。 俗称“黑匣子”，最初壳体颜色是黑色，现在改成醒目的橙色。,五. 防冰排雨,5.1 概述 5.2 典型防冰、除冰系统 5.3 风挡排雨系统,5.1 概述,飞机结冰飞机在大气中飞行或地面停放时，某些部件表面积聚冰、霜或雪的现象。,5.1 概述,结冰危害,机体（机翼、尾翼）结冰空气动力特性变差 操纵面结冰不能正常偏转，影响正常操作 螺旋桨、发动机结冰振动增加，熄火，停车 风挡结冰能见度降低，操纵困难 探头、天线结冰测得数据不可靠,5.1 概述,由于结冰引起的空难,1986.12.1
18、5 安24RV型，在兰州起飞后遇高空结冰天气，2号发动机停车飞机迫降坠毁,6人遇难。 1989.3.10 福克F-28飞机机翼结冰导致飞机起飞失败，24人遇难，45人受伤 1994美鹰航空4184号，印第安纳州芝加哥在机场外盘旋等待降落时，机身积冰飞机失速并右斜，翻滚坠毁于农地上，68人全部遇难。,结冰是正常与安全飞行的大敌,5.1 概述,飞机常见防、除冰部位,机翼、尾翼前缘 发动机进气道整流罩、进气导向叶片、螺旋桨、整流罩 风挡、雷达罩 探头、排水管等,5.2 典型防冰、除冰系统,5.2.1 气动除冰系统 5.2.2 液体防/除冰系统 5.2.3 气热防/除冰系统 5.2.4 电热防/除冰系
19、统,5.2.1 气动除冰系统,工作原理让布置在防护表面的除冰带充气膨胀使冰层破碎，利用气流吹除。应用低速飞机机翼、尾翼前缘除冰,5.2.2 液体防/除冰系统,液体防/除冰系统 除冰：采用除冰剂（乙二醇除冰液）喷洒到飞机上需要处理的部位以清除冰冻层。 防冰：将防冻液喷洒到飞机上需要处理的部位上防止形成冰冻层或冰堆积。 应用：主要用于螺旋桨飞机的螺旋桨防冰或小型飞机的机翼等部位的防冰。,5.2.3 气热防/除冰系统,原理 利用发动机散发的热量，从发动机引热气在机翼里面吹，以达到防冰、除冰目的。 应用用于机上防冰面积较大的部位，如机翼前缘、尾翼前缘、发动机进气道前缘。,5.2.4 电热防/除冰系统,
20、原理利用电阻把电能转化为热能进行防冰、除冰。应用面积较小、又较为突前的部位，如空速管、风挡玻璃等。,5.3 风挡排雨系统,功用：保证雨天、雪天起飞、进场着陆时，风挡有清洁区。 驱动动力：液压式、电动式,六、飞机防火系统,飞机防火系统无论飞机在空中还是地面，对飞机可能的火区进行防护。,运输机防火系统组成 探测系统：过热、火警、烟雾 灭火系统：固定式灭火瓶系统、手提式灭火瓶设备,六.飞机防火系统,可能失火而需防护的区域及措施 发动机、APU、燃烧加热器探测、固定式灭火系统 货舱、行李舱探测、固定式灭火系统 驾驶舱、客舱固定式自动灭火系统、手提式灭火瓶 燃油箱火焰抑制器,六.飞机防火系统,火警探测器
21、 功用探测、监控失火与过热情况，并发出火警信号，也可启动自动灭火系统。 探测器型式,六.飞机防火系统,六.飞机防火系统,灭火剂及灭火装置 着火三要素灭火原理,可燃物、氧气、火源,散热降温（低于燃点） 阻止热量传递及火焰蔓延 隔绝空气断氧,六.飞机防火系统,固定式灭火瓶 CO2灭火瓶气体压力4.8256.895MPa 氟里昂灭火瓶钢制球形容器，灌充氟里昂灭火剂与氮气,六.飞机防火系统,手提式灭火瓶 常见类型H2O类灭火瓶卤代烃化合物（氟利昂）灭火瓶泡沫灭火瓶CO2灭火瓶干粉灭火瓶 飞机上常用的类型Halon灭火瓶H2O灭火瓶,六.飞机防火系统,七. 载重与平衡,载重平衡控制？飞行过程中，通过有效
22、手段控制飞机重量及重心的位置，确保其在允许范围内，保障飞行安全。重量与平衡的目的安全、飞行中达到最高效率,七.载重与平衡,重量与平衡的控制因素重量、重心重复称重的必要性飞机积聚灰尘和油脂等,七.载重与平衡,飞机称重程序 飞机称重前的准备工作 称重设备的准备 称重测量 平衡计算 调整措施,七.载重与平衡,飞机称重前的准备工作 使飞机处于水平 清洗飞机 检查飞机设备 排空燃油 装液压油和润滑油 排空饮用水 查看飞机设备安装是否正确,七.载重与平衡,称重设备的准备 磅秤、吊挂设备、千斤顶、水平顶置设备 轮挡和沙袋 标尺、气泡水准仪、铅垂、白粉线和卷尺 飞机技术规范和计算表格,七.载重与平衡,称重测量 将飞机放在秤台 使铅垂接触到地面 在接触点的地面用粉笔作上记号 记录每个磅秤上指示的重量 称出毛重,七.载重与平衡,平衡计算空机重心=总力矩/总重量,七、载重与平衡,调整措施重心移动：永久压舱物、临时压舱,
