文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
飞机机械操纵系统的传动性能计算分析与优化设计研究
姓名:黄汉军
申请学位级别:硕士
专业:飞行器设计
指导教师:孙秦
20050101
摘要
飞机主机械操纵系统的传动性能设计与运动模线计算是飞机机械系统设计
的要工作内容之一。运用现代计算机数值计算及可视化软件技术,建立计算机
辅助设计体系,实现机械系统的可视化虚拟一现实设计与计算,有助于提高工程
设计质量、优化体系设计、缩短设计研制周期、降低研制成本,具有科学研究的
价值及广泛的工程应用前景。
本文根据飞机主机械操纵系统运动构件的特点,将常规飞机主操纵机械系统
构件简化为七种典型传动环节,建立了三套坐标系对其结构参数、运动位置予以
方便描述,利用动点坐标的几何计算方法,推导了各传动构件的几何运动方程,
为计算机辅助程序设计奠定了理论基础。
应用现代面向对象的软件设计技术,在十集成开发系统环境下,
套用图形编程技术,开发了飞机常规机械主操纵系统的机械传动系统性
能数值计算及可视化显示的计算机辅助设计软件系统。该软件系统包括飞机主机
械操纵系统构造模块、系统传动比传动系数运动模线计算模块以及静动态图显
模块等。通过对某型飞机方向舵、升降舵与副翼操纵系统的实例设计数据计算,
验证了软件系统的正确性和适用性。
文中还对飞机主机械操纵体系中的典型非线性六杆机构的优化设计进行了
初步分析和探讨,细致推导了六杆机构的几何运动方程,建立了依据非线性设计
曲线确定机构各组成构件几何参数的最小二乘优化方法,运用算例进行了验证性
试算,表明了几何运动关系方程的准确性。
本文详细介绍了研究工作的工程背景以及飞机主机械操纵系统的相关理论
基础细致描述了飞机主机械操纵系统典型传动环节的几何计算公式推导在概
述程序设计和可视化编程的若干基本概念基础上,对本文
开发的飞机主操纵机械系统辅助设计软件设计思路、技术过程以及算例分析进行
了详细说明,给出了工作结论并展望了继续深入开展工作的方向。
关键词匕机主机械操纵系统,传动性能,运动模线,典型传动环节,计算机辅
助设计
,
万多素头掌硕士学位论文飞在扭械狱欺滋扰时带动径私粉革分招劳与化研
第一章绪论
引言
飞机飞行操纵系统是用来传递驾驶员的操纵指令,通过操纵系统使飞机各操纵
面按操纵指令的规律偏转,从而实现对飞机各种飞行姿态稳定的控制。
早期飞机的操纵系统是籍助钢索或拉杆直接操纵舵面的,飞行员通过驾驶杆或
脚蹬的杆力和杆位移可以直接感受舵面气动力的变化和飞机的运动,驾驶
杆力和位移与舵面的偏转一对应,这称为简单机械操纵系统。简单机械操纵系统
又分为软式、硬式、混合式三种,软式操纵系统主要由钢索和滑轮等构件组成硬
式操纵系统主要由拉杆、摇臂等构件组成混合式操纵系统则由软式和硬式机构混
合组成。由于软式操纵系统的构造简单和重量轻,首先在飞机上得到应用,但它严
重地产生操纵延迟现象,不适宜用于机动性要求较高的飞机,因而出现了以传动杆
拉杆为主要元件的硬式操纵系统。
随着飞机飞行速度的提高和飞机尺寸与重量的增大,依靠飞行员体力很难操纵
飞机,采用气动补偿等措施虽能减小驾驶杆力,但仍难以使杆力符合要求,因此出
现了液压助力器,它利用高压液体压力克服负载并驱动舵面偏转,使作用在舵面上
的气动载荷部分或全部被克服。舵面铰链力矩全由助力器克服的,叫不可逆助力操
纵系统舵面铰链力矩部分由助力器克服的,叫可逆助力操纵系统。
飞机飞行操纵系统发展进程
飞机飞行操纵系统是飞机的主要部件之一,它的工作性能是否良好,直接影响
着飞机性能能否正常发挥。特别对于歼击机,在很大程度上影响飞机的战斗性能。
飞机飞行操纵系统的分类
飞机飞行操纵系统的分类从不同的角度出发,有不同的分类方法。根据操纵信
号的来源,通常把飞机飞行操纵系统分为两大类一类是人工飞行操纵系统
,其操纵信号是由驾驶员发出的另一类是自动飞行控制系统,其控制信
号是由系统本身自由产生的。飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统、增升和增阻操纵
万多素头掌硕士学位论文飞在扭械狱欺滋扰时带动径私粉革分招劳与化研
第一章绪论
引言
飞机飞行操纵系统是用来传递驾驶员的操纵指令,通过操纵系统使飞机各操纵
面按操纵指令的规律偏转,从而实现对飞机各种飞行姿态稳定的控制。
早期飞机的操纵系统是籍助钢索或拉杆直接操纵舵面的,飞行员通过驾驶杆或
脚蹬的杆力和杆位移可以直接感受舵面气动力的变化和飞机的运动,驾驶
杆力和位移与舵面的偏转一对应,这称为简单机械操纵系统。简单机械操纵系统
又分为软式、硬式、混合式三种,软式操纵系统主要由钢索