渦輪發動機飛機結構與係統（AV）（下）（第2版）/民用航空器維修基礎係列教材 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

本書主要適閤飛機電子維修專業（AV）人員，具有從事渦輪發動機飛機維護工作必備的基礎知識，本書是參加AV執照考試指定教材，本書圖文並茂、通俗易懂，非常適閤電子專業人員或其他人員學習飛機的機械、發動機和電氣係統的基本原理。

內容簡介

本書是“民用航空器維修基礎係列教材”之一，是民用航空器維修人員基礎執照考試的指定參考用書。全書分為9章，內容包括飛機結構、液壓與燃油係統、飛行操作係統、空調及機艙設備、燃氣渦輪發動機、飛機電源係統、燈光照明係統、防火係統和機載維護係統。
本書的內容是飛機維修人員電子（AV）專業必須要掌握的基礎知識，通俗易懂，實用性強，基本上不涉及復雜的數學公式和推導，注重定性描述大綱中要求掌握的基本知識。本書可以作為航空維修職業技術院校和CCAR��147維修基礎培訓機構的培訓教材或參考教材，也適用於具有一定基礎的航空機電專業人員自學。

作者簡介

任仁良，碩士，教授，畢業於法國國立民航大學，1982年至今在中國民航大學工作，主編齣版瞭《飛機電源係統》、《電子技術基礎》和《維修基本技能》等教材。

目錄

第1章飛機結構
1.1飛機結構的基礎概念
1.1.1飛機結構的基本元件及結構件
1.1.2飛機結構的適航性要求和結構件分類
1.1.3飛機結構的疲勞設計
1.1.4站位編碼與區域劃分
1.2飛機結構
1.2.1飛機結構及其基本要求
1.2.2機身結構
1.2.3機翼構造
第2章液壓與燃油係統
2.1液壓係統的基本原理
2.1.1液壓傳動原理
2.1.2液壓係統的組成
2.1.3液壓傳動的優、缺點
2.2液壓泵
2.2.1液壓泵的基本工作原理
2.2.2液壓泵的性能參數
2.2.3液壓泵的類型
2.3飛機液壓分配係統
2.3.1現代飛機液壓源係統組成
2.3.2壓力分配
2.4液壓指示係統
2.4.1油量指示
2.4.2壓力指示和警告
2.4.3超溫警告
2.5燃油係統概述
2.5.1燃油係統的功用
2.5.2燃油係統的特點及對燃油係統的要求
2.5.3燃油箱的布局
2.5.4燃油箱抑爆係統
2.6燃油指示/警告係統
2.6.1油量指示係統
2.6.2低壓警告
第3章飛行操縱係統
3.1操縱係統基礎
3.1.1操縱係統的定義及分類
3.1.2中央操縱機構
3.1.3傳動機構
3.1.4舵麵驅動裝置
3.2電傳操縱係統
3.2.1電傳操縱係統的提齣
3.2.2電傳操縱係統的組成及原理
3.2.3電傳操縱係統的優點及存在的問題
3.3典型飛機操縱係統
3.3.1主飛行操縱與輔助操縱係統的區彆
3.3.2主操縱係統
3.3.3輔助操縱係統
3.4飛行操縱警告係統
3.4.1起飛警告係統
3.4.2失速警告係統
第4章空調及機艙設備
4.1空調係統概述
4.1.1大氣物理特性及高空環境對人體的生理影響
4.1.2空調係統的提齣
4.2空調氣源係統
4.2.1氣源係統概述
4.2.2氣源係統的調節與控製
4.3溫度控製係統
4.3.1座艙溫控原理
4.3.2蒸發循環製冷
4.3.3空氣循環製冷
4.4空氣分配係統
4.4.1空氣分配係統的組成
4.4.2再循環係統
4.4.3座艙局部加溫
4.5座艙壓力控製係統
4.5.1座艙的增壓原理及座艙壓力製度
4.5.2座艙壓力控製係統

精彩書摘

　　第3章飛行操縱係統
　　3.1操縱係統基礎
　　飛機飛行操縱係統是飛機上的主要係統之一，它的工作性能好壞，直接影響著飛機飛行的性能，對於民航飛機來說，更在很大程度上影響飛機的安全性和乘坐品質。
　　3.1.1操縱係統的定義及分類
　　1. 飛行操縱係統的定義
　　飛機飛行操縱係統是飛機上所有用來傳遞操縱指令、驅動舵麵運動的所有部件和裝置的總和，用於對飛機飛行姿態、氣動外形、乘坐品質的控製。駕駛員通過操縱飛機的各舵麵和調整片實現飛機繞縱軸、橫軸和立軸鏇轉(如圖3.1��1所示)，以完成對飛機的飛行姿態和飛行軌跡的控製。
　　圖3.1��1飛機繞三個軸的運動
　　2. 飛行操縱係統的分類
　　飛行操縱係統分類的方法較多，一般按照操縱信號來源、信號傳遞方式和驅動舵麵運動的方式三種方法分類。
　　1) 根據信號來源
　　根據操縱信號的來源，現今飛機飛行操縱係統可以分為兩大類： 人工飛行操縱係統和自動飛行控製係統。人工飛行操縱係統，其操縱信號是由駕駛員發齣的，而自動飛行控製係統，其操縱信號是由係統本身産生的。自動飛行控製係統是對飛機實施自動和半自動控製，協助駕駛員工作或自動控製飛機，如自動駕駛儀。
　　2) 根據信號傳遞方式
　　根據操縱信號傳遞的方式，操縱係統可以分為機械操縱係統和電傳操縱係統。機械操縱係統的操縱信號由鋼索、傳動杆的機械部件傳動，而電傳操縱係統(fly by wire,FBW)的操縱信號通過電纜傳動。目前正在研究的傳動方式為光傳操縱係統，操縱信號為在光纜中的光信號。
　　3) 根據驅動舵麵方式
　　根據驅動舵麵的方式，操縱係統可分為簡單機械操縱係統和助力操縱係統。簡單機械操縱係統依靠駕駛員體力剋服鉸鏈力矩驅動舵麵運動，又被稱為簡單機械操縱係統。簡單機械操縱係統分為軟式操縱係統和硬式操縱係統。簡單機械操縱係統構造比較簡單，主要由駕駛杆、腳蹬、鋼索、滑輪、傳動杆、搖臂等組成。
　　隨著飛機尺寸和重量的增加，飛行速度的不斷提高，即使使用瞭氣動補償，駕駛杆力仍不足以剋服鉸鏈力矩，20世紀40年代末齣現瞭液壓助力器，實現瞭助力操縱。目前飛機舵麵的驅動裝置除瞭常用的液壓助力器外，還有電動驅動裝置。
　　另外，根據舵麵類型不同，操縱係統還可分成主操縱係統和輔助操縱係統。主操縱係統包括副翼操縱、升降舵操縱和方嚮舵操縱； 輔助操縱係統包括增升裝置、擾流闆操縱和水平安定麵配平操縱。
　　3. 操縱係統的發展
　　隨著科學技術的發展，高精尖技術首先在飛機上獲得瞭應用，在此期間，操縱係統也發生瞭一係列變化。
　　1) 經典： 機械操縱階段
　　早期飛機操縱係統為簡單機械操縱係統。隨著飛機尺寸和重量的增加，飛行速度的不斷提高，飛機的操縱越來越費力，即使采用瞭氣動補償，駕駛杆力仍不足以剋服鉸鏈力矩。在20世紀30年代首先在重型飛機的副翼操縱係統裏采用瞭有迴力的液壓助力器。50年代初，又采用瞭無迴力的液壓助力器，實現瞭助力操縱。
　　2) 主流： 電傳操縱階段
　　由於在復雜的機械係統中存在著摩擦、間隙和彈性變形，始終難以解決精微操縱信號的傳遞問題。20世紀70年代初，成功地實現瞭電傳操縱技術，它取代不可逆助力操縱係統而成為主操縱係統。電傳操縱係統是在控製增穩係統基礎上發展的必然産物，微電子技術和計算機科學的發展，可靠性理論和餘度技術的建立為電傳操縱係統奠定瞭基礎，餘度係統賦予它較高的安全可靠性。多餘度電傳操縱係統在現代民航飛機中已獲得大範圍的應用，例如A320、A330、A380、A350、B777、B787等民航客機，采用瞭電傳飛行操縱係統。
　　3) 未來： 光傳操縱階段
　　考慮到電傳操縱存在著單通道可靠性較低、易受雷擊和電磁脈衝乾擾等問題，另外一種更為先進的操縱係統已在20世紀70年代進入研製，這就是光傳操縱(fly by light，FBL)係統。光傳操縱係統以光代替電作為傳輸載體，以光導縴維作為物理傳輸媒質，是在計算機之間或計算機與遠距離終端(如舵機等)之間傳遞指令和反饋信息的飛行控製係統。傳遞操縱指令的主要元件是光導縴維，它具有抗射頻、核爆炸、電磁及噪聲能力強，故障隔離性能好，傳輸數字信號速率高，頻帶寬、功率小和重量輕等優點，因此光傳操縱係統是未來飛機飛行操縱係統發展的必然趨勢。
　　3.1.2中央操縱機構
　　飛機主操縱係統是由中央操縱機構和傳動係統兩大部分組成。由駕駛員手腳直接操縱的部分，叫作中央操縱機構。中央操縱機構由手操縱機構和腳操縱機構所組成。
　　1. 手操縱機構
　　1) 機械手操縱機構
　　手操縱機構分為駕駛杆式手操縱機構和駕駛盤式手操縱結構。圖3.1��2(a)錶示一種駕駛杆式手操縱機構。前推或後拉駕駛杆時，駕駛杆繞著軸綫a—a轉動，經傳動杆1和搖臂1等構件的傳動，可操縱升降舵； 左右壓杆時，駕駛杆繞軸綫b—b轉動，這時扭力管和搖臂2都隨之轉動，經傳動杆2等構件的傳動，即可操縱副翼。
　　駕駛杆式手操縱機構雖然要操縱兩個舵麵——升降舵和副翼，但兩者不會互相乾擾。也就是說，單獨操縱某一舵麵時，另一舵麵既不隨之偏轉，也不妨礙被操縱舵麵的動作。
　　(a)(b)
　　圖3.1��2機械手操縱機構
　　(a) 駕駛杆； (b)駕駛盤
　　圖3.1��2(b)錶示一種駕駛盤式手操縱機構。駕駛盤在操縱時，通過內部的齒輪傳動裝置帶動駕駛杆內的一根扭力管轉動，扭力管通過一個萬嚮接頭帶動副翼操縱鋼索輪，提供操縱副翼的信號，前推或後拉駕駛盤時，可操縱升降舵。
　　上述兩種手操縱機構相比，駕駛杆構造較簡單，便於飛行員一手操縱駕駛杆，一手操縱油門手柄，但是它不便於用增大駕駛杆傾斜角度的辦法來減小操縱副翼時的杆力； 駕駛盤式構造較復雜，但可通過增大駕駛盤的轉角，使操縱副翼省力，當然，這時使副翼偏轉一定角度所需的時間要相應增長。
　　因此，前者多用於機動性較好而操縱時費力較小(或裝有助力器)的飛機，後者多用於操縱時費力較大而機動性要求較低的中型和大型飛機。
　　2) 電傳手操縱機構
　　（1) 側杆式電傳操縱機構。空客係列飛機的電傳操縱係統采用“側杆”操縱機構。所謂“側杆”是“側杆操縱器”的簡稱，是一種輸入為力信號，輸齣為電信號的小型側置手操縱機構，如圖3.1��3所示。
　　圖3.1��3側杆式電傳手操縱機構
　　（a） 側杆操縱器原理； （b） 某型飛機側杆操縱器特寫
　　這種手操縱機構代替瞭傳統的駕駛杆(或駕駛盤)。它前後、左右擺動發齣互不乾擾的電信號，通過電傳操縱係統使飛機産生縱嚮和橫嚮運動。其具體結構、力特性與駕駛員的生理特點、操縱感覺、飛機操縱性能有關。
　　由於側杆操縱器重量輕，空間尺寸小，改善瞭駕駛員觀察儀錶的工作條件，剋服瞭重力加速度給駕駛員帶來的不必要睏難，在操縱時，側杆的輸入杆力與舵麵偏轉角一一對應，機長和副駕駛的操縱信號在舵麵上産生疊加效果。
　　側杆操縱機構之間沒有機械連接裝置，當機長(或副駕駛)操縱飛機時，另一側的側杆不會發生聯動。另外，當自動駕駛儀操縱飛機舵麵運動時，側杆不會隨動，駕駛員無法根據側杆的狀態判斷飛機控製情況。
　　（2) 駕駛盤式電傳操縱機構
　　波音公司在B777飛機上開始采用電傳操縱係統，其手操縱機構仍然采用傳統的駕駛盤結構，如圖3.1��4所示。駕駛員操縱駕駛盤時，力傳感器將操縱信號變為操控電信號。由於兩個駕駛盤之間存在機械連接，當機長(或副駕駛)操縱飛機時，另一側的駕駛盤會同步隨動，便於掌控飛機操縱動態，有利於培訓和帶飛。當自動駕駛儀銜接後，自動駕駛的操縱信號可通過反嚮驅動作動器操縱駕駛盤，駕駛員可根據駕駛盤的動態監控駕駛儀操縱情況。
　　圖3.1��4駕駛盤式電傳操縱機構
　　2. 腳操縱機構
　　腳操縱機構有腳蹬平放式和腳蹬立放式兩種。
　　圖3.1��5錶示一種腳蹬平放式腳操縱機構。圖中的腳蹬安裝在由兩根橫杆和兩根腳蹬杆組成的平行四邊形機構上。飛行員蹬腳蹬時，兩根橫杆分彆繞轉軸O和O′轉動(轉軸固定在座艙底闆上)，經鋼索(或傳動杆)等的傳動，使方嚮舵偏轉。
　　圖3.1��5腳蹬平放式腳操縱機構
　　平行四邊形機構的作用是保證在操縱方嚮舵時，腳蹬隻作平移而不轉動(如圖中雙點畫綫所示)，以便於飛行員操縱。
　　圖3.1��6為現代民航機采用的立放式腳蹬機構。腳蹬通過立杆、傳動拉杆與方嚮舵鋼索鼓輪相連。機長腳蹬和副駕駛腳蹬通過公共連杆相連，當機長或副駕駛操作方嚮舵腳蹬時，另一側可腳蹬同步隨動。當機長用左腳嚮前蹬左腳蹬時，左腳蹬嚮前，立杆1帶動傳動杆1嚮前，從而驅動左搖臂帶動鼓輪1順時針轉動，驅動方嚮舵鋼索轉動，與此同時傳動杆2嚮後拉，帶動右腳蹬嚮後。
　　圖3.1��6腳蹬立放式腳操縱機構
　　上述兩種操縱機構相比，腳蹬平放式腳操縱機構，為瞭取得較大的操縱力臂，兩腳蹬之間的距離較大； 腳蹬立放式腳操縱機構，是通過增長與腳蹬連接的搖臂來獲得足夠的操縱力臂的，兩腳蹬之間的距離可以做得較小。所以，前者多與左右活動範圍較大的駕駛杆式手操縱機構組閤，後者則多與駕駛盤式手操縱機構組閤。
　　現代飛機駕駛艙儀錶闆布局復雜，同時為保證駕駛員正常觀察窗外情況，需要確保駕駛員的眼點位置固定。眼點位置固定意味著駕駛員座椅的位置相對固定，因此，為保證不同身高的駕駛員能夠正常操縱飛機，腳蹬的水平位置可進行前後微調。圖3.1��7所示為某型民航飛機的駕駛員腳蹬位置調節機構。當駕駛員調整好座椅位置後，通過搖動腳蹬位置調節手輪，調節腳蹬的前後位置，直到獲得*腿部操縱空間。
　　圖3.1��7民航飛機腳蹬前後位置調節結構
　　除此之外，還有腳蹬的限動裝置，限製腳蹬的*大活動範圍，從而控製舵麵的*大偏轉角以符閤規定，凡是可以調整的限動裝置應在調整好的位置上保證確實鎖緊，或用保險絲保險。為瞭防止可能因錯誤調整或錯誤裝配而使舵麵的偏轉角超過規定而産生危險，則在舵麵附近也應有限動裝置。
　　3.1.3傳動機構
　　傳動機構的作用是將操縱機構的信號傳送到舵麵或助力器。在簡單機械操縱係統中，傳動是由一些機械機構來完成的，稱為傳動機構。而在助力操縱係統和電傳操縱係統中，傳動是由一些機構和部件組成的，習慣上稱為傳動裝置或傳動係統。
　　1. 軟式傳動機構
　　1) 鋼索
　　鋼索是由鋼絲編成的，它隻能承受拉力，不能承受壓力。所以，在軟式傳動機構中，都用兩根鋼索構成迴路，以保證舵麵能在兩個相反的方嚮偏轉。
　　鋼索承受拉力時，容易伸長。因此當飛行員操縱舵麵時，舵麵的偏轉會落後於駕駛杆或腳蹬的動作，就像操縱係統有瞭問題一樣。由於操縱係統的彈性變形而産生的“間隙”通常稱為彈性間隙。鋼索的彈性間隙太大，就會使操縱的靈敏性變差。
　　為瞭減小彈性間隙，操縱係統中的鋼索在裝配時都是預先拉緊的，預先拉緊的力簡稱“預緊力”。鋼索在使用中常見的故障是斷絲和腐蝕。
　　2) 滑輪和扇形輪
　　滑輪通常用酚醛樹脂(膠木)或硬鋁製成，它用來支持鋼索和改變鋼索的運動方嚮，為瞭減小摩擦在支點處裝有滾珠軸承，如圖3.1��8(a)所示。扇形輪也叫扇形搖臂(見圖3.1��8(b)和(c))，它除瞭具有滑輪的作用外，還可以改變力的大小。扇形輪多用硬鋁製成，在支點處也裝有滾珠軸承。
　　……

前言/序言

　　《渦輪發動機飛機結構與係統》（AV）分上、下兩冊，上冊為渦輪發動機飛機電子係統，下冊為飛機機械和電氣係統。本教材是按照中國民航規章CCAR��66R2《民用航空器維修人員執照管理規則》航空電子專業（AV）考試大綱M11編寫的，本書的編寫內容是飛機維修人員必須要掌握的基礎知識。在編寫過程中，力求做到通俗易懂，注重知識的實用性，貫徹瞭理論與實際密切結閤的思想，基本上不涉及復雜的數學公式和推導，強調定性描述大綱中要求掌握的基本知識。本書可以作為CCAR��147維修基礎培訓機構的培訓教材或參考教材，也適用於具有一定基礎的航空電子專業人員自學。
　　上冊由張鵬教授主編和統稿，內容包括儀錶係統、自動飛行係統、通信係統和導航係統。
　　下冊由任仁良教授主編和統稿，下冊有9章，內容包括飛機結構、液壓與燃油係統、飛行操作係統、空調及機艙設備、燃氣渦輪發動機、飛機電源係統、燈光照明係統、防火係統和機載維護係統。其中第1章1.1節由李幼蘭編寫，1.2節由虞浩清編寫，第2、3章由張鐵純編寫，第4章4.1~4.6節由鬍靜編寫，4.7節由邢忠慶編寫；第5章由淩雲編寫；第6~8章由任仁良編寫；第9章由楊國餘編寫。
　　第2版是在第1版的基礎上進行修訂的，修訂的重點一是對原版各章的文字和內容進行瞭重新梳理，對一些不清楚的或不對的地方進行瞭修改和完善，力求把飛機機械、發動機和電氣係統的基本原理講解更直接、更透徹，方便機械專業機務人員學習。二是第1版教材使用10年的過程中，隨著新一代飛機B787和A380投入運行，飛機機械電氣係統發生瞭很大的變化，急需增加相應的基礎知識。
　　在第1~4章中，更換或增加瞭一些配圖，更加貼近民航飛機的實際情況。飛機結構部分修訂瞭相關知識點的描述。液壓係統基本原理一節增加瞭對液壓傳動特性的詳細分析；燃油係統概述中增加瞭燃油箱布局、燃油箱抑爆係統等內容，燃油指示係統增加瞭超聲波式指示係統。飛行操縱增加瞭電傳手操縱機構（側杆和駕駛盤）對比，將立放式腳蹬配圖更換為典型民航機腳蹬構型，增加瞭混閤式傳動機構；舵麵驅動裝置一節將液壓助力器、載荷感覺定中機構調整為典型民航機助力器和載荷定中機構構型，增加電靜液驅動、多電飛機電力驅動兩種驅動方式；電傳操縱係統一節增加電傳飛行控製法則概念；輔助操縱係統一節細化瞭對飛行擾流闆功能的描述；失速警告係統增加瞭自動縫翼係統。空調係統增加瞭電動離心增壓器引氣，增加空調組件活門工作原理；座艙溫控原理一節細化單活門式溫控活門原理，增加座艙溫度區域控製知識點；空氣循環製冷一節增加雙渦輪式空氣循環製冷係統原理；空氣分配係統一節增加側壁低位供氣係統；壓力控製係統修訂增壓工作模式描述。
　　第5章為燃氣渦輪發動機，在發動機控製係統部分、發動機操縱係統部分和發動機輔助動力裝置部分增加瞭較多的內容，刪減瞭與航空電子專業關聯不大的內容，對部分圖錶進行瞭替換和優化。
　　在電源係統增加瞭飛機電網的綫製說明；增加瞭航空鋰電池一節，增加瞭飛機電瓶充電、容量檢查和維護基本知識；在直流電源係統中增加瞭直流電源的控製與保護一節；增加瞭多電飛機如B787在電源方麵的新技術，如電壓等級分為115/200V和230/400V、加強瞭變頻電源的內容、增加瞭交流啓動發電機的內容；增加瞭電網的控製與保護一節，增加瞭電網構型和遠程配電方式、自動配電方麵的內容，使電源係統內容更加完整。在燈光照明係統中增加瞭飛機上常用光源一節，對全麵瞭解飛機上的燈光很有幫助；增加瞭現代飛機常用的LED燈的描述和應用舉例；對應急燈光和機外燈光增加瞭描述內容。在防火係統中，增加瞭光敏型火警探測器，使探測器種類更加完整；按*新的標準劃分瞭火的種類；對滅火瓶釋放外部指示進行瞭描述；對空客和波音典型的發動機滅火瓶不同構型進行瞭說明。
　　宋靜波、蔣陵平、項偉、許俊、張宏偉、劉建英、許少偉、萬曉雲、郝瑞、楊曉龍、楊娟、孫斌等對本書進行瞭審校，提齣瞭許多修改意見，在此謹錶深深的感謝。
　　我國民航所使用的飛機大都是歐美製造，為瞭便於學生對照機型資料學習，書中的部分電路符號采用瞭歐美國傢的符號，學習時應予注意。
　　由於編寫時間倉促和我們的水平有限，教材中可能存在著許多錯誤和不足，請各位專傢和讀者指齣，以便再版時加以糾正。
　　編者2017年3月

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