机体结构与操纵系统图解

用途

机身用来装载人员、货物，安装飞机设备，并把机翼、尾翼等部件连成整体

受力

机身主要承受集中力，设计时需同时考虑水平方向和垂直方向的载荷与变形

结构型式

现代飞机机身多为薄壳式：骨架加蒙皮，按结构与受力特点分为桁梁式、桁条式、蒙皮式三种

桁梁式

桁梁式（大梁式）：有少数几根很强的桁梁承受弯矩，蒙皮较厚，便于机身开口

桁条式

桁条式：桁条多而细、蒙皮较薄，蒙皮和桁条共同承受弯矩，重量轻、受力均匀

硬壳式

硬壳式（蒙皮式）：无纵向加强件，由蒙皮本身承受全部载荷，蒙皮较厚、重量大，机身上不能开大开口

现代采用

现代飞机多采用桁梁式或桁条式

注 · 三种型式的区别在承弯构件：桁梁式靠少数粗桁梁、桁条式靠密排细桁条与蒙皮共同承弯、硬壳式完全靠厚蒙皮；开口能力与重量互有取舍。

结构型式

杆系结构——布质蒙皮机翼，早期低速飞机使用；薄壁结构——梁式机翼分单梁式、双梁式、多梁式

薄壁优点

优点是便于开口、简单轻巧，常用于小型飞机

中低速小飞机特点

机翼平面形状通常为矩形或梯形（中等后掠角或无反掠），翼展相对较大、展弦比较大，结构简单，低速飞行时升阻特性较好，便于制造和维护

注 · 杆系结构靠杆件骨架承力、布蒙皮只是气动外形；薄壁梁式机翼靠梁缘条+蒙皮+桁条共同承力，梁的数量决定开口与重量的权衡。

正常尾翼

平尾＝水平安定面＋升降舵、垂尾＝垂直安定面＋方向舵

全动平尾

全动平尾把两者合二为一，能增效、减重

定义

全动平尾是水平尾翼作为整体活动面（整个平尾绕转轴偏转）的结构形式：平尾整体偏转改变安装角，从而改变平尾的气动力产生俯仰操纵力矩

应用

主要应用于超声速飞机，因为高亚音速下升降舵偏转效率显著降低，全动平尾能提供足够的俯仰操纵力矩

配平机构

全动平尾通常配有配平和调整机构

稳定力矩

常规布局飞机水平尾翼位于重心之后，其力矩总是抵抗扰动、帮助飞机恢复平衡（俯仰稳定力矩）

注 · 全动平尾不是「安定面 + 升降舵」两块，而是一整块平尾绕转轴偏转；高速时舵面效率下降，整体偏转才能补足俯仰操纵力矩。

主操纵系统

主操纵系统包括升降舵、方向舵、副翼

俯仰操纵性

操纵驾驶杆控制升降舵偏转，使飞机绕横轴转动改变迎角；杆位置对应迎角和速度：大速度小迎角、小速度大迎角；杆越靠后迎角越大、速度越小

滚转操纵性

操纵驾驶杆控制副翼偏转，使飞机绕纵轴转动改变滚转角速度、坡度；向右压杆，左侧副翼下偏产生向上附加升力，右侧副翼上偏产生向下附加升力，飞机绕纵轴向右滚转；向左压杆则左滚

偏航操纵性

蹬舵控制方向舵偏转，使飞机绕立轴转动改变侧滑角；蹬左（右）舵，方向舵左（右）偏，垂尾向右（左）附加气动力使机头左（右）偏

注 · 一句话记三舵面：升降舵管俯仰（横轴）、副翼管滚转（纵轴）、方向舵管偏航（立轴）；样题里「左转驾驶盘」与「蹬左脚蹬」都要先判方向，再对应到舵面偏转。

耦合效应

操纵上存在杆舵互换的耦合效应：蹬左舵机头左偏产生右侧滑，前翼升力大形成滚转力矩，飞机左滚；向左压杆飞机左滚，同时出现副翼反向偏航，机头右转

协调转弯

操纵飞机转弯时，通常需要方向舵与副翼协调配合，压杆的同时蹬舵，保持协调转弯，防止侧滑

增升装置

增大最大升力系数、降低起降速度、改善起降性能和安全性的装置

增升三法

改翼型弯度、控制附面层、增大机翼面积

前缘襟翼

用于高亚音速和超音速飞机，放下可延缓前缘气流分离、增弯度

后缘襟翼

（分裂、简单、后退、开缝、后退开缝）放下后升力系数、阻力系数同时增大；起飞放小角度襟翼，着陆放大角度襟翼

注 · 耦合记忆：舵会带滚、杆会带偏——蹬舵改变侧滑角后诱导出滚转，压杆滚转时副翼差动阻力又诱导出反向偏航；所以转弯要杆舵协调。

作用

配平操纵的作用是消除或减小飞行员维持某一飞行状态所需的操纵力（杆力、舵力），使飞机无需持续施加操纵力即可保持飞行姿态和航向，减轻飞行员的负荷

配平片

配平片与舵面偏转方向相反，用于减小或消除杆力

推杆后

推杆后升降舵下偏产生向上气动力，铰链力矩使舵回中立，需持续推杆力；配平片可消杆力

样题

飞行中向前推杆时，升降舵上偏、机头低头，此时升降舵配平片向上偏转（配平片偏转方向与升降舵偏转方向相反），以减小杆力

调整片

调整片下偏，各速度下拉杆力减小、推杆力增大，速度越大推杆力增得越多；反之；调整片配平不当，起飞抬前轮会杆力过重或过轻

注 · 配平片的本质是把杆力卸到舵面后缘的小片上：舵面怎么偏，配平片就反着偏，气流作用在配平片上的力矩把舵面「吸」在需要的位置。