飞行控制发展史与未来的发展

ATA 22 自动飞行系统

ATA22 AFS自动飞行系统 自动飞行系统是现代化数字系统，它能在飞机的整个飞行过程中，从起飞到自动进近着陆和滑跑，为飞机提供制导。它是目前最先进的自动飞行系统。 一、AFS简介： 1、基本工作原理： 图22——1 自动飞行系统（AFS）用飞机传感器提供的所需信息进行飞机位置计算。另外，在它的存储器中有几个飞行计划，这些飞行计划由航空公司预制。每个飞行计划包括一个从离港到到达目的地的完整的飞行过程，包括垂直信息和中途的航路点。 知道了飞机位置和设置的飞行计划（由飞行员选择的），该系统能计算出指令信号送到飞行控制系统和发动机控制系统，以使飞机按飞行计划飞行。 2．基本组成： 图22——2

自动飞行系统（AFS）可分为四个主要部分： ——飞行管理（FM） ——飞行制导（FG） ——飞行增稳（FA） ——故障隔离和探测系统（FIDS） 前两部分功能由飞行管理与制导计算机系统（FMGCS）实现。 后两个功能由飞行增稳计算机系统（FACS）实现。 3．飞行管理与制导计算机系统（FMGCS） 图22——3 飞行管理（FM）部分主要提供飞行计划的计算。飞行计划包括纵向和横向制导功能。 飞行制导（FG）部分主要有以下三个功能： ——自动驾驶（AP） ——飞行指引（FD） ——自动油门（A/THR） FMGCs飞行管理与制导功能是由两个多功能控制显示组件（MCDU）和一个飞行控制组件（FCU）控制。 一般由MCDU提供机组与FMGCs之间的长期信息接口（如：飞行计划的选择和修改）；而FCU提供短期的信息交换接口（如：AP自驾，FD飞行指引和A/THR自动油门功能的衔接）。 除MCDU和FCU外，FM和FG的信息主要显示在EFIS电子飞行仪表系统的显示器上，即主飞行显示器（PFD）和导航显示器（ND）。 （1）自动驾驶（AP）/飞行指引（FD）

飞行控制系统设计

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 一、对最简单的角位移系统的评价 1、某低速飞机本身具有较好的短周期阻尼，采用这种简单的控制规律是可行的。它的传递函数为： open p3_6 系统根轨迹为： nem1=-12.5; den1=[1 12.5]; sys1=tf(nem1,den1); nem2=[-1 -3.1]; den2=[1 2.8 3.24 0]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 随着k的增大，该系统的一对闭环复极点的震荡阻尼逐渐减小。但由于飞机本身的阻尼较大，所以当k增大致1.34时，系统的震荡阻尼比仍有0.6。k增大到6.2时系统才开始不稳定。 2、现代高速飞机的短周期运动自然阻尼不足，若仍采用上述单回路控制系统则不能胜任自动控制飞机的要求。 open p3_10 系统根轨迹为： nem1=-10; den1=[1 10]; sys1=tf(nem1,den1);

nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3 0]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 随着k增大，系统阻尼迅速下降。当k=1.06时，处于临界稳定。所以无法选择合适的k值以满足系统动静态性能。为了使系统在选取较大的k值基础上仍有良好的动态阻尼，引入俯仰角速度反馈。 二、具有俯仰角速率反馈的角位移自动驾驶仪参数设计open p3_16 1、系统内回路根轨迹为： nem1=-10; den1=[1 10]; sys1=tf(nem1,den1); nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 按物理概念似乎速率陀螺的作用越强，阻尼效果越显著。但根轨迹分析告诉我们，只有在一定范围内这种概念才是正确的，否则会得到相反的效果。这种现象是由舵回路的惯性造成的。舵回路具有不同时间常数时的内回路根轨迹图： Tδ=0 sys1=-1; nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) Tδ=0.1

一、民航飞机发展史(全)

一、民航飞机发展史 1、梦想 鸟儿飞过，天空没有留下痕迹，但却在人类的心中种下了梦想。人类可以像猿猴那样在树上攀援、可以像鱼儿那样在水里畅游，却不能像飞鸟那样在空中翱翔。也许正因为自己不能飞行，我们的祖先在神话故事中创造了能够腾云驾雾的神仙，或者骑着扫把的女巫，以寄托对天空的渴望。 然而人类不仅仅满足于精神上的飞翔，试飞行动一直就没有停止过。古人认为人之所以不能飞，是因为缺少翅膀，因此，只要造出一个合适的翅膀就能像鸟儿一样飞翔了。早在中国西汉，就曾有人用鸟的羽毛制成翅膀，绑在身上从高台上跳下并滑翔了几百步。历史上这样的“飞人”还有很多，他们本想像鸟儿那样拍拍翅膀直冲云霄，结果大都非伤即亡。不过，也有少数的“飞人”比较成功。据说在公元13世纪，旅行家马可·波罗在游历中国的时候，亲眼看到有人乘着风筝在空中飘舞的景象。 嫦娥奔月 2、先驱 气球 历史的指针静静而缓慢地滑到1783年，蒙特哥菲尔兄弟偶然地发现

了氢气的存在，将人类航空探索向前推进了一大步。这一年的11月21日，在法国国王路易十六的面前，两位勇敢的化学家罗泽尔和德尔朗登上了蒙特哥菲尔兄弟发明的热气球。在滚滚浓烟和热气中，热气球徐徐升空，飞向法国首都巴黎上空，在25分钟之后，安全降落于9公里以外的地方。这是人类历史上第一次气球载人的自由飞行。在两年后，有人乘坐氢气球横渡英吉利海峡，用时两个半小时。 飞艇

飞艇和气球最大的区别是，有了一定的操纵性，方向性，不单单靠风的作用飞行。 莱特兄弟 1903年12月17日，莱特兄弟进行了人类历史上的首次由动力、可操纵持续飞行试验。试验中，飞机成功地飞行了约260米距离。 这次飞行是人类航空史上的一个重要的里程碑，它是航空史上第一个主要依靠动力飞行的航空器，能绕三个轴线改变航向，按照人们的意志驾驶，实现了真正的自由飞行。

四轴飞行控制原理

四轴（1）-飞行原理 总算能抽出时间写下四轴文章，算算接触四轴也两年多了，从当初的模仿到现在的自主创作经历了不少收获了也不少。朋友们也经常问我四轴怎么入门，今天就简单写下四轴入门的基本知识。尽量避开专业术语和数学公式。 1、首先先了解下四轴的飞行原理。 四轴的一般结构都是十字架型，当然也有其他奇葩结构，比如工字型。两种的力学模型稍微有些不一样，建议先从常规结构入手（其实是其他结构我不懂）。 常规十字型结构其他结构 常规结构的力学模型如图。 力学模型 对四轴进行受力分析，其受重力、螺旋桨的升力，螺旋桨旋转给机体的反扭矩力。反扭矩影响主要是使机体自旋，可以想象一下直升机没有尾桨的情况。螺旋桨旋转时产生的力很复杂，

这里将其简化成只受一个升力和反扭矩力。其它力暂时先不管，对于目前建模精度还不需要分析其他力，顶多在需要时将其他力设为干扰就可以了。如需对螺旋桨受力进行详细研究可以看些空气动力学的书，推荐两本， 空气螺旋桨理论及其应用（刘沛清，北航出版社） 空气动力学基础上下册（徐华舫，国防科技大学） 网易公开课：这个比麻省理工的那个飞行器构造更对口一些。 荷兰代尔夫特理工大学公开课：空气动力学概论 以上这些我是没看下去，太难太多了，如想刨根问底可以看看。 解释下反扭矩的产生： 电机带动螺旋桨旋转，比如使螺旋桨顺时针旋转，那么电机就要给螺旋桨一个顺时针方向的扭矩（数学上扭矩的方向不是这样定义的，可以根据右手定则来确定方向）。根据作用力与反作用力关系，螺旋桨必然会给电机一个反扭矩。 在转速恒定，真空，无能量损耗时，螺旋桨不需要外力也能保持恒定转速，这样也就不存在扭矩了，当然没有空气也飞不起来了。反扭矩的大小主要与介质密度有关，同样转速在水中的反扭矩肯定比空气中大。 因为存在反扭矩，所以四轴设计成正反桨模式，两个正桨顺时针旋转，两个反桨逆时针旋转，对角桨类型一样，产生的反扭矩刚好相互抵消。并且还能保持升力向上。六轴、八轴…类似。 我们控制四轴就是通过控制4个升力和4个反扭矩来控制四轴姿态。 如力学模型图，如需向X轴正方向前进，只需增加桨3的转速，减少桨1的转速，1、3桨的反扭矩方向是一样的，一个加一个减总体上来说反扭矩没变。此时飞机已经有向X轴方向的分力，即可前行。 如需向X轴偏Y轴45°飞行，那么增加桨2、3的转速，减少桨1、4的转速，即可实现。 如果将X正作为正前方，那么就是”十”模式，如果将X轴偏Y45°作为正前方向，那就是”×”模式。理论上这两种都可以飞行，”十”模式稍微比”×”模式好计算，但是”十”模式不如”×”模式灵敏。 四轴如需向任意方向飞行只需改变电机的转速，至于电机转速改变的量是多少，增量之比是多少就需要算法了。对于遥控航模，不需要知道具体到度级别的方向精度，飞行时手动实时调节方向即可。 四轴除了能前后左右上下飞行，还能自旋，自旋靠的就是反扭矩，如需顺时针旋转，只需增加桨1、3转速，减少2、4转速，注意不能只增加桨1、3而不减少2、4，这样会造成总体升力增加，飞机会向上飞的。 理想情况下，四轴结构完全对称，电机转速一样，飞机就可以直上直下飞行。但事实和理想还是有差距的，不存在完全对称的结构，也没有完全一样的电机螺旋桨。所以需要飞控模块进行实时转速调节，这样才能飞起来，不像直升机，螺旋桨加速就能飞。 2、分析完飞行原理，接下来分析四轴飞行器系统的主要部件。

飞机的发展史

■公元前500－400年中国人就开始制作木鸟并试验原始飞行器 中国古人在很早的时候就开始制作木鸟，以此寄托人类渴望在空中飞行的梦想。从古人的许多著作中，会发现制作能飞木鸟的众多记载。古书中称木鸟为木鸢、鹊、鹄等名。《韩非子·外储说》记载着：墨子经三年制成的木鸢，飞行了一天就坏了；他的学生安慰他说，老师技术高超，木鸢虽然坏了，但毕竟飞成功了。在《墨子·鲁问》中也有公输班用竹木制成了能飞三天的飞鹊的记述。墨子是鲁国的哲学家和科学家，公输班就是传说中的能工巧匠鲁班。有关他们制作木鸟的历史，大约发生在公元前500至400年期间。除他们二人外，还有如张衡、韩志和、高骈等木鸟制造家。其中汉朝张衡知名度最高，因他既是天文学家，又是浑天仪和候风地动仪的发明者。《太平御览·文土传》中就有张衡制造木鸟的记载。所存史料确凿表明在公元前400年，中国人就已经使用竹木在尝试制作能飞的原始器械了。这一点，得到世界科学界的一致认同。 ■坠地而亡的先行者们 公元前9世纪，古英国的布拉德国王自造的一副飞翼，并试图从伦敦阿波罗宫出发，当他飞越出城时，坠地驾崩了。这可能是有关人类模仿鸟类飞行的最早记录之一。1503年，意大利的丹蒂也用自制双翼飞行，虽然幸免一死，但也落下终生残疾。1507年，英国的达米安从苏格兰的斯特林城堡纵身跃起，想要飞往法国，结果在城堡下摔断了大腿。达米安并不服输，他把失败归罪于使用了鸡的羽毛。 ■风筝起源古代中国，约14世纪传到欧洲 风筝的起源可能与木鸟有关，它也起源于中国。风筝又名纸鸢、风鸢，纸鹞或鹞子，中国古籍当中有关风筝的史料比木鸟丰富。唐朝的《事物纪原》记载了汉初的韩信是风筝的发明人。唐朝的记述是：楚霸王被困垓下，韩信制风筝让张良乘坐，飞上天空高唱楚歌，瓦解楚营军心。宋朝的传说为：刘邦征伐陈烯，韩信打算里应外合，便用风筝测量距离，想用挖地道的方法攻入未央宫。 《事物纪原》和《新唐书》分别记载了利用风筝求援的轶事。公元549年，梁武帝萧衍被侯景兵困南京。武帝的将军羊侃用风筝送出求援诏书。不料风筝被侯军误为妖术而射落，求援因此失败。 更为离奇的风筝传闻见于《白石礁真稿》：公元559年，北齐文宣帝时，大杀“元”姓宗族，彭城王元勰的孙子元韶被囚地牢。元韶堂弟为元韶制作风筝，他们二人从金风楼乘风筝双双飞逃。这些传奇故事反映了中国古人的关于飞行的奇思妙想。今天看来仍然很有趣味。 ■传说戴达罗斯发明“人翅”飞出克里特岛 东西方民族文化背景不同，但在对飞行的渴望上，却有惊人的相似之处。 传说雅典的戴达罗斯擅长雕刻，他的雕像栩栩如生；但他更热衷工程技术，特别对建筑格

直升机飞行原理(图解)

飞行原理（图解） 直升机能够垂直飞起来的基本道理简单，但飞行控制就不简单了。旋翼可以产生升力，但谁来产生前进的推力呢？单独安装另外的推进发动机当然可以，但这样增加重量和总体复杂性，能不能使旋翼同时担当升力和推进作用呢？升力-推进问题解决后，还有转向、俯仰、滚转控制问题。旋翼旋转产生升力的同时，对机身产生反扭力（初中物理：有作用力就一定有反作用力），所以直升机还有一个特有的反扭力控制问题。 直升机主旋翼反扭力的示意图 没有一定的反扭力措施，直升机就要打转转/ 尾桨是抵消反扭力的最常见的方法 直升机抵消反扭力的方案有很多，最常规的是采用尾桨。主旋翼顺时针转，对机身就产生逆

时针方向的反扭力，尾桨就必须或推或拉，产生顺时针方向的推力，以抵消主旋翼的反扭力。 抵消反扭力的主旋翼-尾桨布局，也称常规布局，因为这最常见/ 典型的贝尔407 的尾桨主旋翼当然也可以顺时针旋转，顺时针还是逆时针，两者之间没有优劣之分。有意思的是，美、英、德、意、日直升机的主旋翼都是逆时针旋转，法、俄、中、印、波兰直升机都是顺时针旋转，英、德、意、日的直升机工业都是从美国引进许可证开始的，和美国采用相同的习惯可以理解，中、印、波兰是从前苏联和法国引进许可证开始的，和法、俄的习惯相同也可以理解，但美国和俄罗斯为什么从一开始选定不同的方向，法国为什么不和选美国一样的方向，而和俄罗斯一致，可能只是一个历史的玩笑。

各国直升机主旋翼旋转方向的比较尾桨给直升机的设计带来了很多麻烦。尾桨要是太大了，会打到地上，所以尾桨尺寸受到限制，要提供足够的反扭力，就需要提高转速，这样，尾桨翼尖速度就大，尾桨的噪声就很大。极端情况下，尾桨翼尖速度甚至可以超过音速，形成音爆。尾桨需要安装在尾撑上，尾撑越长，尾桨的力矩越大，反扭力效果越好，但尾撑的重量也越大。为了把动力传递到尾桨，尾撑内需要安装一根长长的传动轴，这又增加了重量和机械复杂性。尾桨是直升机飞行安全的最大挑战，主旋翼失去动力，直升机还可以自旋着陆；但尾桨一旦失去动力，那直升机就要打转转，失去控制。在战斗中，直升机因为尾桨受损而坠毁的概率远远高于因为其他部位被击中的情况。即使不算战损情况，平时使用中，尾桨对地面人员的危险很大，一不小心，附近的人员和器材就会被打到。在居民区或林间空地悬停或起落时，尾桨很容易挂上建筑物、电线、树枝、飞舞物品。 尾桨可以是推式，也可以是拉式，一般认为以推式的效率为高。虽然不管推式还是拉式，气流总是要流经尾撑，但在尾桨加速气流前，低速气流流经尾撑的动能损失较小。尾桨的旋转方向可以顺着主旋翼，也就是说，对于逆时针旋转的主旋翼，尾桨向前转（或者说，从右

世界航空简史

世界航空简史 航空是２０世纪发展最迅速、对人类社会影响巨大的科学技术领域之一。对人类社会影响巨大的科学技术领域之一。人类经过长期的探索和实践，终于实现了自古以来就有的翱翔兰天的理想。航空发展的历史是一部以自己的聪明才智征服天空的历史。航空又是现代科学技术和现代工业的结晶，它的发展充分体现了科学技术的强大威力。回顾世界航空发展的历程，大致可以分为三个历史时期：即２０世 纪以前的飞行探索及气球和飞艇时期，２０世纪初至４０年代中期的活塞发动机飞机时期和４０年代中期以来的喷气发动机飞机时期。 （一）飞行探索及气球和飞艇时期（２０世纪以前） 自古人类就有飞行的理想，但在生产力不发达的古代，只能在神话 和传说中寄托自己的渴望。从中世纪以来，不断有人对飞行作过勇敢的试验，他们用羽毛作成翅膀，从高处跳下，试图模仿鸟的飞行， 但都未能成功。１７世纪后期意大利的Ｇ．Ａ．博雷利探讨了人类肌 肉与飞行的关系后，证明：“人类靠自己的体力作灵巧的飞行是绝 对不可能的。”只有在发明了气球和飞艇后，才开始逐步实现空中 飞行的理想。 在１８世纪产业革命的推动下，法国蒙哥尔费兄弟于１７８３年６ 月４日首次进行了热气球放飞表演，轰动一时，标志着人类航空史上的第一次重大突破。同年１１月２１日法国人Ｆ．Ｐ．罗齐埃和Ｍ．达尔朗德乘热气球升到约１０００米的高度，用２５分钟飞行了约１２公里。这是人类乘航空器的第一次空中航行。

气球的出现激起了人们乘气球飞行的热情。１７８５年１月７日法国著 名飞行员布朗夏尔和布雷利奥乘氢气球从英国多佛尔顺风飞越英吉利海 峡到达法国加莱，这是人类乘航空器首次飞越这个海峡， 实现了最初的国际航空飞行（１９０９年，也是这两位飞行员驾驶飞 机首先从法国加莱逆风越过英吉利海峡到达英国多佛尔，实现了人类 第一次重于空气的航空器的国际飞行）。１８世纪末到１９世纪初， 气球主要用于军事、体育运动和科学试验。 气球随风飘流，不能控制前进方向。人们就开始研究在气球下面的 吊蓝中安装动力装置和方向舵，于是飞艇诞生了。最早的飞艇是法国Ｈ．吉法尔于１８５２年制成的蒸气气球，其气囊形如雪茄，下悬吊舱，装有蒸气机，带动三叶螺旋浆，并有方向舵。９月２４日，吉 法尔驾驶这艘飞艇由巴黎飞到特拉普斯，航程约２８公里，速度约每 小时１０公里。在飞艇方面，德国的Ｆ．齐柏林伯爵获得最大成就。 １８９４年他完成硬式飞艇的设计，１９００年制成ＬＺ－１号飞艇，长１２８米，容积约１１３００立方米。１９０９年，齐柏林创建 了德国航空运输有限公司，用飞艇载客在法兰克福、巴登和杜塞多夫之间作定期飞行。这是最早的空中定期航线。第一次世界大战前后是飞艇发展的鼎盛时期，德国建立了齐柏林飞艇队，用于海上巡逻、 远程轰炸和空运等军事活动。第一次世界大战后，齐柏林公司又造了两 艘巨型飞艇“齐柏林伯爵”号和“兴登堡”号，在欧洲到南美和美国 的商业航线上飞行。“兴登堡”号是当时最大的飞艇，长２４５米，容 积达２０００００立方米，内部设备豪华，可载７５名旅客，速度１３

自动飞行控制系统电子讲稿第一部分

学习情景1 课程导论 1.飞行控制系统发展概述 自动飞行控制系统已有100多年的研制历史，早在有人驾驶飞机出现之前，自动飞行装置即已出现。 1.1方向稳定器 1873年，法国雷纳德（C.C.Renard）无人多翼滑翔机的方向稳定器。 1.2 电动陀螺稳定装置-姿态稳定 1914年，美国的爱莫尔·斯派雷（Eimer Sperry）研制成功第一台可以保持飞机稳定平飞的电动陀螺稳定装置，该装置利用陀螺的稳定性和进动性，建立一个测量基准，用来测量飞机的姿态，它和飞机的控制装置连在一起，一旦飞机偏离指定的状态，这个机构就通过飞机的控制装置操纵飞机的舵面偏转使飞机恢复到原来的状态。 1.3 自动驾驶仪 20世纪30年代出现了可以控制和保持飞机高度、速度和航迹的自动驾驶仪。 第二次世界大战促使自动驾驶仪等设备得到进一步发展，由过去气动-液压到全电动，由三个陀螺分别控制三个通道改用一个 或两个陀螺来操纵飞机，并可作机动、爬高及自动保持高度等。 二次大战期间，美国和原苏联相继研制出功能较完善的电气式自动驾驶仪C-1和其仿制品A∏-5； 德国在二战后期研制成功飞航式导弹V-1和弹道式导弹V-2，

更进一步促进了飞行自动控制装置的研制和发展。 20世纪50年代后，和导航系统、仪表着陆系统相联，自动驾驶装置实现了长距离自动飞行和自动着陆。 1.4 自动飞行控制系统 1947年成功突破音障后，飞机的飞行包线（飞行速度和高度的变化范围）扩大，越来越复杂的飞行任务对飞机性能的要求也越来越高，仅靠气动布局和发动机设计所获得的飞机性能已经很难满足复杂飞行任务的要求。因此，借助于自动控制技术来改善飞机稳定性的飞行自动控制装置（如增稳系统）相继问世，在此基础上，自动驾驶仪的功能得到进一步的扩展，发展成为自动飞行控制系统（AFCS）。 20世纪60年代，产生了随控布局飞行器（congtrol configured vehicle--CCV）的设计思想。 20世纪60年代前的以模拟电路或模拟计算机为主要计算装置的飞行控制系统，逐渐发展成为现在已普遍应用的数字式飞行控制系统，这也为新技术应用和更复杂更完善系统的综合提供了实现的可能性。例如： 主动控制技术（active control technology—ACT）； 余度技术 容错控制技术 20世纪80年代得到迅速发展的火/推/飞综合控制系统等。 20世纪70年代中期，由于计算机的应用使自动驾驶仪和飞机的指引系统组成一个综合系统，使飞机的各种传感器数据、指

西工大飞行控制系统总复习

总复习 第一章 飞行动力学 一、概念： 1、体轴系纵轴ox 在飞机对称平面内；速度轴系纵轴a ox 不一定在飞机对称平面内；稳定轴系纵轴ox 在飞机对称平面内，与体轴系纵轴ox 相差一个配平迎角0α。 2、俯仰角θ的测量轴为地轴系横轴g oy ；滚转角φ（倾斜角）的测量轴为体轴系纵轴ox ；偏航角ψ的测量轴为地轴系铅锤轴g oz 。 3、迎角α：空速向量在飞机对称平面内投影与机体纵轴ox 夹角。 以的投影在ox 轴之下为正。 4、β（侧滑角）：空速向量v 与飞机对称平面的夹角。以v 处于对称面右为正。 5、坐标系间的关系 机体轴系b S 与地轴系g S 之间的关系描述为飞机姿态角（ψφθ、、）； 速度轴系a S 与机体轴系b S 之间的关系描述为气流角（βα、）； 速度轴系a S 与地轴系g S 之间的关系描述为航迹角（χμγ、、）。 6、舵偏角符号 升降舵偏角e δ：平尾后缘下偏为正0>e δ，产生低头力矩。0a δ，产生左滚转力矩 0r δ，产生左偏航力矩0

飞机的发展历程

飞机的发展历程 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《飞机的发展历程》的内容，具体内容：飞机(Fixed-wing Aircraft)指具有机翼、一具或多具发动机的靠自身动力驱动前进，能在太空或者大气中自身的密度大于空气的航空器。以下是我为大家整理的，希望能帮到你。... 飞机(Fixed-wing Aircraft)指具有机翼、一具或多具发动机的靠自身动力驱动前进，能在太空或者大气中自身的密度大于空气的航空器。以下是我为大家整理的，希望能帮到你。 飞机是人类在20世纪所取得的最重大的科学技术成就之一，有人将它与电视和电脑并列为20世纪对人类影响最大的三大发明，关于世界上最早的飞机到底是由谁发明? 争议 法国人认为世界最早的飞机是由法国人克雷芒阿德尔(Clment Ader)发明，于1890年10月9日在法国试飞成功，部分人认为他发明了历史上第一架飞机。 美国人认为飞机的发明者是美国人莱特兄弟(Wilbur Wright和Orville Wright)，于1903年12月17日在美国试飞成功。 巴西人认为是巴西人阿尔贝托桑托斯杜蒙特(Alberto Santos-Dumont)发明了飞机，1906年10月12日桑托斯-杜蒙特的"14 bis"飞机成功地飞至60米高空是世界上第一次成功的动力飞行，之前的飞行并没有达到真

正意义上"飞"的标准。 一般普遍认为是由美国人莱特兄弟发明了飞机，而有部分人认为是由克雷芒阿德尔或阿尔贝托桑托斯杜蒙特所发明。 1903年美国莱特兄弟设计制造的飞机进行了成功的飞行，这是世界上首次实现重于空气的航空器的有动力、可操纵的飞行。第一次世界大战中，飞机已用于作战，当时飞机的速 度已达180～220千米/时，升限6000～7000米，航程400～450千米，轰炸机载弹量1000～2000千克。在第二次世界大战中，飞机的速度达到750千米/时，轰炸机载弹量可达10吨左右。20世纪40年代中期以后，发动机由活塞式发展到喷气式，飞机的飞行性能显著提高;80年代飞机的升限已超过30000米，最大速度超过3倍音速，航程超过20000千米，最大载重量超过100吨。 莱特 二十世纪最重大的发明之一，是飞机的诞生。人类自古以来就梦想着能像鸟一样在太空中飞翔。而2000多年前中国人发明的风筝，虽然不能把人带上天空，但它确实可以称为飞机的鼻祖。 20世纪初在美国有一对兄弟他们在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献，他们就是莱特兄弟。在当时大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能，而莱特兄弟确不相信这种结论，从1900年至1902年他们兄弟进行1000多次滑翔试飞， 终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机"飞行者"1号，并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。

飞行器控制原理复习要点

1.航天器的基本系统组成及各部分作用。 2.航天器轨道和姿态控制的概念、内容和相互关系各是什么？ 3.阐述姿态稳定的各种方式，比较其异同。 4.主动控制与被动控制的主要区别是什么？ 5.利用牛顿万有引力定律推倒、分析航天器受N体引力时的运动方程，并阐述 简化为二体相对运动的合理性。 6.证明在仅有二体引力的作用下，航天器的机械能守恒。 7.证明在二体问题中，航天器的运动轨道始终处于空间的一个固定平面内。 8.比较航天器各种圆锥曲线轨道的参数a，c，e，p的特点，分析它们与轨道常 数h和 。 9.利用牛顿定律证明开普勒第三定律。 10.计算第一宇宙速度和第二宇宙速度。 11.已知一个木星探测器在距地面3400km处的逃逸速度为7900m/s，而实际速度 为11200m/s。试问该探测器飞至木-地距离的一半时，其速度为多少？轨道形状如何？ 12.什么是轨道六要素，它们是如何确定航天器在空间的位置的？ 13.分析描述航天器姿态运动常用的参考坐标系之间的相对关系。 14.若航天器本体坐标系Oxyz各轴不是主惯量轴，试推倒姿态欧拉动力学方程。 15.设有两颗转动惯量,, I I I完全相同的沿圆轨道运行的地球卫星，一颗轨道高 x y z 度为2000km，另一颗为200km。试定量分析这两颗卫星各通道之间耦合的强弱，并阐述产生耦合的原因。 16.比较各种常用姿态敏感器的优缺点。 17.航天器用的推力器应具有什么特点？为什么认为电推力器是最有发展前景的 推力器？ 18.飞轮分为几种？各种的区别是什么？ 19.分析比较各种环境执行机构适用的航天器和轨道高度。 20.分析比较航天器各类姿态控制方式的性能优劣。 21.证明航天器的自旋稳定原理，分析航天器绕最大惯量轴旋转不稳定的原因。 22.主动章动阻尼和被动章动阻尼的区别是什么？ 23.与单自旋卫星相比，双自旋卫星的主要优缺点是什么？双自旋稳定原理如 何？

飞行模拟机自动飞行控制系统设计

飞行模拟机自动飞行控制系统设计 自动飞行控制系统可以实现自动驾驶仪取代人工操作，是飞机飞行系统不可获取的组成部分，稳定飞机的各种姿态，降低了飞行员的工作量。介绍了自动飞行控制系统的组成、功能。通过俯仰、横滚通道的控制原理分析，设计相应的飞行控制律。利用软件实时仿真了某飞机的自动飞行控制系统；通过调试优化参数，能很好的模拟飞机的自动飞行过程。 标签：飞行模拟机；自动飞行控制系统；飞行控制律；PID控制器 1 自动飞行控制系统的组成及回路构成 自动驾驶仪、飞行指引系统、方向选择板、以及偏航阻尼器组成构成了飞机飞行系统的重要部件：自动飞行控制系统。 自动飞行控制系统的重要组成部分之一：自动驾驶仪由操纵装置、综合装置、测试设备、回输设备以及舵机构成，如图1所示。借助这些装置，自动飞行控制系统不仅能够实现自动配平、改平以及增稳的功能，而且能够在飞机飞行的时候稳定飞机的飞行速度、高度以及控制飞机的航向角、倾斜角以及俯仰角，此外在飞机自动着陆时，自动驾驶仪与仪表着陆系统相互配合，完成飞机的自动着陆。 飞机（被控对象）与自动驾驶仪构成一个稳定回路，该稳定回路主要是为了控制和稳定飞机的姿态，从而使飞机能持续稳定地飞行。自动飞行控制系统的具体组成如图2所示，描述飞机空间位置的参数、中心位置测量装置以及稳定回路构成一个稳定回路，在飞机的姿势发生改变时，各种测量装置测量飞机的姿态数据，这些数据将输出到自动驾驶仪，与此相对，如果要改变飞机的飞行姿态，自动驾驶仪将发出信号，控制飞机姿态的各种装置将接受这些信号，进而操纵飞机改变姿态，控制与反馈，不断调整，最终达到平衡。 方式选择板提供飞行员操作的按钮，选择飞行模式。主要模式为：高度保持、空速保持、下降模式、爬升模式、航向保持、导航模式、进近模式、半坡度模式。这些工作模式都是为飞机纵向运动和横向运动姿态控制提供引导量值。这些量值同时也显示在飞行指引仪表上，作为飞行员的引导量。这样，飞行员既可以选择”手动”操纵，也可以选择自动驾驶仪工作。方式选择板的功能是通过逻辑实现的。飞行控制逻辑是整个软件系统的指挥中枢，它保障整个控制系统的稳定可靠的运行。 2 自动飞行控制系统功能 飞机要是实现自动飞行、无人操纵的目的就必须借助自动飞行控制系统，在自动飞机控制系统中，飞控计算机根据自动驾驶仪传输过来的控制信号，判断出目前所选的有效飞行模式、横滚通道，进而计算出飞机需要飞行的俯仰角度、副翼偏转角度，输出滚动角指令信号，从而实现自动驾驶仪设置的飞行模式。

中国近代航空发展史

中国航空发展史 （西安航空学院陕西西安710000） 摘要：中国是世界文明古国。中国古代发明和创造的风筝、火箭、孔明灯、竹蜻蜓等飞行器械，被认为是现代飞行器的雏型，对航空的产生起了重要作用。从18世纪后半叶，气球、飞艇先后在西方研制成功。1840年鸦片战争后，西方的航空知识传入中国。首先是航空新闻和科学幻想小说，其次是外国飞行家来中国作飞行表演。中国政府也派留学生出国学习航空，购买气球和飞机。但直到1949年，中国的航空事业还十分落后，发展极为缓慢。中华人民共和国成立后，才真正获得了迅速发展。本文通过对中国航空发展史的浅述，意图使大家对中国的航空有一个粗浅的了解，并在此基础上对未来的发展前景进行展望，同时引发人们对于中国与西方航空发展之间的联系与区别的思考，在对历史的回顾中找到未来的方向。 关键词：近代史；航空；发展 1855年，上海墨海书店刻印了《博物新编》,其中介绍了氢气球和巨伞图。《天上行舟》画的是航空设想。在中国最早介绍飞机的文章是1901年石印的《皇朝经济文编》中的《飞机考》。1903年以后开始出现翻译和编著的航空科学幻想小说。 博物新编

气球光绪十三年(1887)，天津武备学堂数学教习华蘅芳制成直径5尺（约1.7米）的气球,灌入自制的氢气成功飞起。这是中国人自制的第一个氢气球。 飞艇澳洲华侨谢缵泰于1899年完成“中国”号飞艇的设计。“中国”号飞艇用铝制艇身，靠电动机带动螺旋桨推进。谢缵泰没有得到清朝政府的支持,他不得已把“中国”号构造说明书寄给英国飞艇研究家，获得很高评价。 飞机冯如于1909年9月造出一架飞机,9月21日试飞成功。在国外制造飞机著名的中国人谭根于1910年成功地设计和制造了水上飞机，夺得国际飞机制造比赛大会冠军，后在菲律宾创造了当时世界水上飞机飞行高度的纪录。 中国航空先驱——冯如 中国航空事业的建立是从筹建空军开始的。1913年9月正式成立的南苑航空学校，是中国第一所正规的航空学校。南苑航空学校先后训练出4期飞行学员，共159人。之后成立的还有广东军事航空和东北军事航空，为我国的早期培养了大批优秀的飞行员。1913年，北洋政府在筹办南苑航空学校的同时，也购买了修理工厂的设备和器材，建立了中国最早的飞机修理厂。从1919年起,各省相继办起了修理厂。国民党政府成立后先后建立了杭州笕桥航校修理厂、南京首都航空工厂、上海高昌庙海军制造飞机处、上海虹桥航空工厂、武昌南湖修理厂。 1934～1935年，国民党政府又与美国、意大利合办了几个工厂，其中有杭州中央飞机制造厂、广州韶关飞机修理厂、南昌中央飞机制造厂，主要也是装配、仿造和修理飞机。近代中国航空工业起步于1918年的海军飞机工程处，以后有广州飞机修理厂，以及30年代建设的杭州中央飞机制造厂、南昌飞机制造厂、广州韶关飞机修理厂和杭州保险伞厂，抗日战争时期建立的成都飞机制造厂和大定发动机制造厂等。 海军飞机工程处：中国第一个正规的飞机制造工厂,以制造水上飞机著名。 广州飞机修理厂：是中国早期制造飞机的第二个工厂。 杭州中央飞机制造厂:1934年2月中美合办杭州中央飞机制造厂。 南昌中央飞机制造厂:1935年1月，中国与意大利4家航空公司合办南昌中央飞机制造厂,制造意式飞机。

自动飞行控制系统 AFCS

涡轮发动机飞机 第六章自动飞行控制系统AFCS 自动飞行控制系统的组成和基本功能 自动驾驶仪（AP）飞行指引（FD）偏航阻尼系统（YDS）俯仰配平系统（Auto Trim）自动油门系统（ATS） 6.1自动飞行控制系统AFCS的组成和基本功能 系统的功用——自动飞行控制系统可在除起飞的飞机的整个飞行阶段中使用：离场、爬升、巡航、下降和进近着陆。 6.1.1 自动飞行控制系统AFCS由下列分系统组成： 自动驾驶仪(A/P)—既可用于控制飞行轨迹，也可用于控制飞行速度减轻飞行员 的工作负担，还可实现飞机的自动着陆。 飞行指引仪(F/D) 在PFD或EADI上显示计算机提供的自动飞行的指令使飞行 员按照飞行指引杆的指引驾驶飞机，或监控飞机的姿态。自动配平系统自动调节飞机的水平安定门，改善飞机的俯仰稳定性 偏航阻尼系统（Y/D）改善飞机整个飞行阶段的动态稳定性 自动油门系统（ATS）自动调节发动机输出功率，实现最佳飞行，并减轻飞行 员的负担。 偏航阻尼系统与自动配平系统合称为增稳系统。 飞行管理系统FMS 在现代飞机上，利用飞行管理系统FMS，可完成对飞机的全自动导航； 提供从起飞到进近着陆的最优侧向飞行轨迹和垂直飞行剖面的计算， 实现最佳飞行。FMS的输出信号加到AFCS,控制自动飞行控制系统 的工作，实现对飞机的制导和推力管理；同时监测AFCS的工作，防止 飞机在不正常条件下的自动飞行。 6.1.3 AFCS的基本结构 AFCS的基本组成： 飞行控制计算机——计算控制指令。 控制板——（方式控制板MCP）是人机接口，用于向计算机输入飞行员的控制 指令，如飞行方式、速度、高度等。 输出设备——将计算机产生的控制信号加到飞行控制系统（通过舵机控制飞行操 纵面等），将显示信息输往显示器。 数字式AFCS的结构 80年代AP/FD计算机集成为FCC。 电子飞行控制系统EFCS的结构

典型飞行控制系统

三、典型飞行控制系统 1、已知某飞机的传递函数是： ) 69.19.0()4.0(5.1) () (2 +++-= ??Z s s s s s s δ?，其俯仰姿态角控制系统的 控制规律为：? Z Z Z ?K +?-?K =?+T ? ? ??δ? ? δ)()1(g s 。 （1）由控制规律画出相应的系统结构图； （2）要控制该飞机舵回路的时间常数应作何限制？ （3）若飞机受到常值力矩92 .0=?M Z γ 公斤*米，已知 Z Z M δ=-1.15公斤*米/度，若要求 稳定后其静差 s θ?<0 1 ，应对Z K ? 作何限制； （4）若要保证该系统的动态性能，应如何选取Z ? K ? 的值。 （5）分析在垂直向上风干扰下，系统的动态相应过程以及稳态情况。 2、已知某飞机的传递函数是： ) 47.15.1()59.0(2.1) ()(2 +++-= ??Z s s s s s s δ?，其俯仰姿态角控制系统的控 制规律为：? Z Z Z ?K +?-?K =?+? ???δ? ? )()11.0(g s 。 （1）由控制规律画出相应的系统结构图； （2）求出内回路闭环传递函数，并绘制随参数? Z K ? 变化的根轨迹图，并求取 值时的使? Z K =? ξ87.0以及此时三个内回路闭环极点值； （3）求出外回路闭环传递函数，并绘制随参数?Z K 变化的根轨迹图，并求取 值时的使?ξZ K =8.0以及此时三个外回路闭环极点值； （4）采用根轨迹方法分析舵回路时间常数对飞行控制系统工作性能的影响； （5）分析参数? Z K ? 与?Z K 之间的关系。 ● 自动驾驶仪有哪几个工作回路？ (1）同步回路 (2)舵回路 (3)稳定回路 (4)控制回路 ● 俯仰阻尼器的作用是什么？ 用来改善飞机的纵向短周期运动的阻尼特性 ● 滚转阻尼器的作用是什么？ 用来改善飞机—阻尼器系统的滚转特性 ● 什么是控制增稳系统？其作用是什么？ 不牺牲操纵性来提高飞机的阻尼比和固有频率，又可以解决非线性操纵指令问题 ● 飞行高度控制系统需要 最基本的信号？ 需要直接测量飞行高度，使用高度差传感器，根据高度差的信息来直接控制飞机的飞行姿态，从而改变航迹请教，以实现对飞行高度的闭环稳定和控制

多旋翼飞行原理

四旋翼飞行器结构和原理 1.结构形式 旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。结构形式如图 1.1所示。 .工作原理 四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时

却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。 四旋翼飞行器的电机1和电机3逆时针旋转的同时，电机2和电机4顺时针旋转，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。 在上图中，电机1和电机3作逆时针旋转，电机2和电机4作顺时针旋转，规定沿x轴正方向运动称为向前运动，箭头在旋翼的运动平面上方表示此电机转速提高，在下方表示此电机转速下降。

（1）垂直运动：同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态 。 （2）俯仰运动：在图（b）中，电机1的转速上升，电机3 的转速下降（改变量大小应相等），电机2、电机4 的转速保持不变。由于旋翼1 的升力上升，旋翼3 的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y 轴旋转，同理，当电机1 的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动

飞机发展史

飞机发展史 1、人类实现飞天梦想 人类飞向太空的梦想，有文字记载的至少有数千年。《墨子》记载：“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下”。是说鲁班制作的木鸟能乘风力飞上高空，三天不降落；明朝万户因第一个想到利用火箭进行飞行而名垂青史；1891年，滑翔机之父奥托—李林塔尔制成一架蝙蝠状的弓形翼飞行器，成功进行了滑翔飞行；1903年。莱特兄弟制作的以内燃机为动力的飞机上天了， 自此人类的飞天梦终于实现了。 2、飞机的发展历程 人类自古以来就梦想着能像鸟一样在太空中飞翔，作为二十世纪最重大的发明之一，飞机的诞生颠覆了人们常规的思维，将不可能变为可能，从而改变和影响着人们的生活。 20世纪初在美国有一对兄弟他们在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献，他们就是莱特兄弟。在当时大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能，而莱特兄弟确不相信这种结论，从1900年至1902年他们兄弟进行1000多次滑翔试飞，终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号，并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年，他们创办了“莱特飞机公司”。这是人类在飞机发展的历史上取得的巨大成功。

1910年12月10日，在法国巴黎展览会上，有一架飞机在表演时坠毁。驾驶员被抛出燃烧的机舱。但是，这架飞机却引起人们很大关注。因为它使用的一台新型发动机。设计者就是飞机驾驶员本人，他是罗马尼亚人，名叫亨利·科安达，毕业于法国高等技术学校。他设计的发动机是用一台50马力的发动机使风扇向后推动空气，同时增设一个加力燃烧室，使燃气在尾喷管中充分膨胀，以此来增大反推力。这就是最早的喷气发动机。 1911年，英国的肖特兄弟申请了多台发动机设计的专利。他们的双发动机系统，能使每一个飞行员都不用担心因发动机停车而使飞机下降。这在航空安全方面是一个重大的进展。人们把按照肖特专利制造的第一架飞机称为“3·2”型飞机。这个名字告诉人们，这种飞机装有3副螺旋桨，2台发动机。这种飞机还装有两套飞行操纵机构，因此，两名驾驶员都能操纵飞机而不必换座位。 20世纪30年代后期，活塞驱动的螺旋桨飞机的最大平飞时速已达到700公里，俯冲时已接近音速。音障的问题日益突出。前苏、英、美、德、意等国大力开展了喷气发动机的研究工作。德国设计师，奥安在新型发动机研制上最早取得成功。1934年奥安获得离心型涡轮喷气发动机专利。1939年8月27日奥安使用他的发动机制成He－178喷气式飞机。

西工大_飞行控制原理试题_试题2017

综合设计1 针对所给的飞机纵向简化运动模型，设计纵向增稳控制系统，给出系统原理结构框图，通过仿真验证其对阵风扰动的响应，阵风模型按GJB-185-86选取，扰动强度中等，扰动时间不小于15s 。 综合设计2 利用上述运动模型，设计自动导航控制系统，实现下列自动飞行过程：自高度3000m ，速度400km/h 开始，以不小于-20deg 的航迹俯仰角俯冲增速，在500m 高度拉起并完成一个筋斗，之后恢复5000m 高度、500km/h 速度的飞行状态。控制策略自行设计，最大过载不超过5g ，最大速度不超过650km/h 。 结果要求： 给出原系统和增稳后的系统模态特性分析结果、控制系统设计结果及框图、所建仿真模型，绘制扰动稳定及飞行过程的过载、角速率、俯仰角、舵面、油门、高度、速度的时间历程曲线及飞行过程的垂直航迹。 飞机纵向简化运动模型： 某飞机简化纵向运动方程：X AX BU =+g ,Y CX DU =+ 控制向量：[]T e T U δδ=，是升降舵偏角、油门调节；状态向量：[]T X V q αθ=???，分别是空速、迎角、俯仰速率、俯仰角；输出向量：[]T z Y V q n αθγ=?????，分别是空速、迎角、俯仰速率、法向过载、俯仰角、航迹俯仰角。 440.035750.01600.1710.00210.051100.00390.1590.35700010A ?--??--??=??--????420 1.220.1432502.13206000B ???-??=??-???? 64 1000010000100.02049 5.03390.55959000010101C ???????=??-????-??620000000.441600000D ???????=??-?? ????