民用飞机襟/缝翼手柄设计过程研究①

张芳

摘 要：该文具体分析了民用飞机襟/缝翼手柄设计过程。襟/缝翼手柄是飞控高升力系统的一个典型机械操纵器件，它的设计过程是一个复杂的过程，需要综合考虑功能接口、机械接口、电子接口、人机工效、适航性、安全性、可靠性和维修性等因素。文中系统的对襟/缝翼手柄的设计过程进行了分析研究，并通过对不同机型的手柄进行比较，使得其设计过程变得清晰明了，便于设计者进行借鉴。

关键词：飞控 高升力系统 襟/缝翼手柄 卡槽

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0028-03

The Research of Flap/Slat Control Lever Design Process in Civil Aircraft

ZHANG Fang

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai，201210，China）

Abstract：This article analyzes the design process of Flap/Slat Control Lever in civil aircraft. Flap/Slat Control Lever is a representative mechanical control component of Flight Control High Lift System， whose design is a complex process， which is required to take into account functional interface， mechanical interface， electrical interface， human ergonomics， airworthiness， safety， reliability and maintainability synthetically. In the article， the author analyzes the design process of Flap/Slat Control Lever systemic， and compares different aircrafts Flap/Slat Control Lever， which makes the design of Flap/Slat Control Lever easy and clear and provides a good sample.

Key Words：Flight Control High Lift System Flap/Slat Control Lever Detent System

飞行控制系统，主要包括主飞控系统和高升力系统，主飞控系统主要用来实现飞机在空中横向、纵向和航向控制和配平，空中减速控制以及飞机接地后的破升控制；高升力系统主要用来实现飞机在起飞、着陆时的升阻控制。

襟/缝翼手柄是高升力系统在驾驶舱内的重要操纵器件之一，通过该手柄的指令将襟缝翼舵面按预定速度定位于指令位置。襟/缝翼手柄的设计包括机械和电子设计，需要满足功能接口、机械接口、电子接口、人机工效、适航性、安全性、可靠性和维修性的要求。预定舵面位置决定了襟/缝翼手柄的卡位数，这一数据由总体气动专业提供。在襟/缝翼手柄设计过程中，也需要考虑标牌速度要求，飞机空速不能超过襟/缝翼手柄规定的标牌速度或当时舵面位置的标牌速度。下文就民用飞机驾驶舱襟缝翼手柄设计过程进行分析研究。

1 襟/缝翼手柄功能分析

襟/缝翼手柄主要是用于控制襟翼舵面和缝翼舵面运动的。不同飞机具有不同的位置数，这在飞机概念设计阶段已经决定，飞控高升力系统只需根据这一要求进行详细设计即可。襟/缝翼手柄位置和相应的舵面位置对应关系如表1所示（假设预定舵面有5个位置）。

襟/缝翼手柄主要由以下零件组成：一个带制动装置的手柄、一根装有齿轮及力感装置的轴、四个RVDT、两个连接器和一个导光板等。其结构图如图1所示，从图中可以看出，通过襟/缝翼手柄把驾驶员的机械指令转换成电信号输出，在驾驶员操纵过程中，提供清晰明确的卡槽和卡档，并有力感觉。襟/缝翼手柄一般安装在中央操纵台上，并通过面搭接、标准件搭接或搭接端子搭接的方式进行接地。电信号通过电缆传送到襟缝翼电子控制计算机，襟缝翼电子控制计算机将信号传送到舵面，从而实现舵面（襟翼和缝翼）的运动。

图2为一些民用飞机使用的襟缝翼手柄外形图。

2 襟/缝翼手柄机械设计过程分析

襟/缝翼手柄机械设计包括卡槽、卡档、把手、机械接口、提起力和摩擦力设计等。

2.1 卡槽和卡档设计

通过表1中手柄为例，可知襟/缝翼手柄具有5个卡位，而不是类似于减速板手柄一样的连续信号。一般情况下，这5个卡位是均分的，即相邻位置在行程上是等距的。导光板上刻有每个卡位的标记，提醒飞行员手柄所处的位置。导光板通过发光二极管（LED）不管在白天还是黑夜都能提供单色光，且可对亮度进行调节，以适应不同的光线要求。图3为一个典型的均分5卡位卡槽设计。这一卡槽设计的襟/缝翼手柄，具有提起力和摩擦力。提起力使得手柄能够锁紧而处在相应卡槽内，当需要运动手柄时，必须克服提起力，然后才能够沿着导轨移动；当手柄沿着导轨运动时，会产生摩擦力，摩擦力提供给飞行员运动过程中的感觉力。提起力和摩擦力的设计都应该符合人机工效和功能的需求，如果过大，会造成飞行员的负担；而如果提起力过小，手柄很难划入卡槽内，摩擦力过小，操纵过程中感觉不明显，容易造成误操作。根据适航条款要求卡档设计是必须的（后述章节将进行详细分析），避免飞机突然掉高度。在设有卡档处，手柄不能直接通过，必须划入相应卡槽，重新提起，才能通过。图3所示为2种卡槽和卡档设计示意图，图中的卡档设计都为双向卡档，即襟/缝翼放下收起时，都必需划入相应卡槽内，才能继续操纵。

卡槽和卡档的设计都应清晰、明确和合理。卡槽设计如果不合理，会造成位置不清晰，影响舵面操纵，根据经验：如果飞行员在卡位附近位置放下手柄，手柄应该不用借助外力，可以自动划入相邻的卡槽内，而不是停留在2个卡位之间。而卡档设计如果过小，起不到阻滞的作用，会很容易越过；而过大的话，会造成飞行员的负担，不容易操纵。

2.2 把手设计

襟/缝翼手柄的手柄形式设计应符合人机工效，不同的飞机制造选用的手柄外形具有自己的特色。飞行员直接操纵手柄，外形设计显得尤为重要；但是设计者也不能一味的听从飞行员的意见，因为，不同的飞行员具有不同的意见，这跟他们的习惯和喜好都有关系，飞行员的意见也不是不变的，不同的时间和不同的身体状况下，他们对手柄使用的体会都是不同的。因此，设计者应结合飞行员的意见和自己的经验综合考虑，力争设计出符合要求和经得住时间考虑的手柄。下面就介绍几种具有代表性的手柄把手设计。

图4中所示的把手，不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起锁紧片进行解锁，才能进行相应的运动，松下锁紧片后，手柄再次锁紧在相应的卡槽内。这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在空客飞机上。

图5中所示的把手，外形类似于舵面外形；大小适中，便于飞行员抓握。不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起手柄进行解锁，才能进行相应的运动，放下手柄后，手柄再次落入相应的卡槽内并锁紧。该手柄高度较类型1的把手长，操纵方式也不同，这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在波音飞机上。

图6中所示的把手，类似于一个扇形，导光板起到防止误操作的作用。该手柄需要使用手指进行操纵，而不能使用整个手掌进行操纵。在手柄头部需要有凹槽设计，有的也会增加纹理设计，以便于手指操纵。不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起手柄进行解锁，才能进行相应的运动，放下手柄后，手柄再次落入相应的卡槽内并锁紧。这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在支线飞机上。

关于选用何种类型的手柄把手，是一个复杂而又系统的过程。因为功能的实现简单，而人的操纵舒适性却不好判定。这是一个经验积累的过程，所以很多的飞机制造商使用自己熟悉的操纵器件，在此基础上再进行优化设计。

2.3 机械接口设计

襟/缝翼手柄是供正、副驾驶使用的，且经常需要使用，因此，它一般占据了驾驶舱内的中心位置，被安装在中央操纵台上。而具体的安装位置，需要结合考虑适航条款的要求进行具体布置。在保证身高158～190 cm的最小机组成员就坐并系紧安全带时，可无阻挡地全行程运动。同时，需要考虑CCAR25的25.777（e）条款的规定：襟翼和其它辅助升力装置的操纵器件必须设在操纵台的上部，油门杆之后，对准或右偏于操纵台中心线并在起落架操纵器件之后至少254 mm（10英寸）。襟/缝翼手柄一般使用螺栓或螺钉安装到中央操纵台上，标准件牌号和数量选取好以后，需要强度进行校核是否满足载荷要求。

2.4 提起力和摩擦力设计

提起力一般由弹簧产生，弹簧本身带有一定的预紧力，当手柄提起一定的距离时，压紧弹簧，产生力；由于在整个手柄运动过程中，弹簧一直处于压紧状态，因此该弹簧力一直存在。襟/缝翼手柄提起机构如图7所示。图7中弹簧为压缩弹簧，弹簧的设计过程需要首先明确设计要求（载荷要求、安装高度、工作行程、刚度要求等），选用合适的材料（材料类型、切边模量、弹性模量、抗拉强度和许用切应力等）和端部类型，并明确基本参数（钢丝直径、弹簧中径、旋绕比、曲度系数、有效圈数、压并圈数、弹簧总圈数和实际刚度等），最终进行校核和分析。

摩擦力一般由摩擦器产生，当手柄不运动时，摩擦力使手柄保持在相应卡槽内而不会发生偏移或抖动，当手柄运动时，摩擦力提供飞行员感觉力。摩擦力大小的选取非常重要，过大，会造成飞行员负担，过小，起不到作用；且该值应在手柄全寿命周期内保持不变。襟/缝翼手柄摩擦力机构如图8所示。

3 襟/缝翼手柄设计过程中条款分析

民用飞机的设计是需要满足适航条款的要求的，如FAR25、JAR25或CCAR25部的要求。襟/缝翼手柄的设计过程需要满足的条款有很多，如强度条款（25.305、25.405等）、功能和安装条款如25.1301，闪电防护条款25.1316、25.1353等。整个过程需要系统的规划、设计、试验和验证。下面就襟/缝翼手柄的卡档设计与相关适航条款的符合性进行分析。

卡挡是一种必须有一个明显不同的独立运动才能移动操纵手柄通过其设定位置的装置，其目的是为了防止驾驶员误动作而使增升装置操纵手柄越过卡挡。卡挡设计要求通过25-23修正案引入25部，该修正案对25.145（c）进行了修订，许可增升装置在其两卡挡位置之间分段收上来满足不掉高度的要求。依据25-23修正案，25.145（c）规定飞机不掉高度的要求适用于两卡挡位置之间和卡挡与全放下和全收上位置之间收放增升装置的情况。此外，从着陆位置起算的第一个卡挡所设定的操纵手柄位置，必须与用于制定从着陆形态进行复飞程序的位置相一致。

根据修正案25-98《修订增升装置操纵手柄的卡挡要求》：“FAA 建议为卡挡要求增加25.145（d）。FAA 建议更新要求并明确规定从着陆位置起算的第一个卡挡所设定的操纵手柄位置，必须与从进近着陆到执行复飞所用的形态相一致。FAA 建议明确规定，从任何经批准的着陆形态开始执行复飞机动时，无论操纵手柄处于哪个卡挡位置飞机都不应当掉高度。FAA 建议增加一句说明，明确规定在移动增升装置操纵手柄通过卡挡位置时，必须在那个卡挡位置做一个“明显不同的独立运动”。

按照此修正案中关于“对应于用以制定从着陆形态开始复飞程序的增升装置形态”的要求的解释是，“飞机只能有一种可用于着陆的形态，也只有一种可用于执行复飞机动的形态，但是现代运输类飞机一般都有许多种可用于进行着陆复飞的形态。飞机制造厂商为了按不同的飞行环境（例如机场标高和温度）和非正常情况（例如发动机或系统不工作）来优化飞机的性能，为飞机提供了多种着陆复飞的形态”。

4 结语

该文主要介绍了民用飞机襟/缝翼手柄的设计过程，主要包括襟/缝翼手柄功能介绍、机械设计过程分析和适航条款分析。民用飞机的襟/缝翼手柄的设计过程是一个系统的过程，需要系统的考虑功能需求、人机工效、适航等的要求。襟/缝翼手柄的设计相较于飞控驾驶舱内的主操纵器件，如驾驶杆盘、脚蹬等，是一个简单的操纵器件，但是它的设计步骤却不能简化，和主操作器件的设计过程大同小异。望设计者结合本文，在襟/缝翼手柄的设计过程中起到好的借鉴作用，设计出经得住时间考验的经典产品。

参考文献

[1] 张明廉.飞行控制系统[M].北京：国防工业出版社，1984.

[2] 薛瀛，张冲，等.民航客机驾驶盘设计中的人机工效研究[J].航空学报，2011（32）：1-7.

[3] 童时中.人机工程设计与应用[M].北京：中国标准出版社，2007.

[4] GB/T 14775-1993操纵器一般人类工效学要求[S].北京：中国标准出版社，1993.

[5] 运输类飞机适航标准-25R4.中国民用航空规章（第25部）[S].中国民用航空局，2011，11.

卡槽和卡档的设计都应清晰、明确和合理。卡槽设计如果不合理，会造成位置不清晰，影响舵面操纵，根据经验：如果飞行员在卡位附近位置放下手柄，手柄应该不用借助外力，可以自动划入相邻的卡槽内，而不是停留在2个卡位之间。而卡档设计如果过小，起不到阻滞的作用，会很容易越过；而过大的话，会造成飞行员的负担，不容易操纵。

2.2 把手设计

襟/缝翼手柄的手柄形式设计应符合人机工效，不同的飞机制造选用的手柄外形具有自己的特色。飞行员直接操纵手柄，外形设计显得尤为重要；但是设计者也不能一味的听从飞行员的意见，因为，不同的飞行员具有不同的意见，这跟他们的习惯和喜好都有关系，飞行员的意见也不是不变的，不同的时间和不同的身体状况下，他们对手柄使用的体会都是不同的。因此，设计者应结合飞行员的意见和自己的经验综合考虑，力争设计出符合要求和经得住时间考虑的手柄。下面就介绍几种具有代表性的手柄把手设计。

图4中所示的把手，不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起锁紧片进行解锁，才能进行相应的运动，松下锁紧片后，手柄再次锁紧在相应的卡槽内。这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在空客飞机上。

图5中所示的把手，外形类似于舵面外形；大小适中，便于飞行员抓握。不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起手柄进行解锁，才能进行相应的运动，放下手柄后，手柄再次落入相应的卡槽内并锁紧。该手柄高度较类型1的把手长，操纵方式也不同，这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在波音飞机上。

图6中所示的把手，类似于一个扇形，导光板起到防止误操作的作用。该手柄需要使用手指进行操纵，而不能使用整个手掌进行操纵。在手柄头部需要有凹槽设计，有的也会增加纹理设计，以便于手指操纵。不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起手柄进行解锁，才能进行相应的运动，放下手柄后，手柄再次落入相应的卡槽内并锁紧。这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在支线飞机上。

关于选用何种类型的手柄把手，是一个复杂而又系统的过程。因为功能的实现简单，而人的操纵舒适性却不好判定。这是一个经验积累的过程，所以很多的飞机制造商使用自己熟悉的操纵器件，在此基础上再进行优化设计。

2.3 机械接口设计

襟/缝翼手柄是供正、副驾驶使用的，且经常需要使用，因此，它一般占据了驾驶舱内的中心位置，被安装在中央操纵台上。而具体的安装位置，需要结合考虑适航条款的要求进行具体布置。在保证身高158～190 cm的最小机组成员就坐并系紧安全带时，可无阻挡地全行程运动。同时，需要考虑CCAR25的25.777（e）条款的规定：襟翼和其它辅助升力装置的操纵器件必须设在操纵台的上部，油门杆之后，对准或右偏于操纵台中心线并在起落架操纵器件之后至少254 mm（10英寸）。襟/缝翼手柄一般使用螺栓或螺钉安装到中央操纵台上，标准件牌号和数量选取好以后，需要强度进行校核是否满足载荷要求。

2.4 提起力和摩擦力设计

提起力一般由弹簧产生，弹簧本身带有一定的预紧力，当手柄提起一定的距离时，压紧弹簧，产生力；由于在整个手柄运动过程中，弹簧一直处于压紧状态，因此该弹簧力一直存在。襟/缝翼手柄提起机构如图7所示。图7中弹簧为压缩弹簧，弹簧的设计过程需要首先明确设计要求（载荷要求、安装高度、工作行程、刚度要求等），选用合适的材料（材料类型、切边模量、弹性模量、抗拉强度和许用切应力等）和端部类型，并明确基本参数（钢丝直径、弹簧中径、旋绕比、曲度系数、有效圈数、压并圈数、弹簧总圈数和实际刚度等），最终进行校核和分析。

摩擦力一般由摩擦器产生，当手柄不运动时，摩擦力使手柄保持在相应卡槽内而不会发生偏移或抖动，当手柄运动时，摩擦力提供飞行员感觉力。摩擦力大小的选取非常重要，过大，会造成飞行员负担，过小，起不到作用；且该值应在手柄全寿命周期内保持不变。襟/缝翼手柄摩擦力机构如图8所示。

3 襟/缝翼手柄设计过程中条款分析

民用飞机的设计是需要满足适航条款的要求的，如FAR25、JAR25或CCAR25部的要求。襟/缝翼手柄的设计过程需要满足的条款有很多，如强度条款（25.305、25.405等）、功能和安装条款如25.1301，闪电防护条款25.1316、25.1353等。整个过程需要系统的规划、设计、试验和验证。下面就襟/缝翼手柄的卡档设计与相关适航条款的符合性进行分析。

卡挡是一种必须有一个明显不同的独立运动才能移动操纵手柄通过其设定位置的装置，其目的是为了防止驾驶员误动作而使增升装置操纵手柄越过卡挡。卡挡设计要求通过25-23修正案引入25部，该修正案对25.145（c）进行了修订，许可增升装置在其两卡挡位置之间分段收上来满足不掉高度的要求。依据25-23修正案，25.145（c）规定飞机不掉高度的要求适用于两卡挡位置之间和卡挡与全放下和全收上位置之间收放增升装置的情况。此外，从着陆位置起算的第一个卡挡所设定的操纵手柄位置，必须与用于制定从着陆形态进行复飞程序的位置相一致。

根据修正案25-98《修订增升装置操纵手柄的卡挡要求》：“FAA 建议为卡挡要求增加25.145（d）。FAA 建议更新要求并明确规定从着陆位置起算的第一个卡挡所设定的操纵手柄位置，必须与从进近着陆到执行复飞所用的形态相一致。FAA 建议明确规定，从任何经批准的着陆形态开始执行复飞机动时，无论操纵手柄处于哪个卡挡位置飞机都不应当掉高度。FAA 建议增加一句说明，明确规定在移动增升装置操纵手柄通过卡挡位置时，必须在那个卡挡位置做一个“明显不同的独立运动”。

按照此修正案中关于“对应于用以制定从着陆形态开始复飞程序的增升装置形态”的要求的解释是，“飞机只能有一种可用于着陆的形态，也只有一种可用于执行复飞机动的形态，但是现代运输类飞机一般都有许多种可用于进行着陆复飞的形态。飞机制造厂商为了按不同的飞行环境（例如机场标高和温度）和非正常情况（例如发动机或系统不工作）来优化飞机的性能，为飞机提供了多种着陆复飞的形态”。

4 结语

该文主要介绍了民用飞机襟/缝翼手柄的设计过程，主要包括襟/缝翼手柄功能介绍、机械设计过程分析和适航条款分析。民用飞机的襟/缝翼手柄的设计过程是一个系统的过程，需要系统的考虑功能需求、人机工效、适航等的要求。襟/缝翼手柄的设计相较于飞控驾驶舱内的主操纵器件，如驾驶杆盘、脚蹬等，是一个简单的操纵器件，但是它的设计步骤却不能简化，和主操作器件的设计过程大同小异。望设计者结合本文，在襟/缝翼手柄的设计过程中起到好的借鉴作用，设计出经得住时间考验的经典产品。

参考文献

[1] 张明廉.飞行控制系统[M].北京：国防工业出版社，1984.

[2] 薛瀛，张冲，等.民航客机驾驶盘设计中的人机工效研究[J].航空学报，2011（32）：1-7.

[3] 童时中.人机工程设计与应用[M].北京：中国标准出版社，2007.

[4] GB/T 14775-1993操纵器一般人类工效学要求[S].北京：中国标准出版社，1993.

[5] 运输类飞机适航标准-25R4.中国民用航空规章（第25部）[S].中国民用航空局，2011，11.

卡槽和卡档的设计都应清晰、明确和合理。卡槽设计如果不合理，会造成位置不清晰，影响舵面操纵，根据经验：如果飞行员在卡位附近位置放下手柄，手柄应该不用借助外力，可以自动划入相邻的卡槽内，而不是停留在2个卡位之间。而卡档设计如果过小，起不到阻滞的作用，会很容易越过；而过大的话，会造成飞行员的负担，不容易操纵。

2.2 把手设计

襟/缝翼手柄的手柄形式设计应符合人机工效，不同的飞机制造选用的手柄外形具有自己的特色。飞行员直接操纵手柄，外形设计显得尤为重要；但是设计者也不能一味的听从飞行员的意见，因为，不同的飞行员具有不同的意见，这跟他们的习惯和喜好都有关系，飞行员的意见也不是不变的，不同的时间和不同的身体状况下，他们对手柄使用的体会都是不同的。因此，设计者应结合飞行员的意见和自己的经验综合考虑，力争设计出符合要求和经得住时间考虑的手柄。下面就介绍几种具有代表性的手柄把手设计。

图4中所示的把手，不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起锁紧片进行解锁，才能进行相应的运动，松下锁紧片后，手柄再次锁紧在相应的卡槽内。这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在空客飞机上。

图5中所示的把手，外形类似于舵面外形；大小适中，便于飞行员抓握。不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起手柄进行解锁，才能进行相应的运动，放下手柄后，手柄再次落入相应的卡槽内并锁紧。该手柄高度较类型1的把手长，操纵方式也不同，这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在波音飞机上。

图6中所示的把手，类似于一个扇形，导光板起到防止误操作的作用。该手柄需要使用手指进行操纵，而不能使用整个手掌进行操纵。在手柄头部需要有凹槽设计，有的也会增加纹理设计，以便于手指操纵。不操纵时，手柄锁紧在相应的卡槽内，如果需要操纵手柄，需要向上提起手柄进行解锁，才能进行相应的运动，放下手柄后，手柄再次落入相应的卡槽内并锁紧。这种类型的襟/缝翼手柄把手多使用在支线飞机上。

关于选用何种类型的手柄把手，是一个复杂而又系统的过程。因为功能的实现简单，而人的操纵舒适性却不好判定。这是一个经验积累的过程，所以很多的飞机制造商使用自己熟悉的操纵器件，在此基础上再进行优化设计。

2.3 机械接口设计

襟/缝翼手柄是供正、副驾驶使用的，且经常需要使用，因此，它一般占据了驾驶舱内的中心位置，被安装在中央操纵台上。而具体的安装位置，需要结合考虑适航条款的要求进行具体布置。在保证身高158～190 cm的最小机组成员就坐并系紧安全带时，可无阻挡地全行程运动。同时，需要考虑CCAR25的25.777（e）条款的规定：襟翼和其它辅助升力装置的操纵器件必须设在操纵台的上部，油门杆之后，对准或右偏于操纵台中心线并在起落架操纵器件之后至少254 mm（10英寸）。襟/缝翼手柄一般使用螺栓或螺钉安装到中央操纵台上，标准件牌号和数量选取好以后，需要强度进行校核是否满足载荷要求。

2.4 提起力和摩擦力设计

提起力一般由弹簧产生，弹簧本身带有一定的预紧力，当手柄提起一定的距离时，压紧弹簧，产生力；由于在整个手柄运动过程中，弹簧一直处于压紧状态，因此该弹簧力一直存在。襟/缝翼手柄提起机构如图7所示。图7中弹簧为压缩弹簧，弹簧的设计过程需要首先明确设计要求（载荷要求、安装高度、工作行程、刚度要求等），选用合适的材料（材料类型、切边模量、弹性模量、抗拉强度和许用切应力等）和端部类型，并明确基本参数（钢丝直径、弹簧中径、旋绕比、曲度系数、有效圈数、压并圈数、弹簧总圈数和实际刚度等），最终进行校核和分析。

摩擦力一般由摩擦器产生，当手柄不运动时，摩擦力使手柄保持在相应卡槽内而不会发生偏移或抖动，当手柄运动时，摩擦力提供飞行员感觉力。摩擦力大小的选取非常重要，过大，会造成飞行员负担，过小，起不到作用；且该值应在手柄全寿命周期内保持不变。襟/缝翼手柄摩擦力机构如图8所示。

3 襟/缝翼手柄设计过程中条款分析

民用飞机的设计是需要满足适航条款的要求的，如FAR25、JAR25或CCAR25部的要求。襟/缝翼手柄的设计过程需要满足的条款有很多，如强度条款（25.305、25.405等）、功能和安装条款如25.1301，闪电防护条款25.1316、25.1353等。整个过程需要系统的规划、设计、试验和验证。下面就襟/缝翼手柄的卡档设计与相关适航条款的符合性进行分析。

卡挡是一种必须有一个明显不同的独立运动才能移动操纵手柄通过其设定位置的装置，其目的是为了防止驾驶员误动作而使增升装置操纵手柄越过卡挡。卡挡设计要求通过25-23修正案引入25部，该修正案对25.145（c）进行了修订，许可增升装置在其两卡挡位置之间分段收上来满足不掉高度的要求。依据25-23修正案，25.145（c）规定飞机不掉高度的要求适用于两卡挡位置之间和卡挡与全放下和全收上位置之间收放增升装置的情况。此外，从着陆位置起算的第一个卡挡所设定的操纵手柄位置，必须与用于制定从着陆形态进行复飞程序的位置相一致。

根据修正案25-98《修订增升装置操纵手柄的卡挡要求》：“FAA 建议为卡挡要求增加25.145（d）。FAA 建议更新要求并明确规定从着陆位置起算的第一个卡挡所设定的操纵手柄位置，必须与从进近着陆到执行复飞所用的形态相一致。FAA 建议明确规定，从任何经批准的着陆形态开始执行复飞机动时，无论操纵手柄处于哪个卡挡位置飞机都不应当掉高度。FAA 建议增加一句说明，明确规定在移动增升装置操纵手柄通过卡挡位置时，必须在那个卡挡位置做一个“明显不同的独立运动”。

按照此修正案中关于“对应于用以制定从着陆形态开始复飞程序的增升装置形态”的要求的解释是，“飞机只能有一种可用于着陆的形态，也只有一种可用于执行复飞机动的形态，但是现代运输类飞机一般都有许多种可用于进行着陆复飞的形态。飞机制造厂商为了按不同的飞行环境（例如机场标高和温度）和非正常情况（例如发动机或系统不工作）来优化飞机的性能，为飞机提供了多种着陆复飞的形态”。

4 结语

该文主要介绍了民用飞机襟/缝翼手柄的设计过程，主要包括襟/缝翼手柄功能介绍、机械设计过程分析和适航条款分析。民用飞机的襟/缝翼手柄的设计过程是一个系统的过程，需要系统的考虑功能需求、人机工效、适航等的要求。襟/缝翼手柄的设计相较于飞控驾驶舱内的主操纵器件，如驾驶杆盘、脚蹬等，是一个简单的操纵器件，但是它的设计步骤却不能简化，和主操作器件的设计过程大同小异。望设计者结合本文，在襟/缝翼手柄的设计过程中起到好的借鉴作用，设计出经得住时间考验的经典产品。

参考文献

[1] 张明廉.飞行控制系统[M].北京：国防工业出版社，1984.

[2] 薛瀛，张冲，等.民航客机驾驶盘设计中的人机工效研究[J].航空学报，2011（32）：1-7.

[3] 童时中.人机工程设计与应用[M].北京：中国标准出版社，2007.

[4] GB/T 14775-1993操纵器一般人类工效学要求[S].北京：中国标准出版社，1993.

[5] 运输类飞机适航标准-25R4.中国民用航空规章（第25部）[S].中国民用航空局，2011，11.