当前位置     中国经济网 > 航空产业 > 正文

《大飞机》:飞机操纵系统的跨越

2015年05月22日 13:48   来源:《大飞机》杂志   沈鑫甫

  黄石专案(Yellowstone Project),是美国波音公司正在进行的新世纪民航客机专案计划。波音为了获取竞争优势,拟通过技术革新,将飞机的操纵系统全部改为电传操纵系统,并且在较短时间内实现由模拟到数字,再到光纤式电传操纵的跃进发展。

  电传操纵是航空器驾驶员的操纵输入,通过转换器变为电信号,经计算机或电子控制器处理,再通过电缆传输到执行机构的一种操纵系统。它省掉了传统操纵系统中的机械传动装置和液压管路。机械式和液压式飞行操纵系统重量较大,需要使用滑轮和曲柄系统仔细布置穿过整个航空器的飞行操纵线系。这两个系统经常需要冗余备份装置,大大增加了航空器的重量。

  此外,传统操纵系统对处于变化的空气动力环境只能提供有限的补偿能力,失速、螺旋以及人机耦合振荡等一些危险的飞行特性仍有可能发生,因为这些飞行特性取决于飞机的空气动力和结构特性而非控制系统本身。通过使用计算机和电子连接,设计者不仅能够降低航空器重量并提高可靠性,还可以预防上述危险飞行特性。

  “电传操纵”一词,从字面看仅仅意味着这是一个通过信号实现控制的系统,但事实上,这是一个通过计算机控制的系统。飞行员和最终的控制执行机构或舵面之间,由计算机系统通过软件程序实现对飞行员指令输入的修正。当然,为避免危及安全性,这些程序都需要经过周密的开发和验证。电传操纵系统能够更灵活地响应变化中的空气动力环境,通过控制舵面运动使得飞机对操纵输入的响应在所有飞行条件下都一致。

  电子系统需要维护不多,而机械和液压系统却需要润滑、渗漏检查、更换液体等。此外,将电路系统设置在驾驶员和航空器之间能够有效提高安全性。例如,操纵系统能够防止失速或制止驾驶员使机身过载。

  经过多年的研究与实践,电传操纵系统目前已由模拟进入了数字时代。

  相对传统飞机,电传操纵的飞机一般重量更轻。由于可以放宽静稳定性,可以减少许多重量,而且飞机的舵面可以做得更小。

  电传飞控最先应用于军机,之后进入民机市场。虽然空客系列飞机从一开始就应用电传操纵技术,而波音则是在777系列之后才应用此项技术,但黄石专案中运用电传操纵系统的幅度之大、速度之快(一下子从模拟跃向数字,并向光纤式推进),远胜于空客。

  基于电传操纵系统的上述优点,波音黄石专案开发的新机型都将采用数字电传操纵系统,取消机械回路、液压回路及冗余配置,不仅大大减轻了飞机的自重,让飞机的静稳定值达到零甚至负数,还大大降低了飞机的维护成本,飞机的经济性和安全性都得到了空前提升。

(责任编辑:缪杰娴)