第九篇 飛行控制系統檢修
第三章 人工飛行控制系統檢修
第一節 人工飛行控制系統的發展
自飛機誕生以來，人工飛行操縱系統的發展大約經歷了如下四個階段：簡單機械操縱系統、不可逆助力操縱系統、增穩和控制增穩系統以及電傳操縱系統階段。
第一階段： "世紀 年代以前。當時飛機速度不高，舵面氣動載荷不大，操縱系統只是簡單的五桿三舵和機械傳桿系，憑借駕駛員體力可拉動舵面。
第二階段： "世紀 年代初期 %中期。隨著飛機性能的提高，速度增加，作用在舵面上的氣動載荷急劇增加，單憑駕駛員體力難以操縱飛機，因而研究出助力操縱。為使駕駛員感覺到飛行速度和高度變化，在助力操縱系統中，設置了回力桿，將部分舵面氣動載荷傳到駕駛桿上。這種系統稱為“可逆助力操縱系統”。飛機速度達到跨音速時，在跨音速區出現了駕駛桿力變化的不可操縱性。當飛機速度大于臨界 &數時，飛機焦點隨 &數增加而后移，使縱向靜穩定系數增大，但同時又使升降舵操縱效能減小，甚至使升降舵操縱力矩不足以克服低頭力矩。在此情況下，開始研究采用全動平尾以增加舵面面積，補償舵面操縱的效能。但全動平尾鉸鏈力矩很大，以致無法實現所需回力比，于是取消了回力桿，而成為不可逆的助力操縱。由于全動乎尾操縱系統中采用了無回力的液壓助力器，駕駛員操縱的是助力器的分油活門，而無真實操縱力的感覺，對駕駛不利 ’為此，又在操縱系統中安裝了載荷感覺器（載荷機構），他與力臂調節器配合使用以滿足駕駛員對桿力特性的要求。在原有簡單機械操縱系統中引入不可逆助力器和載荷機構以及力臂調節器和調效機構（調效機構主要用來消除桿力），構成了不可逆助力機械操縱系統。這是第一次切斷了駕駛桿和舵面的直接聯系，從麗有效解決了跨音速過渡區中操縱力變化的不可操縱性，提高了舵面操縱效能。這是人工飛行操縱系統的第一次變革。裝有此種操縱系統的飛機有 ( ) *和米格 ) *+。
第三階段： "世紀 年代中期到 ,年代。隨著飛機向高空高速方向發展，戰斗機外形具有大后掠角、薄翼、機身細長等特點，但出現了飛機自身穩定性不足的問題，如在縱向出現高頻不衰減的“低頭”現象，通常依靠改變人工飛行操縱系統和飛機氣動外形也難以改善飛行品質。為提高飛機穩定性，發展了阻尼和增穩系統，這是第五次將人工操縱與自動控制結合起來。該系統的引人，對高空阻尼起了重要作用，也改善了飛機穩定性，使飛機操縱品質符合規范要求。但隨著增穩系統的采用，在提高飛機穩定性的同時，降低了飛機的操縱性。為有效解決穩定性與操縱性的矛盾，在增穩系統的基礎上，發展成了控制增穩系統。該系統是在增穩系統基礎上增加一個桿力傳感器和一個指令模型構成的，其特點是：
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由機械通道、電氣通道和增穩回路組成。電氣與機械兩通道并聯，駕駛員操縱信號一方面通過機械鏈使舵面偏轉某角度，另一方面 又通過桿力傳感器輸出指令信號，經指令模型與反饋信號綜合后控制舵面偏轉某個角度，總的舵面偏角為上述兩舵偏角之和。可見，電氣指令信號增強了操縱量的作用所以增控通道也稱電氣通道。因此，引入控制增穩系統后，較好地克服了增穩操縱的主要缺點，駕駛員如同駕駛一架滿足規范要求的等效飛機，有效地解決了高空高速飛機由氣動布局引起的飛行品質差的問題，使飛行包線有較大擴展。同時，機械操縱與電氣控制通道構成余度，提高了操縱系統的可靠性。這是人工飛行操縱系統的第二次變革，裝有此類系統的飛機有米格 " %&，’ " ()(、’ "(*和 ’ "(+等。
第四階段， )世紀 ,)年代至今。雖然控制增穩系統能兼顧飛機穩定性和操縱性的要求，但是電氣通道的操縱權限不是全權限的，也沒有可靠的安全措施，另一方面，這種系統是在不可逆助力機械操縱系統基礎上發展起來的，本質上仍屬機械式操縱，其中駕駛桿到助力器之間的復雜機械桿系存在很多弱點，如占空大、重量重、戰傷生存能力低。那么能否完全去掉機械桿系呢？ ,)年代以來，人們一直在設法突破這個難題。計算機的迅速發展，為采用全電飛機操縱創造了有利條件，同時現代控制理論和余度技術日趨成熟， -)年代，在控制增穩飛行操縱系統基礎上，先后研制出模擬式和數字式電傳飛行控制系統（也稱電傳操縱系統）取代寵大的機械桿系操縱系統。由于電傳飛行控制系統應用了余度技術，所以他比復雜機械操縱系統具有更大的安全可靠性，故障率低（四余度電傳飛行控制系統故障概率可達 () ".次 /飛行小時），同時消除了人工飛行控制系統存在的間隙、摩擦、變形等非線性的不良影響，改善了微小信號的傳遞，也解決了由于增穩或控制增穩系統給駕駛桿帶來的力反傳問題，特別是提高了戰傷生存能力。這是人工飛行控制系統的第三次變革。
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