客機(jī)與電傳操縱

1、客機(jī)與電傳操縱客機(jī)與電傳操縱李一瑋李一瑋 電傳操縱，（電傳操縱，（Fly-By-Wire，F(xiàn)BW）是機(jī)）是機(jī)電一體化的又一體現(xiàn)，是電一體化的又一體現(xiàn)，是航空領(lǐng)域中一種航空領(lǐng)域中一種將航空器駕駛員的操縱輸入，通過(guò)轉(zhuǎn)換器將航空器駕駛員的操縱輸入，通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)或電子控制器處轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)或電子控制器處理，再通過(guò)電纜傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)一種操縱理，再通過(guò)電纜傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)一種操縱系統(tǒng)。它省掉了傳統(tǒng)操縱系統(tǒng)中的機(jī)械傳系統(tǒng)。它省掉了傳統(tǒng)操縱系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置和液壓管路動(dòng)裝置和液壓管路。屬于。屬于控制論控制論歷史概述歷史概述 隨著飛機(jī)的尺寸和速度的增加，駕駛員再直接通隨著飛機(jī)的尺寸和

2、速度的增加，駕駛員再直接通過(guò)鋼索去拉動(dòng)舵面感到困難，于是作為駕駛員輔過(guò)鋼索去拉動(dòng)舵面感到困難，于是作為駕駛員輔助操縱裝置的液壓助力器安裝在操縱系統(tǒng)中助操縱裝置的液壓助力器安裝在操縱系統(tǒng)中。 第二次世界大戰(zhàn)后不久，出現(xiàn)了全助力操縱系統(tǒng)第二次世界大戰(zhàn)后不久，出現(xiàn)了全助力操縱系統(tǒng)。使用全助力操縱的主要原因是在跨音速飛行時(shí)，使用全助力操縱的主要原因是在跨音速飛行時(shí)，作用在操縱面上的力變化很大。這樣，操縱時(shí)從作用在操縱面上的力變化很大。這樣，操縱時(shí)從操縱面反傳到駕駛桿上的力從操縱品質(zhì)的觀點(diǎn)來(lái)操縱面反傳到駕駛桿上的力從操縱品質(zhì)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)是難以接受的。全助力操縱系統(tǒng)本身是不可逆說(shuō)是難以接受的。全助力操縱系統(tǒng)

3、本身是不可逆的，因此不受跨音速飛行中非線性力的影響，由的，因此不受跨音速飛行中非線性力的影響，由于這種操縱方法不再需要飛行員的體力去改變舵于這種操縱方法不再需要飛行員的體力去改變舵面狀態(tài)面狀態(tài) 隨著飛機(jī)尺寸的繼續(xù)增加和性能的進(jìn)一步隨著飛機(jī)尺寸的繼續(xù)增加和性能的進(jìn)一步提高，增加穩(wěn)定性幫助飛行員操縱變得十提高，增加穩(wěn)定性幫助飛行員操縱變得十分迫切，于是從全助力操縱系統(tǒng)發(fā)展到增分迫切，于是從全助力操縱系統(tǒng)發(fā)展到增穩(wěn)系統(tǒng)，增穩(wěn)系統(tǒng)就是電傳操縱系統(tǒng)的前穩(wěn)系統(tǒng)，增穩(wěn)系統(tǒng)就是電傳操縱系統(tǒng)的前身。身。 1984年，空中客車年，空中客車A320成為第一款采用數(shù)成為第一款采用數(shù)字電傳操縱系統(tǒng)的客機(jī)字電傳操縱系統(tǒng)的

4、客機(jī)。飛行員的。飛行員的操縱動(dòng)操縱動(dòng)作被轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后作被轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后再驅(qū)動(dòng)液壓和電氣裝置來(lái)控制飛機(jī)姿態(tài)。再驅(qū)動(dòng)液壓和電氣裝置來(lái)控制飛機(jī)姿態(tài)。從而代替了過(guò)去的主要由線纜等機(jī)械裝置從而代替了過(guò)去的主要由線纜等機(jī)械裝置來(lái)傳輸飛行員指令，進(jìn)而控制飛機(jī)的姿態(tài)來(lái)傳輸飛行員指令，進(jìn)而控制飛機(jī)的姿態(tài)和動(dòng)作。和動(dòng)作。 電傳操縱相對(duì)于以往操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：電傳操縱相對(duì)于以往操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：減輕重量減輕重量可靠性可靠性強(qiáng)（減少危險(xiǎn)飛行特性的發(fā)生）強(qiáng)（減少危險(xiǎn)飛行特性的發(fā)生）節(jié)省人力節(jié)省人力三叉戟飛機(jī)駕駛艙三叉戟飛機(jī)駕駛艙A320駕駛艙對(duì)于電傳操作系統(tǒng)的分析 機(jī)械本體：陀螺機(jī)械本

5、體：陀螺、加速度計(jì)等、加速度計(jì)等慣性等測(cè)量慣性等測(cè)量器件和迎角傳感器等大氣測(cè)量器件和迎角傳感器等大氣測(cè)量器件器件 驅(qū)動(dòng)部分：液壓和電氣裝置驅(qū)動(dòng)部分：液壓和電氣裝置 檢測(cè)部分：檢測(cè)部分： 傳感器傳感器飛行控制飛行控制計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)應(yīng)用到的機(jī)電一體化技術(shù) 傳感與測(cè)試技術(shù)：傳感與測(cè)試裝置是系統(tǒng)傳感與測(cè)試技術(shù)：傳感與測(cè)試裝置是系統(tǒng)的感受器官，在這里是分布在飛機(jī)上的各的感受器官，在這里是分布在飛機(jī)上的各種傳感器，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的種傳感器，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如例如空客飛機(jī)中，計(jì)算機(jī)一直空客飛機(jī)中，計(jì)算機(jī)一直保持最大限度的控制，并且不允許駕駛員保持最大限度的控制，并且不

6、允許駕駛員在正常的在正常的飛行包線飛行包線以外飛行。以外飛行。 伺服傳動(dòng)技術(shù)：電傳操縱飛機(jī)的伺服傳動(dòng)伺服傳動(dòng)技術(shù)：電傳操縱飛機(jī)的伺服傳動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，由微型計(jì)算機(jī)控制它們的運(yùn)動(dòng)，帶裝置，由微型計(jì)算機(jī)控制它們的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)工作機(jī)械運(yùn)動(dòng)。動(dòng)工作機(jī)械運(yùn)動(dòng)。電傳操縱體現(xiàn)的機(jī)電一體化趨勢(shì)電傳操縱系統(tǒng)對(duì)飛行品質(zhì)的改善 具有電傳操縱系統(tǒng)的飛機(jī)通常都可以放寬具有電傳操縱系統(tǒng)的飛機(jī)通常都可以放寬靜穩(wěn)定性。放寬靜穩(wěn)定性指飛機(jī)的焦點(diǎn)不靜穩(wěn)定性。放寬靜穩(wěn)定性指飛機(jī)的焦點(diǎn)不再固定不變，可以改變重心。電傳操縱系再固定不變，可以改變重心。電傳操縱系統(tǒng)的主要作用是

7、提供相應(yīng)增穩(wěn)措施，保證統(tǒng)的主要作用是提供相應(yīng)增穩(wěn)措施，保證飛機(jī)放寬靜穩(wěn)定性后，改善操縱性。同時(shí)飛機(jī)放寬靜穩(wěn)定性后，改善操縱性。同時(shí)提高機(jī)動(dòng)性，以使飛行員更安全靈活地操提高機(jī)動(dòng)性，以使飛行員更安全靈活地操縱飛機(jī)?？v飛機(jī)。 電傳操縱系統(tǒng)的正向通道設(shè)置有過(guò)載限制電傳操縱系統(tǒng)的正向通道設(shè)置有過(guò)載限制器器。盡可能的防止不穩(wěn)定地操縱飛機(jī)過(guò)載。盡可能的防止不穩(wěn)定地操縱飛機(jī)過(guò)載過(guò)大容易引起飛機(jī)損失或解體，飛機(jī)失速，過(guò)大容易引起飛機(jī)損失或解體，飛機(jī)失速，這保證這保證了飛機(jī)具有良好安全的操縱性了飛機(jī)具有良好安全的操縱性。 （AA587） 在計(jì)算機(jī)處理控制下，數(shù)字信號(hào)之問(wèn)更容在計(jì)算機(jī)處理控制下，數(shù)字信號(hào)之問(wèn)更容易實(shí)現(xiàn)傳遞、交互和控制，因而電傳操縱易實(shí)現(xiàn)傳遞、交互和控制，因而電傳操縱系統(tǒng)易與火摔系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和推力控制系統(tǒng)易與火摔系統(tǒng)