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第225章 电传系统

我是魔王别惹我 云陌JUN 2394 2024-11-12 13:31

  在这样的航空器中,侧杆或常规驾驶杆均能使用。虽然侧杆具有轻便、机械结构简单等好处,但波音公司认为缺少视觉反馈是侧杆的一大问题,因此在波音777和787中仍使用常规驾驶杆。

  用计算机控制航空器飞行使得驾驶员的工作负担减轻。现在,在放宽静稳定度的情况下飞行航空器是可能的。

  对于军用航空器,主要好处是能够得到更好的飞行性能。数字飞行操纵系统使本身并不稳定的航空器能够正常飞行,例如F-117夜鹰式战斗机。

  1972年,美国NASA改装的F-8十字军式战斗机成为第一个采用数字电传操纵的航空器。美国航天飞机(1982年首飞)具有数位电传操纵系统。

  1984年,空中客车A320成为第一款采用数字电传操纵系统的客机。

  2005年,达索Falcon 7X成为第一款采用数字电传操纵系统的公务机。2007年,塞考斯基公司的H-92直升机是第一种采用电传操纵的直升机。

  在军用航空器上,由于能够避免液压失效,电传操纵提高了战斗生存能力。军用航空器在战斗中损失的一个常见原因是,损伤造成的液压渗漏导致航空器失去控制。

  大多数军用航空器有几套完整的冗余液压系统,但是液压管线经常铺设在一起,容易同时损坏。用了电传操纵系统,线路铺设变得更加灵活,这样比起液压管路来更容易保护,对损伤的敏感度也减弱了。

  美国联邦航空局(FAA)采纳了RTCA/DO-178B“机载系统和设备审定的软件因素”作为航空软件的审定标准。

  数字电传操纵系统中任何涉及安全的关键部件,包括控制法则和操作系统,必须达到DO-178B中的A级审定标准,这个标准适用于可能的灾难性故障。

  但是对于计算机化、数字电传操纵系统最令人担忧的问题是可靠性,甚至比模拟系统还严重。这是因为运行软件的计算机是驾驶员和操纵面之间唯一的控制路径。

  如果计算机软件崩溃了,驾驶员将无法操纵航空器。因此,实际上所有电传操纵系统都是三到四冗余:有三个或四个计算机并行工作,并都有各自独立的线路连接到每个操纵面。

  如果一个或两个计算机崩溃了,其他的继续工作。另外,最早期的数字电传操纵航空器也有一个模拟电子、机械或液压备份操纵系统。

  对于客机,冗余度可以提高安全性。由于取消一些笨重的机械部件使得重量减轻,飞行的经济性也得到改善。

  波音和空客在它们的电传操纵理念上是不同的。空客飞机中,计算机一直保持最大限度的控制,并且不允许驾驶员在正常的飞行包线以外飞行。

  波音777中,驾驶员能够超控该系统,紧急情况时允许飞机在包线外飞行。从空客A320开始的模式已经在空客系列中得到延续。

  波音787在控制法则上做了一些小改进,采纳了一些空客在过去已经采取的保护措施。

  在有些场合,光纤飞控系统已取代了电传飞控系统。与后者相比,光纤的数据传输率更高,并且不受电磁干扰的影响。

  绝大部分的情况下,光纤飞控系统只是简单的利用光纤取代了原来的电缆。因此这种系统有时也称作“光传飞控”。

  而且整个系统的软件及数据传输协议则基本保持不变。

  既然电传操纵系统取消了机械回路,那么下一步就是取消笨重的液压回路了。人们采用电力回路来取代液压回路。

  电力回路驱动电动或电动液压执行机构,而数字飞行控制计算机则控制着这些这些机构。这样就保留了电传操纵的所有优点。

  这种系统最大的优点有:节省重量;配备更多冗余电力回路的可能性;飞控系统和航电系统更高的集成性。

  取消液压回路极大地降低了维护成本。这种系统目前应用于洛克西德·马丁公司的F-35,也用作空客A380的备份飞控系统。

  智能式飞控系统是现代数字式电传操纵系统的一种扩充,其目的是增强对飞行中的损坏或失效等紧急情况的控制性。

  这些紧急情况包括液压系统失效、方向舵脱落、副翼脱落、一个引擎失效等。这种系统目前还处于实验阶段。赛斯纳公司的一个小型飞机驾驶员曾驾驶一架模拟此类严重损坏的全尺寸小型喷气飞机成功着陆。

  大型飞机上目前尚无此类应用。据报道,此类系统在很大程度上只是增强了全数字电传操纵系统的软件部分。

  八十年代后期到九十年代,空中客车制造商科研人员与航空公司飞行人员及试飞员等共同努力,研制了位于驾驶舱两侧的小型侧操纵杆取代了传统飞机位于飞行员与显示装置之间笨重的直立驾驶杆,实现了飞行员的无障碍视界。

  而它的技术和概念与传统飞机的技术有着较大的区别,它的优先性在于取消了驾驶杆与液压助力器之间的机械连接。

  它是以从不传动装置上提供反馈,它的操纵不通过弹簧力和阻尼等组件,而避免的复杂的反馈系统、驾驶杆的连接、卡阻及反馈的监控组件、操纵分离等组件,从而减小了系统装置的重量及阻力,大大提高了操纵系统的灵活性和可靠性。

  只有空中客车系列飞机装有侧杆,它是由七个计算机解读飞行员输入的操纵量并按序行动飞机操纵舵面,其中两个ELAC(升级舵付翼计算机)提供正常升降度及安定面控制、付翼控制;

  两个FAC(飞行增益计算机)提供方向舵电动控制;三个SEC(扰流板、升降舵计算机)提供扰流板、升降舵和安定面控制。

  而侧杆与舵面之间没有机械连接,所有的传输信号也是通过有屏蔽的、低阻抗的电线进行传输,安定面和方向面也可以机械操纵(应急情况),而其他舵面全部为电操纵和液压做动。

  电传系统的设计和取证已经是新一代的飞机比传统飞机更加经济、安全,在驾驶和乘坐时更加舒适和平稳。

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