电传飞控,民航客机的“绝顶内功”

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文章最后更新时间:2023-09-30 15:47:07,由管理员负责审核发布,若内容或图片失效,请留言反馈!

转载自:飞行二次元

最早采用电传飞控技术的A320客机

空中客车公司,作为如今国际航空领域的行业巨头,它诞生在上世纪70年代,秉承当时“欧洲共同体”的理念,意欲在国际航空市场上同占据垄断地位的波音、麦道一较高下,若要说起空客公司在航空领域有哪些杰出贡献,毫无疑问当首推以空客A320、A330为代表空客A3XX系客机

在民用客机中首先采用了电传飞控这一先进技术。

最早使用飞控技术的战斗机F-16

电传飞控技术作为一种先进的电子飞行控制系统,取代了传统的机械操纵系统,采用反馈控制原理,将飞行员在操纵飞机时产生的机械指令经由特殊的传感器转化为电信号,在由接受到电信号的飞控计算机驱动飞机的舵面偏转,从而控制飞机的飞行状态。飞控技术的诞生最早是为了解决以F-16为代表的第三代战斗机的静不稳定设计,空客的A320是最早使用这一技术的民用客机,A320的成功标志飞控技术在民航领域的成熟。

电传飞控技术在民航领域中的优势▲▲▲

A330最早的采用电传技术的宽体客机

首先采用电传技术的民用客机相比传统的机械控制系统的飞机有着更轻的重量,这是因为电传飞控省去了机械传动控制系统中的大量复杂、冗余的机械设备,减轻了系统部件的总重量,进一步的解放了飞机的内部空间,此外电传飞控的引入意味着飞机可以采用打破传统气动布局的静不稳定设计,使得飞机结构内部那些起着控制飞行稳定性的部分零件可以省去或者减小比重,例如减小飞机机尾的水平稳定面与垂直稳定面,减负后的客机在航程与载重上会有所提高,这对于考虑经济成本的民航而言有着重要的意义。

美军后勤维修战斗机的液压传动系统

其次使用电传技术可以客机的可维护性,传统的机械传动系统在飞机高速飞行时,会出现热膨胀、弯曲变形、金属疲劳等安全隐患,而电传系统的引入不仅可以杜绝这些安全隐患,还能进一步提升飞机的可操作性,电传系统以电子信号为主体的传输方式,当飞机出现气动状态的改变时,可以在瞬间做出灵活准确的反应,反观机械传动系统则要通过液压装置来对飞机姿态进行调整,不仅效率低还在内部液态的更换上提升了后勤维护的难度。

A330电传飞控系统平面图

最后使用了飞控技术民航客机极大增加了飞机的安全性,电传技术的引入使得飞行员可以实现对飞机飞行姿态的微调,简化了操纵流程,提高了驾驶精度,有效的预防飞行员过载、飞机失速等隐患,为了进一步提升飞行的安全性,电传操纵系统采用了多套系统来执行同一指令,这被称之为余度电传操纵系统,在余度系统中当某一部分系统出现故障,飞控计算机会自动将带有故障的系统隔离,并重新组织完好的系统继续执行相应的指令,目前主流电传系统均采用具有四套独立通道并能够防止双通道故障的四余度电传操纵系统,极大的保证民航客机的安全性能。

电传飞控技术在民航中的典型性运用

A320的驾驶舱

空客A320是世界上首个采用电传飞控与静不稳定设计的民航客机,A320的飞控系统共由7台计算机组成,包括2台升降舵/副襟翼计算机,3台扰流片/升降舵计算机,2台飞行增稳计算机,这其中的2台升降舵/副襟翼计算机与3台扰流片/升降舵计算机共计5台计算机组成了A320电传飞控的主飞控计算机,5台主飞控计算机中的任意一台都可以控制A320的飞行,同时每台主飞控计算机采用了不同的硬件处理器保证了A320飞控系统的稳定性。

A330的驾驶舱

空客A330与A340在飞控系统上可以说全面继承了A320的技术优势,A330/A340的飞控系统共5台计算机组成,3台为主飞控计算机,作为飞控计算机的命令系统控制A330/A340的飞行舵面,剩余2台为次飞控计算机作为备份系统,当主飞控系统发生故障时,备份将自动转换为命令系统,和A320相比,A330/A340的5台计算机全部可以独立完成对飞机飞行的控制,A330/A340的飞控计算机每台实际上有两条通道组成,一条是命令通道,一条则为监控通道,命令通道负责执行任务,监控通道负责监控故障,两条通道互相独立且同时有效。

波音777是波音公司最早采用电传飞控技术的民航客机

正当空客以电传飞控玩转客机领域的时候,作为世界航空业霸主的波音公司自然不肯屈居人后,在波音的民航家族中,首先采用电传飞控技术就是目前全球最大的双引擎宽体客机波音777,波音777的电传飞控系统由3余度主飞行计算机和作动器电子控制装置,在通过民航客机中通用的ARINC629航空数据总线连接实现波音777的电传飞行控制,波音777仍然保留着机械操纵的备份系统,假设出现罕见的电传系统全部失效的情况,仍可使用机械备份系统短暂操纵飞机,等待电传计算机的重启。

使用了电传飞控的国产大飞机C919的驾驶体验舱

从空客A320开始至今,电传飞控技术在民航领域的以经过了30余年的发展,电传飞控可以有效减轻飞行员的负担、提高乘客的舒适度、优化飞机的性能、同时增加民航产业经济效益,目前电传飞控技术已经成为国际各大航空制造商必须采用的技术,而在我国的民用飞机领域C919大型客机也采用了电传飞控技术,填补了我国在大型客机领域电传系统运用的空白,提升我国大型客机的自主研发水平,为我国民航产业的发展做出了重大贡献。

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