淺談飛機操縱系統的發展與飛行安全

董志遠，胡慧琦，李彥文

（中國人民解放軍95937部隊，遼寧 阜新 123000）

淺談飛機操縱系統的發展與飛行安全

董志遠，胡慧琦，李彥文

（中國人民解放軍95937部隊，遼寧 阜新 123000）

迄今為止，飛機已經成為我們出行必不可少的交通工具。由于它自身具有快捷、舒適、穩定等特點，越來越多的人們把它作為外出旅行和商務出差的首選。不論是民用飛行器還是軍用飛行器，亦或是現在逐步發展的私人飛行器，在飛行中最值得關注的就是操縱系統的安全問題。

飛行安全；操作系統；發展前景；操作安全

雖說航天事業已經取得了長足的進步，但是飛行安全問題一直都不容忽視。尤其是近年，連續的飛機失事事件更是引起了人們對飛機操作系統安全的高度關注。飛機的操縱系統就好比是一個人的血脈，遍布飛機的全身，連通著飛機的各個器官。因此，飛機操縱系統就是整個飛機的命脈，把握著飛機的命運。故而，操縱系統的發展、完善問題一直是飛行器發展的主要問題之一。

1 飛機操縱系統的發展

自古以來人們就幻想著能像鳥兒一樣在天空中自由自在的翱翔，為了這個夢想的早日實現，很多人都在不懈努力著。在這些人當中，最為重要的當屬是二十世紀美國的萊特兄弟了，他們從一九零零年開始，經過一千多次的滑翔試驗，終于打破了人們有關于“飛機不可能靠自身動力飛行”的言論，在一九零三年制造出“飛行者”一號，世界上第一架依靠自身動力系統飛行的飛機。自此，飛機的發展演義在世人面前真正的拉開了序幕。

飛機操縱系統就是駕駛員通過飛機自動駕駛儀或者是操縱指令等，控制飛機的飛行速度、飛行姿態、飛行平衡性等的系統。根據操作指令的來源可以把操作系統分為人工操作系統、自動控制系統。作為飛機發展過程中至關重要的環節，飛機操作系統支持著飛機每次飛行的每一個飛行動作。自從萊特兄弟于1903年12月17日首次試飛成功之后，飛機操作系統的發展就一直不曾止步。目前市面上普遍使用的操作分為以下幾類：簡單的機械操作系統、電傳操作系統、助力操作系統。

操作系統初始都是以鋼索或者是連桿組合的純機械的，這樣的操作系統，飛行員完全依靠人力來控制駕駛桿和舵面之間的鋼索和連桿運動。這種操作系統由于構造簡單，所以操作起來十分的方便，因此也長期的被作為飛機的操作系統，一直使用了三十多年，即使是助力操作系統出現之后，它仍然被廣泛的應用于低速運輸飛行器。隨著航空事業的發展，飛機的運行速度的提升、運輸規模的擴大，傳統的鋼索和連桿操作系統已不再滿足安全飛行的需要，這就促使助力系統的出現成為必然。這種系統新增了助力器，連桿的桿力由于助力器和飛行員共同承受，桿力比例大大降低，提高了飛機的安全性能。現在，為了增加飛行的穩定性和操作的便捷性，又出現了電傳操作系統。隨著現代行業類別劃分的日趨復雜，專業程度的日趨復雜，對于飛機的性能要求也不斷提高，飛機操作系統也待進一步完善。

2 典型的操作系統

2.1 簡單機械操作系統

簡單機械操作系統按照信息來源又可以分為人工飛行操作系統和自動飛行控制系統，從各自的特點來看人工操作系統的操縱信號是由駕駛員發出的，而自動飛行操控系統無需人為操作，操縱信號直接由系統自身發出，飛機此時是受自動與半自動的雙重控制。作為一種人力操控系統，簡單機械操作系統由于構造簡單、工作可靠，一直受到人們的關注，即使是出現了后期的助力操作系統、電力操控系統，它也一直沒有淡出人們的視線。簡單機械操作系統主要由副翼、升降舵以及方向舵幾部分構成，在行駛過程中，飛行員是通過操縱桿來控制操縱面，操縱桿安裝在儀表面板下。

2.2 助力機械操作系統

飛機的飛行活動完全是依靠駕駛員才能完成，駕駛員的駕駛活動完全是依靠操作桿來完成的。飛機尤其是現代民用飛機體積十分龐大，以此類推飛機的重量也不會小，大型的飛機僅靠人力來完成操控，難免會吃力，自然也避免不了出現偏差，此時就需要適當的助力結構了。助力器是用來幫助駕駛員更簡便的去操作操控面的結構，其可以使駕駛員用較小的力發揮較大的能量。助力結構可以有很多種類別構成，常見的有杠桿、滑輪、齒輪等。但是目前飛行器采用的卻是液壓助力，之所以采用液壓，有以下幾個方面的原因：一是快速性，流動和封閉的特性使得助力器能在最快的時間把里傳輸給控制面。二是靈敏性，這是由于傳動活塞可以快速的跟隨配油柱運動。三是穩定性，液壓助力器在受到外力的作用時可以迅速的傳輸，同時當力消失之后又可以自動快速的恢復初始狀態。

2.3 電傳操作系統

電傳操作系統的工作原理是駕駛員操作動作直接轉化為一種特殊的電信號，這種信號由專門的電纜直接傳遞給自主式舵機，自主式舵機根據指令完成控制活動。電傳操作系統是根據電纜傳遞的電信號為指令完成操作，就大大的增加了操作系統的穩定性，這是由于電傳操縱系統不在包含傳統的機械操作，并且把人工操縱和自動控制巧妙的融合在一起的原因。現下電傳操作系統可以分為數字式和模擬式兩類，但實際上數字式除了數字計算機這個部分外，其余的工作模式還是模擬式的。同其他的操作系統相比，電傳操作系統的優點有以下幾點：一是降低成本，使得飛機操作系統在安裝、保養、維修方面費用大大減少。二是電傳操作系統是由多余度電維持的，更進一步提升了安全性能。三是電纜傳輸避免了不必要的裝置，使得操作系統無論是在體積方面還是在重量方面都大大減少。四是增強了飛機的自身診斷能力，有問題早發現。

3 總結

飛機是人類在交通運輸史上的偉大發明，飛機操作系統更是這項發明的重中之重。無論是簡單機械操作系統、助力操作系統、電傳操作系統還是后來的光傳操作系統，它們的出現、發展、完善、過渡都是航空史上的一次偉大變革。隨著人們需求的改變、要求的提高，飛機操作系統將得到進一步的發展和完善，飛行安全也將得到更多保障。

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［2]葛志浩，徐浩軍，胡飛.某型飛機橫向操縱系統的飛行安全評估及改進措施［J].飛行力學.2005年02期71-72.

［3]敖文偉，裴華平，黎小寶.某教練機應急鋼索開鎖機構優化設計［J].教練機.2011年02期3-39.