“一桿兩舵”駕駛操縱

詹東新 方沐

飛行員坐在駕駛艙里，用手操縱駕駛桿（盤）、用腳蹬方向舵來控制飛機的飛行，這就是“一桿兩舵”駕駛操縱。除了這種最基本的操縱方式法外，還出現了可逆、不可逆助力操縱和電傳操縱系統等，從而使飛行更加安全。

控制飛機俯仰轉彎

簡單來說，飛機操縱系統包括對副翼、升降舵和方向舵的操縱。其中，副翼位于機翼后緣靠近翼尖的區域。在大型飛機的組合橫向操縱系統中，常常有4塊副翼，分別是2塊內副翼和2塊外副翼。在低速飛行時，內外副翼共同進行橫向操縱；而在高速飛行時，外側副翼被鎖定而脫離副翼操縱系統，僅由內副翼進行橫向操縱。當飛行員向左轉駕駛盤時，左側副翼向上偏轉，同時右側副翼向下偏轉，導致左側機翼的升力減小，而右側機翼的升力增大，產生使飛機向左滾轉的力矩，飛機繞縱軸向左側滾轉。

升降舵位于水平安定面的后緣，由前推或后拉駕駛桿操控，主要用來操縱飛機抬頭或者低頭。不同的飛機有不同數量的升降舵。比如，波音737、757、777有2塊升降舵，而波音747、767則有4塊升降舵。當需要飛機抬頭向上飛行時，飛行員就會操縱升降舵向上偏轉。反之，如果飛行員操縱升降舵向下偏轉，飛機就會低頭向下。

方向舵位于飛機垂直安定面的后緣。不同的飛機，其方向舵的數量可能也有所不同。目前，大部分飛機采用單塊方向舵舵面，如波音737、757、767和777等，而波音747采用2塊方向舵。方向舵主要用來修正飛機航向和進行小角度轉向。當飛行員向前蹬左腳蹬，右腳蹬向后運動時，方向舵向左偏轉，機頭隨之向左偏轉。當飛行員向前蹬右腳蹬時，方向舵向右偏轉，從而使機頭向右偏轉。

操縱技術不斷發展

飛機主操縱系統經歷了由簡單初級到復雜完善的發展過程，先后出現了機械式操縱，可逆、不可逆助力操縱和電傳操縱，并在電傳操縱的基礎上發展出主動控制技術。

機械式操縱是通過機械傳動裝置直接偏轉舵面的操作系統。飛行員通過舵面上的氣動鉸鏈力矩獲得力和位移的感覺。機械式操縱系統由于成本較低、可靠性相對較高，所以在飛機上應用的時間最長，且目前仍廣泛采用。

隨著技術的發展，現代飛機的載重、體積和飛行速度不斷增加，舵面氣動載荷急劇增高，尤其是大型運輸機，舵面鉸鏈力矩非常之大。

20世紀40年代末，出現了液壓助力系統，舵面由液壓助力器驅動，飛行員通過中央操縱機構、機械傳動裝置控制助力器，這就是可逆助力操縱系統。可逆助力操縱系統雖然有助于解決駕駛桿桿力過大的問題，但在超音速飛機上會出現桿力反向變化的問題，使飛行員產生錯覺而無法正確駕駛飛機。為此，飛機設計師又在系統中增加了人工載荷機構以及其他改善操縱特性的裝置，形成了不可逆助力操縱系統。

在不可逆助力操縱系統中，機械聯桿裝置比較復雜。隨著自動控制和微電子技術的發展，又出現了電傳操縱系統。電傳操縱系統的優點是體積小、重量輕，便于采用主動控制技術，易于與其他系統交聯，可以明顯提高飛機的操縱品質和性能，是高性能飛機操縱系統發展的方向，但必須要解決好系統可靠性這一問題。

自動駕駛保障安全

如今，我們在不少影視作品中都會看到這樣的鏡頭：飛行員在駕駛艙里的情形和我們想象的不大一樣，不僅沒有全神貫注地駕駛飛機，反而是在自動駕駛儀開啟后，一邊聊天一邊喝咖啡。于是，有人擔心，飛行員這樣真的可以嗎？其實，和醫生在進行手術時會聊天、講笑話一樣，飛行員在工作中也不是全程都高度緊張，而是會借助自動駕駛設備，讓緊張的神經得到放松。尤其是在動輒十幾個小時的長途飛行中，自動駕駛系統尤其重要。

和目前部分汽車上采用的自動駕駛技術類似，飛機的自動駕駛是一種通過飛行員操作設定或者由導航設備接收地面導航信號來自動控制飛行器完成三軸動作的裝置。自動控制系統的操縱指令來自系統的傳感器，能對外界的擾動自動作出反應，以保持規定的飛行狀態，改善飛機飛行品質。

自動控制系統與飛行員手動操縱是可以隨時切換的，也就是說，一旦遇到緊急情況，飛行員可以迅速由自動飛行模式切換到駕駛員操縱模式。

自動駕駛系統的發明并不完全是從減輕飛行員的壓力來考慮的，根本目的還是為了確保飛行安全。因為在長途飛行時，讓飛行員持續進行高強度操作，反而容易出現紕漏。為了將“好鋼用在刀刃上”，自動駕駛系統能夠幫助飛行員完成一些力所能及的輔助工作，比如保持航向和高度，從而有利于飛行員集中精力去完成其他一些與飛行安全相關的重要工作。

當然，自動駕駛系統的存在并不意味著飛行員在飛行過程中無所事事。在飛行過程中，飛行員需要與地面時刻保持聯系，同時監控自動駕駛系統，確保在需要時可以迅速接手飛機的操作。