飛行控制教程進階版（上）

你看飛機的駕駛艙照片，各式各樣的顯示屏和儀表是不是讓你覺得眼花繚亂？你是不是覺得飛機非常復雜、非常“高大上”，開飛機是一件十分困難的事？其實作為一種交通工具，飛機的核心操縱系統(tǒng)和汽車的一樣簡單，開汽車離不開方向盤、油門和剎車，飛機的操縱系統(tǒng)則是由節(jié)流閥（又稱推力桿）、操縱桿和腳踏板組成的。看過上一期雜志的同學們已經(jīng)認識過這些操縱機構(gòu)，今天，在簡單回顧三大操縱機構(gòu)基礎(chǔ)知識后，我們一起深入學習飛行控制系統(tǒng)的更多知識吧。

節(jié)流閥就是飛機的油門。它用于控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，前推節(jié)流閥會增大發(fā)動機的功率，從而使飛機加速，后拉節(jié)流閥則減小發(fā)動機的功率，使飛機減速。我們常坐的客機在節(jié)流閥最末端是反推擋位，會使發(fā)動機的推力由向后改為向前。這也是客機在著陸后發(fā)動機的聲音會突然增大的原因。

腳踏板和飛機垂直尾翼上的尾舵相連，可以改變飛機的機頭指向，使飛機產(chǎn)生“側(cè)滑”。理論上來說，如果你想讓飛機像汽車或船舶那樣水平轉(zhuǎn)彎，那么只需要踩相應方向的腳踏板就可以了，但是這樣轉(zhuǎn)向非常慢，所以在實際應用中，腳踏板僅僅用來微調(diào)飛機的姿態(tài)，并修正飛機的機頭指向。

最重要的要數(shù)操縱桿。操縱桿的左右方向與飛機的副翼相連，左右搖動操縱桿就可以使飛機向左向右橫滾，而操縱桿的前后方向則與飛機尾部的升降舵連接，前后搖動操縱桿可以使飛機抬頭或者低頭。

飛機的大部分動作都是通過操縱桿完成的。當乘坐客機時，你可以留心一下飛機在轉(zhuǎn)彎時不是像汽車或船舶一樣直接平著轉(zhuǎn)向的，而是會先向要轉(zhuǎn)彎的方向傾斜很大的角度（你從一側(cè)的舷窗可以直接看見地面），然后才開始轉(zhuǎn)彎。這是因為飛機最容易最靈活的轉(zhuǎn)向就是操縱桿控制的方向，所以往往會先向一邊傾斜，再拉動操縱桿來轉(zhuǎn)向。

系在鋼絲上的翼面

飛機的姿態(tài)改變是依靠飛機上的可動翼面來控制的。在飛機的“控制三件套”里，節(jié)流閥是安裝在發(fā)動機上的，飛行員需要依靠操縱桿和腳踏板來控制這些翼面。你知道操縱桿是如何和翼面連接在一起的嗎？答案很簡單：靠繩子。

早期的飛機是依靠鋼絲繩將操縱桿的末端和這些可動翼面連接在一起的，飛行員推拉操縱桿時，鋼絲繩和滑輪組等機械結(jié)構(gòu)將會牽拉對應的翼面，改變飛機受到的空氣動力，從而使飛機改變飛行姿態(tài)。這種結(jié)構(gòu)簡單，便于維修和檢查，現(xiàn)在很多基礎(chǔ)款小飛機仍在使用這種控制方式。

實際制造中，為了防止某一根鋼絲繩斷掉之后翼面無法控制而導致飛機失控，飛機往往會使用兩到三根備份鋼絲繩。這樣做的優(yōu)點是在飛行時，飛機受到的空氣動力的變化都會通過鋼絲繩傳回操縱桿上，使人能直接感覺到飛機的飛行狀態(tài)——對于新飛行員來說，方便他們提高飛機飛行認知，而對于老飛行員來說，通過感受飛機的震動，他們幾乎可以達到“人機合一”的狀態(tài)。

一戰(zhàn)到二戰(zhàn)期間，大部分飛機都采用這種操控方式，但是隨著航空技術(shù)的發(fā)展，飛機的速度變得越來越快，飛機的翼面在擺動的時候需要越來越大的力量（也就是說，飛機飛得越快，操縱桿就越“重”），很多時候，飛行員需要用雙手和身體的力量一起去拽操縱桿，甚至出現(xiàn)過由于高速俯沖時飛行員拉不動操縱桿，飛機無法抬頭而一頭撞在地面上的飛行事故。在二戰(zhàn)后期，不少戰(zhàn)斗機飛行員會練引體向上來鍛煉手臂上的肌肉，免得在空戰(zhàn)中的關(guān)鍵時刻拉不動飛機操縱桿，白白送命。

如何獲得更強的控制力量？

二戰(zhàn)末期，噴氣式戰(zhàn)斗機已經(jīng)嶄露頭角。它的速度奇快，控制翼面上的空氣阻力也很大（想象一下，你迎著500 千米/ 時的大風舉起一塊板子是什么感覺），僅僅依靠人手的力量根本扳不動操縱桿。這意味著普通的機械式飛行操縱系統(tǒng)已經(jīng)無法操控這種高速戰(zhàn)斗機了，于是，人們開始在飛行控制系統(tǒng)中加入液壓系統(tǒng)。

液壓系統(tǒng)是什么呢？它是一種根據(jù)液體傳遞壓強的原理增加作用力大小的裝置，你可以將其理解為一個用液體做的“杠桿”。日常生活中，我們會在一些工程機械，比如拖拉機、吊車、鏟車等車輛上看見液壓桿這種結(jié)構(gòu)。

液壓系統(tǒng)的加入標志著第二代飛行控制系統(tǒng)的誕生。飛機設計一般采用液壓助力操縱法。“助力”顧名思義，就是飛行員的操縱桿仍然連接著控制翼面，同時控制翼面上面也有液壓系統(tǒng)，飛行員拉動或推動操縱桿驅(qū)動翼面時，連接操縱桿的鋼絲繩僅負擔一小部分力量，大部分力量由液壓系統(tǒng)承擔。這樣，飛行員仍然可以感覺到飛機的翼面動作，同時又不至于因為操縱桿太“重”而消耗過多體力或根本扳不動桿。

液壓飛行控制系統(tǒng)見證了人類航空的噴氣時代和超聲速時代，并一直應用至今。直到今天，很多老式戰(zhàn)斗機和客機，仍然使用液壓飛行控制系統(tǒng)。