飛機操縱系統

飛機操縱系統，是指傳遞駕駛員或自動駕駛儀的操縱指令，驅動舵面和其他機構以控制飛機飛行姿態的系統。根據操縱指令來源，可分為人工操縱（又可分為主操縱系統和輔助操縱系統）和自動控制系統。主操縱系統是通過駕駛桿（或駕駛盤）和腳蹬，即中央操縱機構來控制飛機的升降舵（或全動平尾）、副翼和方向舵的操縱機構來控制飛機飛行軌跡和姿態。輔助操縱系統包括調整片、襟翼、減速板、可調安定面和機翼變後掠角操縱機構等，用於控制飛機的運動狀態。它們的操縱僅是靠駕駛員選擇相應開關、手柄位置，通過電信號接通電動機或液壓作動筒來完成。自動控制的指令來自系統的感測器，能對外界的擾動作出反應，以保持規定的飛行狀態。常用的自動控制系統有自動駕駛儀、各種增穩系統和主控操縱系統。自動控制系統的工作與駕駛員人工操縱相互獨立、互不妨礙。飛機操縱系統隨著飛機的發展經歷了由簡單初級到複雜完善的發展過程，先後出現了人工機械系統、助力器操縱系統和電傳操縱系統。20世紀70年代初出現了多餘度設計的電傳操縱系統，使用電信號和相應開關或手柄,以及導線電纜和電動執行機構來操縱舵面。已在許多民用飛機上使用。

主操縱系統

用於控制飛機飛行軌跡和姿態，由升降舵(或全動平尾)、副翼和方向舵的操縱機構組成（圖1）。

主操縱系統應使駕駛員有位移和力的變化感覺，這是它與輔助操縱系統的主要差別。輔助操縱系統包括調整片、襟翼、減速板、可調安定面和機翼變後掠角操縱機構等。它們的操縱只是靠選擇相應開關位置，通過電信號接通電動機或液壓作動筒來完成。

飛機操縱系統

自動控制系統的操縱指令來自系統的感測器，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。常用的自動控制系統有自動駕駛儀、各種增穩系統、自動著陸系統和主動控制系統。

自動控制系統的工作與駕駛員的操縱是各自獨立、互不妨礙的。飛機主操縱系統經歷了由簡單初級到複雜完善的發展過程。先後出現了機械式操縱、可逆、不可逆助力操縱和電傳操縱，並在電傳操縱基礎上發展了主動控制技術。

機械操縱系統

駕駛員通過機械傳動裝置直接偏轉舵面。舵面上的氣動鉸鏈力矩通過機械聯繫使駕駛員獲得力和位移的感覺。這種系統（圖1 ）由兩部分組成：①位於駕駛艙內的中央操縱機構；②構成中央操縱機構和舵面之間機械聯繫的傳動裝置。中央操縱機構由駕駛桿(或駕駛盤)和腳蹬組成。

駕駛員前推或後拉駕駛桿可帶動升降舵下偏或上偏，使飛機下俯或上仰。向左或向右壓駕駛桿（或轉動駕駛盤）則帶動副翼偏轉，使飛機向左側或向右側滾轉。腳蹬連結著方向舵，駕駛員蹬左腳時，方向舵向左偏轉，機頭向左偏；反之，機頭向右偏。

對於各類飛機，中央操縱機構的尺寸、操縱行程和操縱力均有標準規定。通常在被操縱舵面(升降舵、副翼和方向舵)上，用氣動補償措施減少氣動鉸鏈力矩，把操縱力控制在規定範圍內。

機械傳動裝置直接帶動舵面，有軟式和硬式兩種基本型式。

軟式傳動裝置由鋼索和滑輪組成，特點是重量輕，容易繞過障礙，但是彈性變形和摩擦力較大。硬式傳動裝置由傳動拉桿和搖臂組成，優點是剛度大，操縱靈活。軟式和硬式可以混合使用。

簡單機械式操縱系統廣泛用在亞音速飛機上。在大型高速飛機上，舵面上的氣動鉸鏈力矩很大，雖然用氣動補償的方法可以減小力矩，但很難在高低速範圍內達到同樣效果。40年代末出現了液壓助力系統，舵面由液壓助力器驅動，駕駛員通過中央操縱機構、機械傳動裝置控制助力器的伺服活門，間接地使舵面偏轉。它同時通過槓桿系統把舵面一部分氣動載荷傳給中央操縱機構，使駕駛員獲得操縱力的感覺,構成所謂“機械反饋”,這就是可逆助力操縱系統。

助力操縱系統

可逆助力操縱系統雖可解決桿力過大的問題，但在超音速飛機上還會出現所謂桿力反向變化的問題。由於桿力反向變化，會使駕駛員產生錯覺而無法正確駕駛飛機。為此，須把可逆助力操縱系統中的機械反饋取消，即舵面氣動載荷全部由液壓助力器承受。為了使駕駛員獲得操縱力感覺，在系統中增加了人工載荷機構（通常是彈簧的）以及其他改善操縱特性的裝置,形成不可逆助力操縱系統（圖2）。 飛機操縱系統

飛機操縱系統

在高空超音速飛行時，由於空氣密度減小，飛機容易發生頻率很高的俯仰和橫側振盪，駕駛員來不及作出反應。為了克服振盪，在超音速飛機上普遍安裝自動增穩裝置，如俯仰阻尼器和方向阻尼器等。

電傳操縱系統

在不可逆助力操縱系統中，存在著間隙、摩擦、彈性變形等影響，難以解決微弱信號的傳遞問題。又由於普遍採用增穩裝置，機械聯桿裝置越來越複雜，重量增加。自動控制和微電子技術的發展，為取消機械傳動裝置創造了條件，可用電信號綜合感測器信號和駕駛員的操縱指令，對飛機進行有效的操縱（圖3）。

如果在電傳操縱系統之外,還保留機械操縱系統作為備用，則稱為準電傳操縱系統。電傳操縱系統的關鍵是系統的可靠性問題，它的可靠性至少不能低於機械操縱系統。為此需要採用余度技術，對於關鍵部件和線路採用多重布置的原則，以提高系統的可靠性。

電傳操縱系統的優點是體積小、重量輕、通過性好，便於採用主動控制技術，易於與其他系統交聯，生存力強，維護性好，可提高飛機操縱品質和性能，是高性能飛機操縱系統發展的方向。