淺談飛機(jī)操縱系統(tǒng)的發(fā)展與飛行安全

董志遠(yuǎn)，胡慧琦，李彥文

（中國人民解放軍95937部隊(duì)，遼寧 阜新 123000）

淺談飛機(jī)操縱系統(tǒng)的發(fā)展與飛行安全

董志遠(yuǎn)，胡慧琦，李彥文

（中國人民解放軍95937部隊(duì)，遼寧 阜新 123000）

迄今為止，飛機(jī)已經(jīng)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(wěn)定等特點(diǎn)，越來越多的人們把它作為外出旅行和商務(wù)出差的首選。不論是民用飛行器還是軍用飛行器，亦或是現(xiàn)在逐步發(fā)展的私人飛行器，在飛行中最值得關(guān)注的就是操縱系統(tǒng)的安全問題。

飛行安全；操作系統(tǒng)；發(fā)展前景；操作安全

雖說航天事業(yè)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但是飛行安全問題一直都不容忽視。尤其是近年，連續(xù)的飛機(jī)失事事件更是引起了人們對飛機(jī)操作系統(tǒng)安全的高度關(guān)注。飛機(jī)的操縱系統(tǒng)就好比是一個(gè)人的血脈，遍布飛機(jī)的全身，連通著飛機(jī)的各個(gè)器官。因此，飛機(jī)操縱系統(tǒng)就是整個(gè)飛機(jī)的命脈，把握著飛機(jī)的命運(yùn)。故而，操縱系統(tǒng)的發(fā)展、完善問題一直是飛行器發(fā)展的主要問題之一。

1 飛機(jī)操縱系統(tǒng)的發(fā)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(gè)夢想的早日實(shí)現(xiàn)，很多人都在不懈努力著。在這些人當(dāng)中，最為重要的當(dāng)屬是二十世紀(jì)美國的萊特兄弟了，他們從一九零零年開始，經(jīng)過一千多次的滑翔試驗(yàn)，終于打破了人們有關(guān)于“飛機(jī)不可能靠自身動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)飛行的飛機(jī)。自此，飛機(jī)的發(fā)展演義在世人面前真正的拉開了序幕。

飛機(jī)操縱系統(tǒng)就是駕駛員通過飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀或者是操縱指令等，控制飛機(jī)的飛行速度、飛行姿態(tài)、飛行平衡性等的系統(tǒng)。根據(jù)操作指令的來源可以把操作系統(tǒng)分為人工操作系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)。作為飛機(jī)發(fā)展過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，飛機(jī)操作系統(tǒng)支持著飛機(jī)每次飛行的每一個(gè)飛行動(dòng)作。自從萊特兄弟于1903年12月17日首次試飛成功之后，飛機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)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(jī)械操作系統(tǒng)、電傳操作系統(tǒng)、助力操作系統(tǒng)。

操作系統(tǒng)初始都是以鋼索或者是連桿組合的純機(jī)械的，這樣的操作系統(tǒng)，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(yùn)動(dòng)。這種操作系統(tǒng)由于構(gòu)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(jī)的操作系統(tǒng)，一直使用了三十多年，即使是助力操作系統(tǒng)出現(xiàn)之后，它仍然被廣泛的應(yīng)用于低速運(yùn)輸飛行器。隨著航空事業(yè)的發(fā)展，飛機(jī)的運(yùn)行速度的提升、運(yùn)輸規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的鋼索和連桿操作系統(tǒng)已不再滿足安全飛行的需要，這就促使助力系統(tǒng)的出現(xiàn)成為必然。這種系統(tǒng)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(jī)的安全性能?，F(xiàn)在，為了增加飛行的穩(wěn)定性和操作的便捷性，又出現(xiàn)了電傳操作系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代行業(yè)類別劃分的日趨復(fù)雜，專業(yè)程度的日趨復(fù)雜，對于飛機(jī)的性能要求也不斷提高，飛機(jī)操作系統(tǒng)也待進(jìn)一步完善。

2 典型的操作系統(tǒng)

2.1 簡單機(jī)械操作系統(tǒng)

簡單機(jī)械操作系統(tǒng)按照信息來源又可以分為人工飛行操作系統(tǒng)和自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)，從各自的特點(diǎn)來看人工操作系統(tǒng)的操縱信號是由駕駛員發(fā)出的，而自動(dòng)飛行操控系統(tǒng)無需人為操作，操縱信號直接由系統(tǒng)自身發(fā)出，飛機(jī)此時(shí)是受自動(dòng)與半自動(dòng)的雙重控制。作為一種人力操控系統(tǒng)，簡單機(jī)械操作系統(tǒng)由于構(gòu)造簡單、工作可靠，一直受到人們的關(guān)注，即使是出現(xiàn)了后期的助力操作系統(tǒng)、電力操控系統(tǒng)，它也一直沒有淡出人們的視線。簡單機(jī)械操作系統(tǒng)主要由副翼、升降舵以及方向舵幾部分構(gòu)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(jī)械操作系統(tǒng)

飛機(jī)的飛行活動(dòng)完全是依靠駕駛員才能完成，駕駛員的駕駛活動(dòng)完全是依靠操作桿來完成的。飛機(jī)尤其是現(xiàn)代民用飛機(jī)體積十分龐大，以此類推飛機(jī)的重量也不會(huì)小，大型的飛機(jī)僅靠人力來完成操控，難免會(huì)吃力，自然也避免不了出現(xiàn)偏差，此時(shí)就需要適當(dāng)?shù)闹Y(jié)構(gòu)了。助力器是用來幫助駕駛員更簡便的去操作操控面的結(jié)構(gòu)，其可以使駕駛員用較小的力發(fā)揮較大的能量。助力結(jié)構(gòu)可以有很多種類別構(gòu)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(gè)方面的原因：一是快速性，流動(dòng)和封閉的特性使得助力器能在最快的時(shí)間把里傳輸給控制面。二是靈敏性，這是由于傳動(dòng)活塞可以快速的跟隨配油柱運(yùn)動(dòng)。三是穩(wěn)定性，液壓助力器在受到外力的作用時(shí)可以迅速的傳輸，同時(shí)當(dāng)力消失之后又可以自動(dòng)快速的恢復(fù)初始狀態(tài)。

2.3 電傳操作系統(tǒng)

電傳操作系統(tǒng)的工作原理是駕駛員操作動(dòng)作直接轉(zhuǎn)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(jī)，自主式舵機(jī)根據(jù)指令完成控制活動(dòng)。電傳操作系統(tǒng)是根據(jù)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(tǒng)的穩(wěn)定性，這是由于電傳操縱系統(tǒng)不在包含傳統(tǒng)的機(jī)械操作，并且把人工操縱和自動(dòng)控制巧妙的融合在一起的原因?，F(xiàn)下電傳操作系統(tǒng)可以分為數(shù)字式和模擬式兩類，但實(shí)際上數(shù)字式除了數(shù)字計(jì)算機(jī)這個(gè)部分外，其余的工作模式還是模擬式的。同其他的操作系統(tǒng)相比，電傳操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：一是降低成本，使得飛機(jī)操作系統(tǒng)在安裝、保養(yǎng)、維修方面費(fèi)用大大減少。二是電傳操作系統(tǒng)是由多余度電維持的，更進(jìn)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(tǒng)無論是在體積方面還是在重量方面都大大減少。四是增強(qiáng)了飛機(jī)的自身診斷能力，有問題早發(fā)現(xiàn)。

3 總結(jié)

飛機(jī)是人類在交通運(yùn)輸史上的偉大發(fā)明，飛機(jī)操作系統(tǒng)更是這項(xiàng)發(fā)明的重中之重。無論是簡單機(jī)械操作系統(tǒng)、助力操作系統(tǒng)、電傳操作系統(tǒng)還是后來的光傳操作系統(tǒng)，它們的出現(xiàn)、發(fā)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(jī)操作系統(tǒng)將得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善，飛行安全也將得到更多保障。

［1]常波，孫國慶，任曉東.四余度電傳操縱系統(tǒng)在飛機(jī)上的應(yīng)用［J].才智.2008年11期67-68

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

［3]敖文偉，裴華平，黎小寶.某教練機(jī)應(yīng)急鋼索開鎖機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)［J].教練機(jī).2011年02期3-39.