飛機飛控作動系統(tǒng)電靜液作動技術(shù)研究綜述

關(guān) 莉，廉晚祥

(空裝駐西安地區(qū)第五軍事代表室，陜西 西安 710000)

20世紀(jì)80年代歐美地區(qū)的一些國家進(jìn)行了大量電靜液作動器(Electro-Hydrostaic Actuator,EHA)作動系統(tǒng)原理樣機試飛驗證，表明EHA作動方案具有一系列優(yōu)點。目前，EHA作動技術(shù)已成功應(yīng)用于美國F-35戰(zhàn)斗機與空客A380客機主控舵面的控制中[1]。與傳統(tǒng)液壓作動技術(shù)相比，EHA作動技術(shù)擁有諸多優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下4個方面。

① EHA供電系統(tǒng)與中央計算機連接，供電系統(tǒng)發(fā)生故障后能立即重新布局，具有容錯能力，有用電少、發(fā)熱少、部件磨損小、可靠性高等工作特點。

② 由于簡化了外部供油回路，使用EHA作動系統(tǒng)，在機身和機翼中無需設(shè)置復(fù)雜的高壓液壓管道，不存在液壓油泄漏、污染等問題，飛機局部受損后生存力更強。

③ EHA作動系統(tǒng)中微處理器具有很強的機內(nèi)檢測能力，降低了對地面設(shè)備和維護(hù)人員的要求，可以減輕甚至取消傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)必需的諸如更換油濾、重新加注液壓油、液壓系統(tǒng)排氣等外場定期維護(hù)工作。

④ EHA作動系統(tǒng)按需用電，舵面負(fù)載輕時很少甚至不從機載發(fā)電機取電，減輕了飛機發(fā)動機負(fù)載和燃油消耗，極大地節(jié)省了燃油消耗，減輕起飛質(zhì)量和飛機的冷卻負(fù)擔(dān)。采用EHA作動系統(tǒng)后，無需從發(fā)動機引氣，提高了發(fā)動機的工作效率，使得相同推力需求的發(fā)動機體積更小、質(zhì)量更輕，同時飛行控制、剎車、冷卻功能均得到改善。EHA作動系統(tǒng)效率高，飛機的出動架次率高，所需裝備的飛機數(shù)量可減少，飛機的生產(chǎn)費用、發(fā)展費用和壽命期費用也將降低[2-3]。

可見，EHA電傳作動技術(shù)的應(yīng)用可以徹底取消傳統(tǒng)飛機上的液壓系統(tǒng)，徹底根除飛機液壓系統(tǒng)的“跑冒滴漏”問題，從而提升飛機整機的可靠性。同時與傳統(tǒng)液壓作動系統(tǒng)相比，采用EHA驅(qū)動系統(tǒng)控制主舵面可以有效地實現(xiàn)飛機整機的能量管理，因此高性能電作動技術(shù)可以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化資源配置，提高能源利用效率、功重比、可靠性、測試性和維護(hù)性，降低全壽命成本。另外，EHA作動技術(shù)本身具有電傳作動能力，符合未來多電/全電戰(zhàn)機的發(fā)展需求，因此其已成為未來先進(jìn)飛機機載作動系統(tǒng)的發(fā)展方向。

1 電靜液作動器的國外發(fā)展現(xiàn)狀

空中客車公司相繼推出了A380、A350XWB多電客機，而波音公司也研制了B787多電客機與之抗衡，這些飛機均采用了目前世界多電飛機技術(shù)研制成果，以多電、混合飛控作動功率源分布，傳統(tǒng)FBW液壓伺服控制和以EHA為主的電力作動器并存為特點，瞄準(zhǔn)了寬體客機應(yīng)用市場。

從20世紀(jì)90年代開始，得益于電磁技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、大功率伺服技術(shù)的進(jìn)步，電靜液作動系統(tǒng)迎來了工程樣機研制和試飛的高峰。國外EHA作動技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了技術(shù)研究探索、工程樣機研制和型號服役裝備3個階段，如圖1所示。

圖1 國外EHA作動技術(shù)發(fā)展概況

1996年，盧卡斯公司在愛德華美國空軍基地用IAP取代C-141飛機副翼上傳統(tǒng)的液壓作動器，完成20 h的試飛，并進(jìn)行了可靠性飛行驗證。1998年，盧卡斯公司又設(shè)計了EHA在C-141副翼上完成近1000 h的飛行試驗(該集成作動器模塊如圖2所示)。20世紀(jì)90年代，美國EHA己接近實際應(yīng)用水平。1991年12月，Parker公司研制的EHA作動器在C-130飛機上完成了空中試飛并取得滿意效果。

圖2 盧卡斯公司C-141上試飛的集成作動器模塊

試飛驗證的成功證明了以EHA為代表的電作動系統(tǒng)已能滿足現(xiàn)代型號主控舵面電作動的應(yīng)用需求，對EHA作動系統(tǒng)在現(xiàn)代飛機上進(jìn)行大量研制和裝備的時代已經(jīng)到來。傳統(tǒng)液壓作動器研制廠商紛紛加入EHA的研制行列，美國的Parker、Moog公司，歐洲的Lucas、Liebherr、Goodrich研制了不同的EHA并在飛機上實現(xiàn)了試飛驗證，并提高自身EHA技術(shù)成熟度，為型號大批量應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。Parker公司承擔(dān)了JSF飛機的方向舵、襟副翼EHA的研制任務(wù)，采用電氣三余度、機械液壓雙余度配置，使用正弦波直流無刷電機和定量泵驅(qū)動雙腔串列作動筒的技術(shù)方案，作動器最大輸出力15.5 t;Parker公司最終承擔(dān)了F-35主飛行控制舵面EHA的研制任務(wù)。Moog公司先后在F-15飛機平尾、F-18飛機平尾裝備其研制的EHA進(jìn)行試飛，也使用了正弦波電機+定量泵的EHA方案;試飛的成功提升了Moog公司的技術(shù)成熟度，使Moog公司與Parker公司共同承擔(dān)了F-35飛機主控舵面EHA的研制工作。歐洲的Liebherr公司在2001年就自行研制了大飛機用EHA樣機，并最終在歐洲主導(dǎo)研制的A380飛機、A400M飛機上承擔(dān)了EHA的研制任務(wù)。

進(jìn)入21世紀(jì)后，空客公司率先推出了A380多電客機，采用EHA與傳統(tǒng)液壓作動器共同驅(qū)動飛控主控舵面，在A380技術(shù)基礎(chǔ)上，相繼推出了A400M軍用運輸機、A350XWB多電寬體客機，投入裝備運營。

1.1 空客A380 EHA作動系統(tǒng)

A380飛機采用了一種雙體系結(jié)構(gòu)的飛行控制系統(tǒng)，即把用于備份系統(tǒng)的EHA作動器與主動控制的常規(guī)電傳液壓伺服作動器結(jié)合起來，形成4套獨立的主飛行控制系統(tǒng)。其中2套系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的以液壓為動力的作動系統(tǒng)，另外2套以電為動力，裝備用于操縱面的EHA作動系統(tǒng)。這是經(jīng)典的2H/2E飛控能源配置結(jié)構(gòu)，理論上這4套系統(tǒng)中的任何一套都可以用來對飛機進(jìn)行控制，這使A380飛機的飛行控制在系統(tǒng)獨立性和余度上都達(dá)到了前所未有的水平。

A380飛機在副翼使用4臺EHA，升降舵使用4臺EHA與傳統(tǒng)液壓作動器構(gòu)成非相似余度。方向舵、擾流板分別使用4臺電備份液壓作動器(EBHA)驅(qū)動，使用電作動構(gòu)成應(yīng)急備份操縱。縫翼、水平安定面利用電驅(qū)動的伺服電機與液壓驅(qū)動的液壓馬達(dá)綜合后驅(qū)動舵面運動。A380兩側(cè)的水平安定面上各有2個獨立的升降舵。各升降舵都有1個液壓作動器和1個EHA。同樣地，還有2個獨立的方向舵，每個方向舵使用2個EBHA?？湛虯380升降舵EHA與傳統(tǒng)液壓作動器如圖3所示。EBHA在正常模式下是以液壓為動力，在備份模式下以電力為動力。A380每個機翼有3個副翼，各副翼通過2個作動器來偏轉(zhuǎn)。內(nèi)側(cè)和中間的副翼采用1個液壓作動器和1個EHA作動器，而外側(cè)副翼采用2個液壓作動器。擾流板(每個機翼有8個)作動器是以液壓為動力的。然而，各側(cè)機翼上均有2個擾流板作動器，均是以電力作為備份動力的EBHA。

圖3 A380升降舵EHA與傳統(tǒng)液壓作動器

空客A380 裝備的EHA主要性能指標(biāo)如表1所示，副翼EHA、升降舵EHA與傳統(tǒng)液壓作動器主要性能指標(biāo)一致，方向舵、擾流板EBHA除速度外，其他指標(biāo)與傳統(tǒng)液壓作動器一致。

表1 A380飛機裝備的EHA主要性能指標(biāo)

電靜液作動器中2個背對背單向閥允許蓄能器補充液壓管路中的液流損失。2個減壓安全閥保護(hù)作動筒、安裝結(jié)構(gòu)、舵面等，避免因異常而產(chǎn)生過壓或變形。模態(tài)轉(zhuǎn)換閥可隔離作動筒與泵的連接，在系統(tǒng)故障時，可將作動器切換至阻尼旁通工作模式。作動筒內(nèi)部安裝LVDT傳感器，測量作動筒位移。電機內(nèi)部裝有RVDT，測量電機轉(zhuǎn)子的角位移和速度。電機繞組內(nèi)部集成溫度傳感器，對電機繞組工作溫度進(jìn)行實時監(jiān)控。EHA集成作動筒兩腔壓差傳感器，對作動器工作壓力進(jìn)行監(jiān)控。設(shè)計補油電磁閥通過機載液壓系統(tǒng)對EHA內(nèi)部封閉的液壓油進(jìn)行補充，滿足民機超長服役期對EHA液壓泄漏的苛刻要求。模態(tài)轉(zhuǎn)換閥直接驅(qū)動電磁閥，同時集成LVDT對模態(tài)轉(zhuǎn)換閥工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保作動器工作模態(tài)切換。

當(dāng)作動器正常工作時，模態(tài)轉(zhuǎn)換電磁閥(Solenoid Value,SOV)通電，推動模態(tài)選擇閥至正常工作模態(tài)。飛控計算機的舵機控制信號經(jīng)大功率控制器伺服放大，驅(qū)動正弦波直流無刷伺服電機帶動液壓泵轉(zhuǎn)動，液壓泵分配負(fù)載流量，經(jīng)過模態(tài)選擇閥，作用于作動筒的兩腔，推動作動筒運動。在伺服電機及作動筒上分別裝有旋轉(zhuǎn)變壓器、LVDT，形成內(nèi)外回路的閉環(huán)控制。

當(dāng)EHA作動系統(tǒng)發(fā)生故障，SOV斷電，模態(tài)選擇閥將進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得作動器在阻尼旁通模態(tài)下工作[4]。

EBHA正常工作時與傳統(tǒng)液壓作動器完全相同。機載油源提供的液壓油通過電液伺服閥(EHSV)控制后，經(jīng)過液壓模態(tài)轉(zhuǎn)換閥驅(qū)動液壓作動筒運動。液壓系統(tǒng)故障后，EBHA切換至EHA工作模態(tài)，伺服電機通電工作，帶動液壓泵運轉(zhuǎn)，液壓泵輸出的高壓油經(jīng)由電氣模態(tài)轉(zhuǎn)換閥分配至液壓作動筒[5]。與其他舵面驅(qū)動作動器相同，EBHA也可在阻尼旁通模態(tài)下工作[6]。

空客在飛控作動系統(tǒng)中堅持主動/備用作動器布局為基礎(chǔ)的原則，A380選擇的多電結(jié)構(gòu)使用EHA作為備用作動器，主動作動器仍然采用常規(guī)的液壓伺服控制。這種布局方式使A380飛機具有以下優(yōu)點：① 非相似功率源提供舵面動力。② 提高了任務(wù)可靠性(生存力)，有4個動力供給系統(tǒng)，而不是3個；從3個動力系統(tǒng)對副翼和升降舵供電，對每個EBHA獨立供電，當(dāng)發(fā)生液壓系統(tǒng)故障時不會造成全部失效。③ 整機能耗降低。④ 簡化機上能源布局。但與普通電液伺服作動器(EHSA)相比，EHA、EBHA作動器的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。

1.2 空客A350XWB EHA作動系統(tǒng)

A350XWB飛機沿用傳統(tǒng)液壓作動器與電靜液作動器匯合應(yīng)用的組合形式，在升降舵使用2臺EHSA、2臺EHA，方向舵使用2臺EHSA、1臺EHA，擾流板使用8臺EHSA、4臺EBHA，內(nèi)側(cè)副翼使用2臺EHSA、2臺EHA，外側(cè)副翼使用4臺EHSA，裝備電機驅(qū)動的水平安定面作動器?？p翼采用電機驅(qū)動，翼尖采用減速板電驅(qū)動。多電架構(gòu)的采用，使A350XWB飛控系統(tǒng)減輕了質(zhì)量，獲得了高可靠性和低維護(hù)成本，競爭力明顯提升。

1.3 波音787機載電作動系統(tǒng)

波音公司2004年啟動了波音787飛機的研制,首次使用機電作動器(Elect-Mechanical Actuator,EMA)進(jìn)行飛行控制，使飛機獲得了空前的性能。

波音787作動系統(tǒng)采用傳統(tǒng)液壓作動器與機電作動器組合驅(qū)動，包括用于副翼、襟副翼，內(nèi)、外阻流板，升降舵和方向舵的帶遠(yuǎn)程閉環(huán)電子設(shè)備的傳統(tǒng)液壓作動器，水平安定面、中間擾流板采用的機電伺服作動器。波音787在DC±270 V電源轉(zhuǎn)換部件、EMA伺服電機控制器中使用液冷進(jìn)行散熱，提高了作動器的功率重量比。

1.4 國外飛控電作動系統(tǒng)發(fā)展趨勢

空客A380、A350XWB和波音787是世界多電客機的代表，其技術(shù)水平引領(lǐng)了世界多電客機及其采用的飛控電作動技術(shù)的發(fā)展，具有以下發(fā)展趨勢。

多電客機技術(shù)成熟，多電飛機研制普遍化。實際上20世紀(jì)90年代歐美在軍機、民機領(lǐng)域開展的多輪飛控電作動技術(shù)驗證，為其應(yīng)用積累了豐富的工程經(jīng)驗，解決了制約飛控電作動系統(tǒng)應(yīng)用的高效發(fā)電、配電網(wǎng)絡(luò)，EHA/EMA高速伺服電機、高可靠大功率控制器設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，提高了關(guān)鍵部件的技術(shù)成熟度，帶來了新世紀(jì)國外多電飛機技術(shù)的普遍應(yīng)用，從軍機到民機的大量應(yīng)用也證明了目前飛控電作動技術(shù)已能滿足飛控系統(tǒng)的苛刻要求，電作動系統(tǒng)大量裝機應(yīng)用的時代已經(jīng)到來。

EHA/EMA在飛控系統(tǒng)中的占比越來越大。目前A380、A350XWB使用的EHA、EBHA完成了一半的飛控舵面操縱任務(wù)，軍機F-35更是全部主控舵面使用EHA完成操縱，賽峰集團(tuán)提出了Electric Wing的驗證計劃，完成A320飛機全部主控舵面EMA操縱的飛行驗證。在飛控作動領(lǐng)域，目前正處在傳統(tǒng)液壓作動被電作動匯合應(yīng)用逐步替代的階段，隨著設(shè)計技術(shù)及使用經(jīng)驗的積累，EHA/EMA全部替換掉傳統(tǒng)液壓作動器的時機即將到來。

機載電源系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)體系已完成升級換代。機載電源系統(tǒng)已從傳統(tǒng)的115 V/400 Hz定頻發(fā)電過渡到了230 V變頻發(fā)電，取消了傳動的控制系統(tǒng)設(shè)計部件，提高了電源系統(tǒng)的功率重量比，發(fā)電功率更是從A380飛機的600 kW提高到了B787的1 MW；液壓系統(tǒng)普遍采用35 MPa的壓力體系，摒棄了21 MPa、28 MPa的傳統(tǒng)液壓供壓體系。

飛控電作動系統(tǒng)技術(shù)方案基本確定。EHA配置在副翼、升降舵、方向舵等主控制舵面，與傳統(tǒng)液壓作動器配合共同驅(qū)動飛機氣動舵面。EMA大多配置在襟翼、縫翼、擾流板等輔助操縱舵面和起落架收放、推力矢量控制、剎車制動器等短時工作的機載操縱部件上。EHA具體實現(xiàn)方案基本固化，紛紛使用伺服電機+定量泵的技術(shù)方案，利用伺服電機的速度控制實現(xiàn)液壓作動筒的速度控制，伺服電機的換向?qū)崿F(xiàn)液壓作動筒的換向，電機采用反電勢為正弦波的永磁同步電機，液壓泵多采用高速微型定量柱塞泵[7]。

2 電靜液作動器的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)機載電作動系統(tǒng)理論研究方面以北京航空航天大學(xué)最為活躍，其在電作動器的方案分析、控制理論研究、余度設(shè)計、直流無刷電機和電機控制器設(shè)計等方面做了很多理論及初步試驗工作。工程技術(shù)實踐方面，西安飛行自動控制研究所、南京液壓機電中心、西安慶安集團(tuán)有限公司和航天運載火箭技術(shù)研究院第18研究所都進(jìn)行了大量的原理研制及實驗工作。

北航的沙南生等[8]根據(jù)文獻(xiàn)并結(jié)合自身研究現(xiàn)狀提出了電作動系統(tǒng)的研究目標(biāo)：對飛行控制舵面，戰(zhàn)斗機的每個作動器最大功率為35～50 kW，民用飛機舵面的典型功率為3 kW。其中，電機轉(zhuǎn)速應(yīng)高達(dá)10000 r/min，其輸出力矩應(yīng)滿足在1000 r/min時為50 N·m；若采用電靜液作動器，液壓泵轉(zhuǎn)速應(yīng)達(dá)到10000 r/min，其排量為1～10 mL/r，電源為DC 270 V。就動態(tài)指標(biāo)而言，電作動器應(yīng)滿足負(fù)載為0.5%～5%時，響應(yīng)頻率為5～30 Hz，另外空載速度、負(fù)載速度等指標(biāo)必須滿足當(dāng)前液壓作動系統(tǒng)作動筒能達(dá)到的指標(biāo)[8]。

西安飛行自動控制研究所實現(xiàn)了大功率EHA/EMA從無到有，從試驗研究到工程試飛的突破，取得了較快的發(fā)展。經(jīng)歷了技術(shù)探索階段、原理樣機研制階段、工程樣機研制階段。2005年完成了首臺EHA原理樣機的研制，實現(xiàn)了EHA工程樣機從無到有；2008年研制了首臺EBHA工程樣機，驗證了EBHA控制方法；2009年進(jìn)行了首臺機械液壓雙余度EHA原理樣機的研制，積累了余度EHA設(shè)計經(jīng)驗；2013年完成了某項目EHA伺服作動系統(tǒng)的研制，并隨載機首飛成功；2014年完成了電氣四余度EHA原理樣機的研制，積累了EHA余度管理設(shè)計經(jīng)驗；同年研制出28 kW大功率EHA原理樣機。經(jīng)過十多年的不斷探索，形成從單通道到雙余度、四余度，從定量泵到自適應(yīng)變量泵，從EHA到EBHA較為完整的產(chǎn)品譜系，可提供電靜液伺服作動系統(tǒng)整套解決方案，并處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

2015年西安飛行自動控制研究所針對大型民機飛控系統(tǒng)電功率作動的需求，開展大功率電靜液作動器研究，完成副翼電作動器原型樣機設(shè)計、生產(chǎn)和測試工作，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制單元、電機控制器和電功率作動器的集成，完成大型民機電作動系統(tǒng)架構(gòu)權(quán)衡研究，為EHA作動技術(shù)在大型民機型號上的應(yīng)用提供支撐。大型民機副翼EHA作動器如圖4所示。

圖4 西安飛行自動控制研究所研制的大型民機副翼EHA作動器

受長期測繪仿制、體制機制、工業(yè)基礎(chǔ)等多方面因素影響制約，國內(nèi)的電作動系統(tǒng)技術(shù)一直在低水平徘徊，許多關(guān)鍵技術(shù)尚未完全掌握。我國關(guān)于EHA作動器的研制，雖在前期進(jìn)行了大量工作，但僅在個別問題上有所突破，還沒有形成完整多電飛機所需的EHA作動系統(tǒng)工程解決方案和工程產(chǎn)品，無法滿足目前啟動的多電寬體客機、多電中型四代機等型號的研制需求，以EHA作動技術(shù)為代表的電作動系統(tǒng)技術(shù)已成為制約我國多電飛機技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

3 EHA功率電傳作動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

電作動系統(tǒng)技術(shù)是繼直接驅(qū)動閥式作動技術(shù)之后的關(guān)鍵作動技術(shù)[9]。然而，第五代戰(zhàn)機隱身、高速等特征要求機載系統(tǒng)具有更強的散熱能力，定向能武器的采用要求機載系統(tǒng)能夠提供更高的能量。遠(yuǎn)程作戰(zhàn)飛機、無人機作戰(zhàn)飛機和高超聲速飛行器對機載作動系統(tǒng)的功重比提出了更高的要求。長航時無人機、遠(yuǎn)程作戰(zhàn)飛機要求機載系統(tǒng)可靠性大幅度提升。大型運輸機對機載系統(tǒng)安全性、通用性和可靠性等提出了跨越式要求。同時，這些裝備共同的要求還包括機載系統(tǒng)具有更高的系統(tǒng)效率和更強的維護(hù)保障能力。以上裝備性能需求均對EHA作動技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展提出了更高要求，因此需進(jìn)一步改進(jìn)EHA作動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并提升其可靠性、功重比、運動精度、效能、溫控性能以及故障容錯能力，成為制約EHA作動技術(shù)發(fā)展的主要技術(shù)難點。而圍繞上述技術(shù)瓶頸，EHA功率電傳作動系統(tǒng)需要突破的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾點內(nèi)容。

3.1 高效大功率伺服控制器技術(shù)

3.1.1 寬溫度范圍下，高壓大功率驅(qū)動電路的工程實現(xiàn)

目前，大功率電機的功率驅(qū)動級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本都采用三相逆變橋，可用于該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率元件大概有兩大類：驅(qū)動芯片+逆變橋、智能功率模塊IPM。前者硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)略為復(fù)雜，硬件開銷大，而且布局布線對信號質(zhì)量及驅(qū)動性能有較大影響；后者集成度高、可靠性高，但溫度范圍為-25～85 ℃，不能進(jìn)行工程化應(yīng)用。且兩類拓?fù)浼軜?gòu)的元器件都需要借助國外元器件廠商，國內(nèi)暫無廠家能提供滿足要求的元器件。

三相逆變橋拓?fù)涞墓β黍?qū)動電路如何工程化實現(xiàn)并進(jìn)行高可靠的工作[10]，是目前需要研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。而實現(xiàn)寬溫度范圍下高壓大功率驅(qū)動電路設(shè)計，需重點突破如下內(nèi)容。

(1)高性能驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計。

EHA作動系統(tǒng)在全工況、大負(fù)載作用情況下，需實現(xiàn)正向電動、正向制動、反向電動和反向制動4個狀態(tài)。在制動狀態(tài)下，大功率電機為發(fā)電狀態(tài)，會產(chǎn)生泵升電壓，疊加在直流母線上，會對直流母線側(cè)的元器件造成高壓損壞的威脅，同時有可能污染電網(wǎng)。將泵升能量快速有效地通過泄放通道泄放掉是提升驅(qū)動電路性能的關(guān)鍵，應(yīng)在電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計中重點考慮。

(2)高可靠大功率驅(qū)動逆變技術(shù)。

逆變技術(shù)就是將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，逆變電路分為無源逆變和有源逆變兩類。將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，直接向非電源?fù)載供電的逆變電路稱為無源逆變電路；將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，向交流電源反饋能量的逆變電路稱為有源逆變電路。無源逆變電路和有源逆變電路的根本區(qū)別在于其進(jìn)行DC/AC變換的目的不同，無源逆變電路的變換目的是給負(fù)載提供交流電源，有源逆變電路的變換目的是將直流電源的能量反饋至交流電源。而為了給大功率電機供電，應(yīng)重點突破基于無源逆變電路的高可靠大功率驅(qū)動逆變技術(shù)。

(3)大功率控制器熱設(shè)計技術(shù)研究。

控制器在驅(qū)動大功率作動器工作時，自身的熱損耗也比較嚴(yán)重，將引起控制器內(nèi)部溫度上升。由于高溫對大多數(shù)電子元器件會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，會導(dǎo)致電子元器件失效，進(jìn)而引起整個設(shè)備的失效[11]。過應(yīng)力(即電、熱或機械應(yīng)力)容易使元器件過早失效。因此，需基于熱分析、熱計算手段，實現(xiàn)控制器元器件選用，完成機上冷板傳導(dǎo)散熱、箱體散熱、導(dǎo)熱板傳熱等散熱方案設(shè)計。

3.1.2 伺服控制器的小型化和散熱設(shè)計技術(shù)

對于越來越多的分布式大功率伺服控制器和作動器遠(yuǎn)程控制架構(gòu)，需要對伺服控制器進(jìn)行小型化設(shè)計。但針對大功率EHA控制，較大的工作電流和發(fā)熱損耗將帶來散熱要求和小型化設(shè)計的矛盾。需研究如何提高控制器的工作效率和散熱能力，實現(xiàn)一定程度上的小型化設(shè)計。

3.1.3 高壓大功率工況下的強弱電電磁兼容問題

DC 270 V的高工作電壓和不低于50 kW的輸出功率必將產(chǎn)生強電磁干擾。在這種環(huán)境下，數(shù)字伺服控制電路容易受到電磁干擾而出現(xiàn)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定、不可靠的情況[12]，同時對強電信號也需要通過隔離檢測、采集后進(jìn)行閉環(huán)反饋。

3.2 高速大功率高功重比電機技術(shù)

大功率、高功率/重量比電機是電作動系統(tǒng)的驅(qū)動部件，電機的功率重量比以及輸出特性直接影響電作動系統(tǒng)的整體效能[13]。因此大功率高重量比直流無刷電機的電磁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，高性能繞組成型方案，高性能新材料的利用，電磁和流體的穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)熱場的分析，電機鐵耗、機損、磁鋼內(nèi)渦流損耗分析和低電感驅(qū)動控制技術(shù)都是研究重點。

3.2.1 高功重比電機設(shè)計技術(shù)

高功重比電機高性能的體現(xiàn)在于電磁、流體、熱以及性能、體積、質(zhì)量等綜合權(quán)衡后所需要達(dá)到的最優(yōu)結(jié)果[14]，因此在設(shè)計時需要進(jìn)行以下5個方面的技術(shù)研究。

(1)高性能材料應(yīng)用研究。

進(jìn)行更高磁能積的硬磁材料應(yīng)用以及更低損耗的軟磁材料應(yīng)用研究，以提高電機整體性能、降低損耗、提升效率和功重比[12]。

(2)電磁架構(gòu)技術(shù)研究。

研究基于Halbach電磁架構(gòu)下電機理論和數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建。這種構(gòu)型無法從現(xiàn)有商業(yè)化設(shè)計軟件中找尋，需要從最基本的麥克斯韋電磁場理論出發(fā)，推導(dǎo)出新型電磁結(jié)構(gòu)下性能的解析計算方法。

(3)電磁性能與損耗的仿真計算。

在奠定電機理論計算模型后，需要進(jìn)行電磁仿真以驗證電機理論計算的正確性。而對于該磁場結(jié)構(gòu)，無法進(jìn)行平面化仿真，因此要進(jìn)行精確的模擬仿真，必須要構(gòu)建正確的立體場仿真模型。在此模型下，進(jìn)行電機電磁場的模擬仿真，驗證解析計算的正確性，同時進(jìn)一步指導(dǎo)電機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。

(4)暫態(tài)流體、電磁場、熱場綜合分析技術(shù)研究。

通過分析影響機械功率輸出的敏感因素，并進(jìn)行優(yōu)化分析，完成全數(shù)學(xué)電磁、熱、流體綜合建模[15]。

(5)電機磁、熱、機械結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計。

在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電機磁、熱、機械結(jié)構(gòu)一體化電機設(shè)計研究。高功率密度電機內(nèi)部電磁場能量密度很高，電機漏磁、齒槽效應(yīng)、磁滯渦流效應(yīng)、飽和效應(yīng)、溫升問題等尤其突出,而且隨著中頻逆變電源的采用,逆變器輸出諧波分量的存在使得電機內(nèi)部電磁場分布更加復(fù)雜,這些因素都影響著電機的性能品質(zhì)[16]。因此必須關(guān)注熱產(chǎn)生機理，在此基礎(chǔ)上重點研究其分析方法，最終指導(dǎo)電磁機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。另外對機械功能輸出影響因素進(jìn)行分析，論證電感電阻等電氣指標(biāo)、磁密分布的電磁指標(biāo)、磁結(jié)構(gòu)尺寸指標(biāo)等，避免出現(xiàn)大功率電動機機械特性偏軟的現(xiàn)象[17]，最終達(dá)到高性能、小體積、小質(zhì)量的目標(biāo)。

3.2.2 高功重比電機工藝實現(xiàn)技術(shù)

對有限空間內(nèi)承受更高電負(fù)荷的繞線方式進(jìn)行探索。為了使電負(fù)荷達(dá)到高效能，繞組所能占用的空間十分有限，特別是需要參與電磁感應(yīng)的有效繞組部分，其體積大小更是受到嚴(yán)格限制，而在這狹小的空間內(nèi)，需要探索最佳的繞線排布方式使得其能承受的電負(fù)荷最大，同時使得其產(chǎn)熱分布更加均勻，避免熱累積。

對繞組定型灌封材料和工藝的研究。在繞組成型工藝完成后，繞組的定型至關(guān)重要[18]。繞組在承受各種類型電磁力的同時還需要承受熱量的沖擊，因此灌封材料必須兼具良導(dǎo)熱、高強度、強絕緣等特性，這對材料提出了較高的要求。為此，需要對繞組定型材料和工藝進(jìn)行摸索研究，為未來電機功率密度的進(jìn)一步提高提供支撐。

3.3 大功率高精度電機控制策略

功率電傳作動器需要具備高動態(tài)、高功重比、高空載速度等特點[8]，為了最大限度地提高電作動器的性能，控制策略方面將重點研究永磁同步電機電流環(huán)無差拍控制技術(shù)、最大轉(zhuǎn)矩電流比控制策略和弱磁增速控制策略。為了滿足功率電傳作動器的高可靠需求，對永磁同步電機重要信息進(jìn)行故障監(jiān)控與容錯控制策略研究[19]。

3.3.1 永磁同步電機電流環(huán)無差拍控制策略

在永磁同步電機數(shù)字控制系統(tǒng)中，電流控制環(huán)的主要作用是在確保穩(wěn)定的前提下，提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能，使電機的實際電流矢量能夠跟隨參考電流矢量[20]。與傳統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器生成參考電壓的方式不同，基于電流預(yù)測控制的主要思想為：在第k個載波周期[kTs,(k+1)Ts]開始時刻kTs，根據(jù)采樣得到的實際電流矢量I(k)，得到電流偏差矢量預(yù)測值ΔI(k)，根據(jù)ΔI(k)和參考電壓輸出U*(k)，計算得到需要的參考電壓矢量U(k)，然后運用SVPWM方法合成這一輸出電壓矢量，使得在(k+1)Ts時刻的實際電流矢量能夠跟蹤參考電流矢量，即ΔI(k+1)=0。

無差拍控制可以最大限度地提高永磁同步電機電流環(huán)的動態(tài)性能[21]，然而該方法提高動態(tài)性能的同時卻犧牲了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，因此采用無差拍控制策略后，對系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的分析勢在必行。通過改進(jìn)無差拍控制的策略，尋找一種新型的無差拍控制方法，犧牲控制系統(tǒng)的少許動態(tài)性能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，進(jìn)而使伺服系統(tǒng)同時滿足動態(tài)性能要求和穩(wěn)定裕度指標(biāo)。電機電阻會隨電機工作溫度的變化而變化，電機定子電感會隨電機繞組電流的變化而變化。而無差拍控制是一種基于模型的控制方法，參數(shù)的變化勢必對系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性帶來嚴(yán)重影響，研究一種消除參數(shù)變化對無差拍控制策略的影響的方法勢在必行。查找表法是一種簡單、有效的辦法，然而如何準(zhǔn)確獲得電機電阻隨溫度的變化曲線，定子dq軸電感隨dq軸電流變化的曲線，即電機離線參數(shù)測量也是研究的關(guān)鍵問題之一。

3.3.2 永磁同步電機弱磁增速控制策略

隨著電機轉(zhuǎn)速不斷升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，電機端電壓達(dá)到逆變器所提供的極限電壓，電機將無法繼續(xù)升高轉(zhuǎn)速。為進(jìn)一步提高電機轉(zhuǎn)速，只有通過調(diào)節(jié)定子電流，即增加直軸電流分量，同時減小交軸電流分量來實現(xiàn)弱磁升速[22]。為最大限度地利用逆變器容量，在弱磁區(qū)控制電流矢量時需沿著電流極限圓逆時針向下旋轉(zhuǎn)。弱磁控制技術(shù)可以充分利用控制器和電機的容量，拓寬電機空載和輕載時的轉(zhuǎn)速范圍，為滿足電作動器最大空載速度和高動態(tài)響應(yīng)的要求提供有力支撐。

弱磁控制算法主要分為以下幾類：公式計算法弱磁控制、查表法弱磁控制、梯度下降法弱磁控制和負(fù)直軸電流補償法弱磁控制等。公式計算法原理簡單，但該方法是一種基于模型的弱磁控制算法，因此其對電機參數(shù)變化較為敏感，電機參數(shù)的變化可能會導(dǎo)致電流環(huán)控制器積分飽和，從而使電機控制失控；而且弱磁控制的最大電壓不能超過逆變器輸出正六邊形電壓邊界內(nèi)切圓，因此逆變器的直流母線電壓沒有被充分利用。直軸負(fù)電流補償法是在最大轉(zhuǎn)矩電流比(Maximum Torque Per Ampere,MTPA)控制策略的基礎(chǔ)上增加電壓閉環(huán)，最大電壓矢量和逆變器指令電壓矢量的差值經(jīng)PI控制器調(diào)節(jié)產(chǎn)生電流矢量角補償量，通過調(diào)整電流矢量角實現(xiàn)電機的弱磁控制。該方法利用MTPA控制的策略得到電流矢量角，在一定程度上減弱了電機參數(shù)的變化對弱磁控制的影響，然而最大電壓也只能設(shè)置在逆變器輸出電壓邊界正六邊形內(nèi)切圓內(nèi)，與公式計算法相比，直流電壓利用率并沒有得到提高。該方法存在電壓外環(huán)，不會出現(xiàn)電流環(huán)控制器積分飽和導(dǎo)致電機失控的現(xiàn)象，因此其穩(wěn)定裕度較高。梯度下降法弱磁控制同樣是在MTPA控制的基礎(chǔ)上將逆變器實際輸出電壓與逆變器實際電壓作差[23]，然后將該差值按照最速梯度下降的原則求解電流矢量角的補償量，通過調(diào)整電流矢量角實現(xiàn)電機的弱磁控制。該方法的優(yōu)勢在于可充分利用逆變器的直流母線電壓，然而需要額外設(shè)置電壓傳感器以檢測逆變器的輸出電壓值。不同的弱磁控制方法具備不同的優(yōu)勢[24]，如何根據(jù)該項目的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計一種既簡單又便于實現(xiàn)，對電機參數(shù)變化不敏感，穩(wěn)定裕度大，同時能滿足項目對電機最大速度要求的方法是該部分的研究重點。

3.4 高可靠高速液壓泵設(shè)計技術(shù)

液壓泵是電靜液作動器的關(guān)鍵部件，如同“心臟”一般為作動器提供液壓壓力、流量[25]，驅(qū)動作動筒及負(fù)載運動。隨著戰(zhàn)機高速大機動的作戰(zhàn)需求的提升以及舵機的輸出力和速度指標(biāo)的不斷提高，液壓泵只有向高速、高壓、長壽命方向發(fā)展，才能提高EHA的功重比、可靠性和動態(tài)性能，滿足工程應(yīng)用要求[26]。目前航空液壓泵壓力多為21 MPa/28 MPa，轉(zhuǎn)速在萬轉(zhuǎn)以下。為了提高功重比，液壓柱塞泵將實現(xiàn)額定壓力35 MPa，轉(zhuǎn)速在萬轉(zhuǎn)以上，并且做到小型化插裝式設(shè)計，這給液壓泵的密封、耐壓、耐磨等特性以及精密加工制造提出了很大挑戰(zhàn)[27]。同時為了減少體積、質(zhì)量，雙系統(tǒng)EHA中有一個系統(tǒng)采用了非對稱腔作動筒，為了匹配不同的流量需求，該系統(tǒng)必須研制專用非對稱排量的高速液壓泵[28]。

面對上述關(guān)鍵技術(shù)及難點，需開展液壓泵高速摩擦副油膜特性的研究、高速摩擦副的油膜潤滑和摩擦磨損機理研究以及非對稱泵配流設(shè)計研究，突破插裝泵一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計、非對稱流量泵配流設(shè)計、核心零件配合副的高精加工/成型、高速重載摩擦副的配對材料選擇、摩擦副油膜潤滑特性分析和寬溫范圍全性能試驗驗證等關(guān)鍵技術(shù)。

3.5 EHA監(jiān)控器的設(shè)計

EHA作動器與傳統(tǒng)的液壓作動器存在較大差異，因此監(jiān)控器的種類也與液壓作動器存在本質(zhì)區(qū)別[29]。EHA作動器的監(jiān)控器主要包括：① 電壓監(jiān)控器：主要用于監(jiān)控控制器的一次側(cè)和二次側(cè)電壓，包括控制器28 V輸入電壓，15 V、-15 V、3.3 V、7 V 1.8 kHz交流激磁電壓，7V 10 kHz交流激磁電壓等。② 母線電壓監(jiān)控：主要監(jiān)測控制器直流母線電壓是否故障。③ 作動器指令表決監(jiān)控：監(jiān)控3個通道的指令是否一致[30]。④ 指令電流比較監(jiān)控：當(dāng)兩個液壓系統(tǒng)均正常工作時，在作動器力均衡控制策略的作用下，兩個電機的輸出扭矩基本相當(dāng)，該監(jiān)控器用于監(jiān)控作動器各自通道的電流指令是否故障。⑤ 旋轉(zhuǎn)變壓器監(jiān)控：用于監(jiān)控電機測速鏈路內(nèi)是否發(fā)生故障。⑥ 絕緣柵雙極晶體管(IGBT)基極驅(qū)動電路監(jiān)控：用于監(jiān)控IGBT基極驅(qū)動電路是否存在欠壓等故障。⑦ 電機相電流監(jiān)控：用于監(jiān)控電機電流傳感器是否發(fā)生故障。⑧ 電機溫度監(jiān)控：檢測電機工作溫度。⑨ 油液溫度監(jiān)控：監(jiān)控作動器油液溫度，油液溫度過低，作動器的黏滯阻尼過大，會影響作動器正常工作。⑩ 在線電流監(jiān)控：用于監(jiān)控電機的電流環(huán)是否處在閉環(huán)狀態(tài)，電機是否可控。SOV電流模型監(jiān)控：監(jiān)控SOV的工作狀態(tài)是否正常。作動器速度轉(zhuǎn)換模型監(jiān)控：主要用于監(jiān)控電機—泵—液壓油—作動筒之間的傳遞關(guān)系是否正常，該監(jiān)控器在壓力傳感器正常工作的情況下，也能監(jiān)控出作動器的過載問題[31]。電機泵模型監(jiān)控：主要監(jiān)控電機和液壓泵的狀態(tài)是否正常，當(dāng)電機或柱塞泵存在較為嚴(yán)重的機械卡阻情況，該監(jiān)控器將報故[32]。壓力傳感器監(jiān)控：監(jiān)控壓力傳感器是否正常工作。蓄能器液位位置監(jiān)控：測試蓄能器的液位，當(dāng)蓄能器內(nèi)的液位過低或者過高時，該監(jiān)控器報故障。

4 對EHA作動技術(shù)未來發(fā)展的動向展望

上述EHA作動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要對標(biāo)現(xiàn)有戰(zhàn)機的技術(shù)要求，而對于新時期的空戰(zhàn)裝備，特別是新一代(第六代)戰(zhàn)機，目前各國給出的方案均為無尾翼或小尾翼的機身一體的超扁平結(jié)構(gòu)，同時具有超高音速飛行、超遠(yuǎn)距離巡航、超高靈活機動、無人化自主作戰(zhàn)、高智能化程度等全新能力[33-34]，這對EHA作動技術(shù)的發(fā)展又提出了全新要求，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

4.1 EHA作動系統(tǒng)的集成化/輕量化設(shè)計技術(shù)

下一代戰(zhàn)機翼的機身一體的扁平化結(jié)構(gòu)特點，以及飛機在超高速、長距離巡航過程中對能耗的限制，要求EHA作動系統(tǒng)具有小型化、輕量化、結(jié)構(gòu)緊湊、高功重比等特點[35]，這對EHA作動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了較高的挑戰(zhàn)。通過選擇輕量化材料，基于最小包絡(luò)準(zhǔn)則，開展電液伺服閥、功能閥、殼體、筒體、電機與泵的一體化設(shè)計；并在滿足工作能力要求的情況下簡化傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)；同時結(jié)合3D打印作動器設(shè)計技術(shù)以及大流量、小體積、快速響應(yīng)2D伺服閥技術(shù)等；實現(xiàn)EHA作動系統(tǒng)輕量化、小型化，以及工作效能及功重比的提升，以滿足新一代戰(zhàn)機的結(jié)構(gòu)特點與飛行要求。

4.2 EHA作動系統(tǒng)余度管理與容錯控制技術(shù)

為提升EHA作動系統(tǒng)的整體可靠性，廣泛采用了機械、電氣、控制余度設(shè)計準(zhǔn)則，通過作動系統(tǒng)的軟硬件備份實現(xiàn)故障的可靠容錯。然而，多余度通道同時工作時易產(chǎn)生相互影響，例如對于具有兩個相互串聯(lián)的液壓缸和活塞桿的雙余度作動系統(tǒng)，兩個獨立的液壓系統(tǒng)同時供油時易發(fā)生活塞桿輸出的力紛爭現(xiàn)象，從而嚴(yán)重影響作動系統(tǒng)的工作效果。因此，需要研究EHA作動系統(tǒng)的余度管理技術(shù)[36]，攻克啟動邏輯、模態(tài)轉(zhuǎn)換保持邏輯等電作動系統(tǒng)特有難題，確保多余度間協(xié)同工作。進(jìn)一步，引入作動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控與故障檢測技術(shù)，實時監(jiān)控作動器工作狀態(tài)，并在某通道故障后迅速完成重構(gòu)，完成故障容錯控制，保證EHA作動系統(tǒng)的高可靠性。

4.3 功率電傳EHA作動系統(tǒng)能量傳輸與匹配運行技術(shù)

功率電傳EHA作動系統(tǒng)的主要控制形式為伺服電機控制變量或定量液壓泵，通過容積調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動作動系統(tǒng)。其主要特征是內(nèi)嵌靜液傳動機構(gòu)，但目前主要面臨動態(tài)特性差、功率密度低、熱效應(yīng)嚴(yán)重和余度配置困難等問題，低動態(tài)特性是制約電靜液作動器在飛行器中廣泛應(yīng)用的主要因素之一[37]。因此，需要對電靜液作動器各環(huán)節(jié)固有頻率特性和功率需求進(jìn)行分析，揭示電機泵組固有頻率低和高頻輸出功率不足的主要決定因素，特別是解釋容積伺服控制多變量輸入、強非線性、動態(tài)特性與負(fù)載耦合嚴(yán)重、功率匹配約束控制等內(nèi)在機理，優(yōu)化EHA作動系統(tǒng)的能量傳輸與匹配運行能力。

4.4 大功率EHA熱管理技術(shù)

隨著多電、全電等航空技術(shù)的不斷應(yīng)用，促使機載飛控電子必須向大功率方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)有的、未來的航空技術(shù)對飛控電子的功能性能要求，EHA作動系統(tǒng)也不例外。然而，大功率EHA作動系統(tǒng)工作時將產(chǎn)生大量熱量[38]，例如質(zhì)量為10 kg的50 kW級以上的大功率EHA作動系統(tǒng)，即使逆變效率達(dá)到90%，其熱功率依然達(dá)到5 kW的量級，其功率密度高達(dá)500 W/kg，直接影響控制器與作動器的工作安全性。因此，必須根據(jù)各種機上安裝的環(huán)境條件，提出針對性的熱管理方案，解決EHA控制器的散熱問題，保證設(shè)備的可靠工作。

4.5 智能化EHA作動技術(shù)

隨著數(shù)字伺服技術(shù)的日益成熟，智能控制策略、智能故障檢測和健康管理技術(shù)的發(fā)展，智能EHA作動系統(tǒng)將成為未來機載作動系統(tǒng)的發(fā)展方向。相對傳統(tǒng)機載作動系統(tǒng)的伺服作動器，智能作動器將以余度數(shù)字伺服技術(shù)為基礎(chǔ)，采用智能補償算法和控制策略提高作動器的性能，降低作動器的各種固有非線性對其性能的影響。同時，由于數(shù)字控制可以采用智能故障診斷技術(shù)實現(xiàn)作動器的故障定位隔離，采用重構(gòu)等技術(shù)可以實現(xiàn)作動器電氣通道的智能容錯，因此，作動系統(tǒng)智能化將顯著提高飛機的可靠性、安全性及維護(hù)性，成為作動技術(shù)重點發(fā)展的方向之一[39]。

5 結(jié)束語

為簡化傳統(tǒng)飛機的冗雜液壓系統(tǒng)，多電/全電航空技術(shù)在近幾年得到了迅猛發(fā)展，而EHA電傳作動技術(shù)憑借其高效率、低泄漏、高可靠、長壽命等一系列特點，必將在未來飛機中得到廣泛應(yīng)用。就調(diào)研情況來看，目前EHA作動技術(shù)主要注重功率、運行速度和故障檢測能力的提升，以滿足現(xiàn)階段飛機的高速靈活機動要求，因此目前國內(nèi)外學(xué)者主要圍繞大功率EHA作動器及其關(guān)鍵部組件開展研究。而下一代戰(zhàn)機的高超音速、遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)、長時間巡航、高靈活機動、超高靈活機動、無人化自主作戰(zhàn)、高智能化程度、超扁平結(jié)構(gòu)等性能特點，對EHA作動系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)輕量化、小型化、整體可靠性和智能化程度提升等提出了全新技術(shù)要求，具體體現(xiàn)在以下5個方面。

① EHA作動系統(tǒng)的集成化/輕量化設(shè)計技術(shù)。

② EHA作動系統(tǒng)余度管理與容錯控制技術(shù)。

③ 功率電傳EHA作動系統(tǒng)能量傳輸與匹配運行。

④ 大功率EHA熱管理技術(shù)。

⑤ 智能化EHA作動技術(shù)。

相信隨著上述關(guān)鍵技術(shù)的不斷攻克，EHA作動系統(tǒng)性能將不斷提升，用于下一代戰(zhàn)機也只是時間問題。

目前，在國外電傳伺服作動領(lǐng)域，EHA作動技術(shù)已成功應(yīng)用于軍機與民機中，而國內(nèi)對EHA作動技術(shù)的研究起步較晚，尚處于原理樣機驗證階段，限制其上機應(yīng)用的挑戰(zhàn)來自于各個方面，特別是材料的研究、工藝的提升、技術(shù)的創(chuàng)新等方面。但國內(nèi)多家研究所和高校正在不斷努力突破EHA作動系統(tǒng)研制中的各項關(guān)鍵技術(shù)。相信在不遠(yuǎn)的將來，我國的飛機也能用上自主研制的先進(jìn)EHA作動技術(shù)。