飛行控制教程進(jìn)階版（上）

你看飛機(jī)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(jī)非常復(fù)雜、非常“高大上”，開飛機(jī)是一件十分困難的事？其實(shí)作為一種交通工具，飛機(jī)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(jī)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?？催^上一期雜志的同學(xué)們已經(jīng)認(rèn)識過這些操縱機(jī)構(gòu)，今天，在簡單回顧三大操縱機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)知識后，我們一起深入學(xué)習(xí)飛行控制系統(tǒng)的更多知識吧。

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

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

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

飛機(jī)的大部分動作都是通過操縱桿完成的。當(dāng)乘坐客機(jī)時，你可以留心一下飛機(jī)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?yàn)轱w機(jī)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(jī)的姿態(tài)改變是依靠飛機(jī)上的可動翼面來控制的。在飛機(jī)的“控制三件套”里，節(jié)流閥是安裝在發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)將會牽拉對應(yīng)的翼面，改變飛機(jī)受到的空氣動力，從而使飛機(jī)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(jī)仍在使用這種控制方式。

實(shí)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(dǎo)致飛機(jī)失控，飛機(jī)往往會使用兩到三根備份鋼絲繩。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是在飛行時，飛機(jī)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(jī)的飛行狀態(tài)——對于新飛行員來說，方便他們提高飛機(jī)飛行認(rèn)知，而對于老飛行員來說，通過感受飛機(jī)的震動，他們幾乎可以達(dá)到“人機(jī)合一”的狀態(tài)。

一戰(zhàn)到二戰(zhàn)期間，大部分飛機(jī)都采用這種操控方式，但是隨著航空技術(shù)的發(fā)展，飛機(jī)的速度變得越來越快，飛機(jī)的翼面在擺動的時候需要越來越大的力量（也就是說，飛機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)操縱桿，白白送命。

如何獲得更強(qiáng)的控制力量？

二戰(zhàn)末期，噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)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(fēng)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(jī)械式飛行操縱系統(tǒng)已經(jīng)無法操控這種高速戰(zhàn)斗機(jī)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(qiáng)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(jī)械，比如拖拉機(jī)、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(biāo)志著第二代飛行控制系統(tǒng)的誕生。飛機(jī)設(shè)計一般采用液壓助力操縱法?！爸Α鳖櫭剂x，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(fù)擔(dān)一小部分力量，大部分力量由液壓系統(tǒng)承擔(dān)。這樣，飛行員仍然可以感覺到飛機(jī)的翼面動作，同時又不至于因?yàn)椴倏v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(yīng)用至今。直到今天，很多老式戰(zhàn)斗機(jī)和客機(jī)，仍然使用液壓飛行控制系統(tǒng)。