客机与电传操纵
电传操纵系统PPT课件
重量加大； 难于“绕”过机内设备； 易与发动机发生共振！
混 兼有硬式和软式的优点和缺点！ 合
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A320
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主舵面的操纵性
飞机在空中的操纵是通过三个操纵面——升降舵、方向舵和副翼来进行 的。
转动这三个操纵舵面，在气流的作用下，就会对飞机产生操纵力矩，使 其绕横轴、立轴和纵轴转动，从而改变飞机的飞行姿态，实现飞机的俯仰、 偏航和滚转。
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驾驶杆
推拉驾驶杆操纵升降舵； 左右压杆操纵副翼。 横、纵向操纵具有独立性， 即操纵驾驶杆时升降舵和副翼，两者不 会互相干扰。
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驾驶盘式
（1）前后压驾驶盘操纵升降舵； （2）左右转动驾驶盘可操纵副翼
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脚操纵机构有脚镫平放式和脚镫立放式两种。 平放式:蹬脚镫时，脚镫只作平移而不转动。 立放式:蹬脚镫时，通过传动杆和摇臂等构件的传动而使方向舵偏转的。左右脚镫 的动作是协调的，即一个脚镫向前时，另一个脚镫向后。
位置。马赫配平作动筒对调整驾驶杆中立位置的升降舵感觉和定中组件进行 重新定位。
水平安定面配平系统——提供飞机纵向配平。
方向舵配平系统——控制电门对调整方向舵中立位置的方向舵感觉和定中组件 进行电动定位。方向舵脚蹬随之相应移动。方向舵配平指示器显示方向舵配平 位置。
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方向舵配平
水平安定面 配平手轮
飞机的侧向操纵（滚转操纵）
• 左压盘，左副翼上偏，右副翼下偏，产生左横滚 力矩，飞机左滚转。
• 右压盘，右副翼上偏，左副翼下偏，产生右横滚 力矩，飞机右滚转。
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（2）辅助操纵系统
• 扰流板 • 调整片 • 前/后缘襟翼 • 前缘缝翼 与• 主水操平纵系安统定的区面别：
A320电传操纵飞机在大风条件中的控制解析
从上三个案例我们可以看到风对飞行所产生的严重影响。 但是在日常的飞行任务中，风又是我们不得不面对的客观因素。 比如沈阳前几天接连的大风最大高达20m/s，甚至造成了航班 备降。所以怎样在大风颠簸条件下更好更安全的完成飞行任务 是需要每位飞行员深入思考的问题。通过分析之前的三个案例， 可以看出虽然事故性质不同，结果不同，但其中又存在一定的 共性，主要体现在人、机、环三个方面。本文主要综合这三个 角度浅谈A320系列电传飞机在大风条件下着陆。
风向、风速对飞机的起降、爬升、下滑、平飞、停放机坪等 均有直接影响。一般飞行我们都选择在逆风条件下起降,因为逆风 能获得较大的升力和阻力,缩短滑跑距离。着陆时逆风便于修改航 向,对准跑道,减小对地的冲击力。侧风不能过大,否则无法起降。 易造成飞行事故的是风切变,因为由风切变造成的动力湍流,有许 多大小不一的涡旋,风切变越大,湍流越强。在低谷由强风切变形 成的湍流,对飞机除了造成颠簸外,还严重影响飞机起降安全,据统 计占航空事故的20%左右。当风速大于17m/s(相当于8级)且风向 与跑道方向有一定的夹角时,就会危及飞机起降安全,特别是低空 有风切变或高空有强急流时极易发生飞行事故。世界上因为大风 所导致的事故比比皆是。
首先，机-飞机。既然是探讨A320系列飞机，那么我们首先从飞机 的角度上来看看A320系列飞机的一些基本操纵特性。 1.A320使用电传操纵。不同的方式下，飞机有不同的操纵特性， A320系列飞机的飞行方式分为飞行模式与地面模式。 -飞行模式。正常法则下，飞行员通过侧杆将指令传给计算机，计 算机再发送指令给操纵面，操纵量与姿态变化率成正比，所以在合适 的姿态松开侧杆，飞机的姿态就维持在松开侧杆时的姿态不会变化。 只要杆不在中立就有信号的输入，舵面就会一直产生偏转，坡度与俯 仰就会一直增大，达到保护值为止。 另外，当飞机通过50英尺无线电高度时自动配平中止，俯仰模式 变为拉平模式。在50英尺时的姿态被记忆并且成为俯仰姿态控制的初 始基准。低于30英尺时系统开始减小俯仰姿态，在8秒内减小至机头向 下2度。所以飞行员必以传统方式拉杆以使飞机保持原有航迹，与传统 飞机一样。 -地面模式。飞机接地后变为地面模式，在地面方式下，，不用经 过计算机的互换，一定的侧杆偏转度可得到相应的操纵面偏转。
民航飞控系统—阻尼增稳和电传操纵系统
三.电传操纵系统的发展与应用
• 电传操纵系统的发展
1．上世纪50年代末: 电传操纵系统出现
第一架采用电传操纵系统的作战飞机是F-111， 该机于1964年开始飞行 ，当时采用了三余度带机 械备分的模拟式系统。之后在其它型号的飞机 （如“狂风”战斗机，F-8C飞机，西德的F-104G、 波音YC-14短距起落运输机等）也进行了电传操纵 系统验证，并且开始采用数字式系统。
3.3 控制增稳系统
---阻尼器或增稳系统改善飞机的阻尼和稳定性。 ---增稳系统引入反馈信号与飞行员指令信号的综 合，影响了飞机的操纵性能，降低了飞行员的操 纵灵敏度 。
俯仰控制增稳系统的方框图
俯仰控制增稳系统的工作原理
① 驾驶员的操纵信号经由不可逆助力操纵系统构
成的机械通道使升降舵面偏转 M ； ② 驾驶员的操纵信号同时又经前馈电气通道，由
份 系统，以实现操纵和控制飞机；
---机械备分系统简单、性能稍差，可靠； ---模拟式；数字式；应急机械备分。
（2）控制增稳系统控制律设计
精心设计控制增稳系统中的前馈、反馈以及正向 通道的控制器——实现所要求的飞行品质（稳定 性、操纵性、最佳的和随飞行状态很少变化的操 纵杆力梯度、位移梯度等）。 （3）机内自检测和飞行监控技术 满足电传操纵系统的飞行安全和维护要求，达到 系统可靠性和故障工作要求。 （4）四防设计
1. 全机械操纵系统 ：钢索软式 拉杆硬式操纵
2. 半助力的机械操纵系统 液压助力器 安装在操纵系统中 或钢索感受舵面上所受到的气动力 感觉来操纵飞机。
通过拉杆 依据这种
3.全助力操纵系统
---人感系统：产生驾驶员操纵感觉
驾驶员操纵指令 控制助力器上的分油活门
助力器 改变舵面的偏转 。 （存在问题：驾驶杆上所承受的杆力与飞行状 态无关，驾驶员无法从杆力的大小来感受飞机飞 行状态的变化）
空客A320真机与模拟机的电传操纵对比
电传操纵
电传操纵（Fly-ByWire）是航空领域中 一种将航空器驾驶员 的操纵输入，通过转 换器转变为电信号， 经计算机或电子控制 机器处理，再通过电 缆传输到执行机构一 种操纵系统。它省掉 了传统操纵系统中的 机械传动装置和液压 管路。
A320飞行控制系统概述-F/CTL 舵面
电传操作简图
史都华平台
空客A320真机与
模拟机的电传操 纵对比
飞机的飞控系统
飞行控制系统（Aircraft flight control system） 是由控制面、驾驶舱操控装置、铰链以及必要 的机械机构组成，用以控制飞机飞行。
机械式
最基本的飞行控 制系统。常见于 空气动力不是很 强的早期飞机或 现代的小型飞机。 这类飞控系统利 用各种机械部件 如杆、绳索、滑 轮甚至链条将飞 行员的操纵力从 驾驶舱操纵装置 传递到控制面上
3部SEC(扰流板升降舵计算机) 提供：扰流板控制、备用升降舵和安定面控制
2部FAC(飞行增稳计算机) 提供方向舵电动控制
2部FCDC 飞行操纵数据集中器（FCDU）从ELAC和SEC获得数据 并将数据送至电子仪表系统（EIS）和中央故障显示系统 （CFDS）
部件安装位置
Motion Base
飞行控制系统概述-F/CTL 计算机
F/CTL 计算机的配置
2 个 EALC 升降舵副翼计算机 3 个 SEC 扰流板升降舵计算机 2 个 FACห้องสมุดไป่ตู้飞行增稳计算机 2 个 SFCC 襟缝翼计算机
系统简介
2部ELAC(升降舵副翼计算机) 提供：正常升降舵和安定面控制、副翼控制
飞机电传操纵系统的前生今世
飞机电传操纵系统的前⽣今世B-2幽灵幽灵(Spirit)轰炸机⼀、机械式操纵系统⼈⼯操作机械操作系统⽰意图机械操纵系统最基本的飞⾏控制系统，常见于空⽓动⼒不是很强的早期飞机或现代的⼩型飞机。
这类飞控系统利⽤各种机械部件如杆、绳索、滑轮甚⾄链条将飞⾏员的操纵⼒从驾驶舱操纵装置传递到控制⾯上。
⼆、液压式操纵系统1、概述随着航空器尺⼨的增⼤和性能的提⾼，机械式飞⾏操纵系统的复杂程度和重量也⼤幅度增加，⼤⼤限制了航空器的发展。
为了克服这些限制，液压式飞⾏操纵系统出现了。
液压飞⾏操纵系统出现后，航空器的尺⼨和性能不再受驾驶员⼒量的限制，⽽只是受经济成本的限制。
液压式飞控系统由两部分组成：a、机械回路⼈⼯操作机械操作系统⽰意图机械回路连接着驾驶舱和液压回路。
如同机械式系统，机械回路也基本由各种杆、绞索、滑轮甚⾄铰链组成。
b、液压回路液压回路包含液压泵、液压管、液压阀门以及执⾏装置等。
执⾏装置通过液压泵产⽣的流体压⼒驱动飞机的各控制⾯。
⽽伺服阀则控制着执⾏装置的动作。
飞⾏员的操纵动作通过机械回路传递到液压回路中相应的伺服阀，然后液压泵驱动执⾏机构操纵飞机的各控制⾯。
液压式飞控系统见于⽼式的喷⽓运输机和⼀些⾼性能飞机。
例如安-225运输机和洛克西德公司的⿊鸟（SR-71）。
2、⼈⼯感觉反馈对于机械式飞控系统，飞⾏员经由机械装置可以感受到作⽤于飞机各个舵⾯上的⽓⼒。
这种触觉反馈增强了飞⾏安全性。
例如，在⽕神（Avro Vulcan）喷⽓轰炸机上，⼈们就利⽤⼀种弹性装置来实现这种控制反馈。
通过移动该装置的⽀点，⼈们可以使反馈⼒（对于升降舵）与空速的平⽅成正⽐。
这样，⾼速飞⾏时所需的操纵⼒量就迅速增加了。
3、机械助⼒助⼒机械操作系统⽰意图早期的飞机只是直接⼈⼯机械操纵。
随着飞机的尺⼨和速度的增加，驾驶员再直接通过钢索去拉动舵⾯感到困难，于是作为驾驶员辅助操纵装置的液压助⼒器安装在操纵系统中。
它由⼀个并联的液压作动器来增⼤驾驶员施加在操纵钢索上的作⽤⼒，⽬前液压助⼒器仍在许多飞机上使⽤。
电传操纵技术范文
电传操纵技术是一种广泛应用于现代航空领域的技术。
它是利用电信号传输数据，实现飞行器的精准操纵和控制。
在这项技术的帮助下，飞行员无需直接接触到飞行器的操纵杆或踏板，而是通过电传信号控制飞行器的方向、高度、速度等指标。
在本文中，我们将深入探讨电传操纵技术的原理、优势和应用。
一、电传操纵技术的原理电传操纵技术的核心在于电信号的传输。
飞行器上的操纵杆与飞机襟翼、尾翼、方向舵等控制面相连，当飞行员通过操纵杆对其进行操作时，操纵杆的移动会产生相应的电信号，通过飞机内部的信号传输系统传输到控制面上，从而改变控制面的位置和角度，实现飞机的转向、升降等操作。
这种技术的优点在于其快速、准确和稳定，能够避免机械连接带来的失控情况。
二、电传操纵技术的优势1.快速响应电传操纵技术通过电信号传输，相比传统的机械连接方式，响应速度更快，飞机能够更快地响应飞行员的指令，减少了响应时间对控制飞机的影响。
2.准确性高电传操纵技术可以精确测定控制面的位置和姿态，避免了传统机械连接方式因磨损和老化等原因导致误差的发生。
3.节省重量和空间传统的机械连接方式需要大量的空间和重量，而使用电传操纵技术后，可以在控制面和飞机之间减少连接件、杆件等机械结构，从而减少了重量和空间，为飞机的设计提供了更多的灵活性。
4.可靠性高电传操纵技术采用数字化的信号传输，相对于机械连接方式来说，更加可靠。
在传统机械连接方式下，如果连接件出现故障，将会导致飞机失去控制，甚至导致坠机。
而电传操纵技术采用电信号传输，只要电路没有故障，就能够保证飞机的控制。
三、电传操纵技术的应用电传操纵技术被广泛应用于民航、军用航空等领域。
它不仅提升了飞机的操纵质量和安全性，还为飞行员带来了更加舒适和安全的飞行体验。
以下是电传操纵技术在不同领域的应用。
1.民航领域在民航领域中，电传操纵技术被广泛应用于大型喷气式客机、航天器和直升飞机等。
电传操纵技术的应用可以实现飞机的快速响应和准确操纵，提升了航班的安全性和舒适性。
各种飞机的操纵原理
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②驾驶杆力
飞行员操纵驾驶盘，要施加一定的力，这个力简称 为杆力。
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I. 杆力的产生和影响因素 舵面上铰链力矩的产生:
铰链力矩
铰链
飞行员推杆后，升降舵下偏，升降舵上产生向上的空 气动力，对铰链形成的力矩。
飞机的方向操纵性（无滚转）
– 飞行中改变侧滑角的基本原理 – 蹬舵反倾斜现象
飞机的横侧操纵性（无侧滑）
– 飞行中不带侧滑的横侧操纵基本原理
– 横侧反操纵(有害偏航) – 副翼操纵的失效和反逆
– 提高飞机侧向操纵效率
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直升机的操纵机构
尾翼
旋翼
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飞机的操纵性小结
操纵性的定义 飞机的俯仰操纵性
座舱操纵机构
手脚操纵机构
驾驶杆、脚蹬操纵机构、 安装座操纵摇臂、支架、 连杆
油门操纵机构：对发动机的控制
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操纵负荷系统力感介绍
力感仿真是指飞行员完成任务的操纵感觉仿真：功 能是模拟飞机在飞行、地面滑行过程中以及故障状 态下，飞行员驾驶飞机时的操纵力感，复现飞机在 不同飞行条件下和不同操纵模式下操纵系统的静态 和动态特性。
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I. 杆力的产生和影响因素 杆力的产生:
由M枢轴 传来的力
L舵 M枢轴
枢轴
铰链力矩迫使升降舵和杆回到中立位，为保持舵偏角 和杆位置不变，飞行员必须用一定力推杆才能平衡铰链 力矩。
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II. 调整片的作用 飞行中调整片可以减小和消除杆力。
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●飞行中调整片可以 减小和消除杆力。
调整片在保 持平尾升力不变 的前提下，通过 偏转配平调整片 使舵面铰链力矩 为零。
《飞机电传操纵系统与主动控制技术》飞机-教材-自动飞行控
《飞机电传操纵系统与主动控制技术》——飞机教材自动飞行控制一、飞机电传操纵系统的概述飞机电传操纵系统，简称FBW（FlyWire），是一种利用电子信号传输指令的飞行控制系统。
它取代了传统的机械操纵系统，将飞行员的操纵指令转化为电子信号，通过计算机处理后，控制飞机的舵面和发动机，实现飞行控制。
电传操纵系统的优势在于重量轻、可靠性高、响应速度快、操纵灵活，并且能够实现复杂的飞行控制律。
在现代民用和军用飞机中，电传操纵系统已成为标配。
二、电传操纵系统的组成及工作原理1. 组成（1）操纵杆：飞行员通过操纵杆输入指令。
（2）传感器：实时监测飞机的姿态、速度等参数。
（3）飞行控制计算机：处理飞行员指令和传感器数据，输出控制信号。
（4）执行机构：根据控制信号，驱动飞机舵面和发动机。
2. 工作原理（1）飞行员操纵杆输入指令。
（2）传感器将飞机的姿态、速度等参数传输给飞行控制计算机。
（3）飞行控制计算机根据预设的控制律，处理飞行员指令和传感器数据，输出控制信号。
（4）执行机构根据控制信号，驱动飞机舵面和发动机，实现飞行控制。
三、主动控制技术及其在电传操纵系统中的应用1. 主动控制技术概述主动控制技术是指通过飞行控制系统，对飞机的气动布局、结构强度和飞行性能进行实时优化，以提高飞行品质和性能。
在电传操纵系统中，主动控制技术发挥着重要作用。
2. 主动控制技术在电传操纵系统中的应用（1）放宽静稳定性（RSS）：通过主动控制技术，使飞机在飞行过程中保持较小的静稳定性，提高飞行性能。
（2）机动载荷控制（MLC）：在飞机进行机动飞行时，主动控制技术可减小机动载荷，降低结构疲劳。
（3）颤振抑制：利用主动控制技术，实时监测飞机结构振动，采取措施抑制颤振现象。
（4）阵风减缓：在遭遇阵风时，主动控制技术可减小飞机受阵风影响，提高乘坐舒适性。
飞机电传操纵系统与主动控制技术的结合，为现代飞行器带来了更高的性能和安全性。
在未来的航空领域，这两项技术将继续发挥重要作用，推动飞行器的发展。
电传操纵系统(03)
第 1 章飞行掌握系统概述1.1现代飞机飞行掌握系统1.1.1现代飞行掌握系统的功能自从上世纪初，世界上第一架重于空气的飞机诞生以来，驾驶员主要是通过机械操纵系统操纵相应舵面对飞机进展掌握的。
但随着飞行任务的不断简单化，不仅飞行距离远，高度高，而且还要求有良好的操纵品质。
为了解除驾驶员在长距离飞行中的疲乏，并使其集中精力完成飞行任务和改善飞机的操纵品质，故期望有一种装置和系统，掌握飞机实现自动飞行并改善飞机的飞行特性。
这套系统就是现代飞机上安装的飞行掌握系统。
归纳起来，现代飞机的飞行掌握系统主要作用是：1.实现飞机的自动飞行：飞机的自动飞行掌握就是利用一套特地的系统，在无人参与的条件下，自动操纵飞机按规定的姿势和航迹飞行，通常可实现对飞机的三轴姿势角及飞机三个方向空间位置的自动掌握与稳定。
例如，对于完全无人驾驶的飞行器，如无人机或等，实现完全的飞行自动掌握。
对现代有人驾驶飞机〔如民用客机或军用飞机〕，虽然有人参与驾驶，但在某些飞行阶段〔如巡航等〕，驾驶员可以不直接参与操纵，而由飞行掌握系统实现对飞机飞行的自动掌握。
但飞行员应完成对自动飞行指令的设置和监视自动飞行的进展，并随时可以切断自动掌握而实现人工驾驶。
承受自动飞行的好处主要是:·长距离飞行时解除驾驶员的疲乏，减轻驾驶员的工作负担；·在一些坏的天气或简单的环境下，驾驶员难于准确掌握飞机的姿势和航迹，自动飞行掌握系统可以实现对飞机姿势和航迹的准确掌握；·有一些飞行操纵任务，驾驶员难于准确完成，如进场着陆，承受自动飞行掌握则可以较好地完成这些任务。
2.实现对飞机性能的改善一般说，飞机的性能和飞行品质是由飞机本身的气动特性和发动机特性打算的。
但随着飞机的飞行高度及速度的渐渐扩大，飞机的自身特性将会变坏。
如飞机在高空飞行时，由于空气淡薄，飞机的阻尼特性变坏，致使飞机角运动产生严峻的摇摆，靠驾驶员人工操纵将会很困难。
此外，现代飞机设计时，为了减轻重量，削减阻力和提高有用升力，常将飞机设计成是静不稳定的。
A320电传操纵飞机在大风条件中的控制
风的限定标准是一个飞行员做出决断的依据，但天气是变化 的，真实情况下经常会有一些突发的情况需要考虑。雷雨天气下 或冷暖气团交汇处，乱流大风十分常见，其中经常伴随有低空风 切变，对飞机进近产生极大影响，是春季与夏季飞行最大的隐形 杀手。 风切变划分为顺风风切变、逆风风切变、侧风风切变和下冲 气流四种类型。对飞行安全构成严重威胁的主要有顺风风切变和 下冲气流两种。顺风风切变是指飞机从小的顺风进入到大的顺风 区域，或从逆风进入顺风区域以及从大的逆风进入小的逆风区域 等几种情况。这是一种比较危险的风切变形式。下冲气流切变， 指飞机从无明显的升降气流区域进入到强烈的下冲气流区的情形。 它会使飞机突然下沉，危害最大。具有明显的猝发性特征。飞机 在雷暴母体云下面通过时就会遇到这种情形。当飞机对正跑道， 准备下降着陆过程中，如果先遇到顶风再转为顺风的风切变时， 对安全的危害非常大。
第三，人-人为因素。在人为方面，存在主观上的区别。尽 管现在的飞机设计非常先进而且人性化,力图给飞行员创造条件 使操作失误的概率降到最低,但人为失误却时有发生, 人为失误更 一直是飞行事故的最主要原因，主要有以下几点：1）飞行员决 断或操作错误；2）疏忽或判断失误；3）飞行技能不胜任；4） 违章违规紧；5）急情况下处置不当；6）机组失能；7）机组资 源管理不当。
在着陆过载允许的情况下，尤其在湿滑跑道上尽量的扎实接地， 以便接地后能够更快的控制飞机方向。在拉平期间飞机将要接地时使 用方向舵来对准跑道，在一般情况下飞机会发生小幅度的滚转。在强 侧风情况下，少量的侧向控制可以用来保持机翼的水平状态。如果发 生漂移，增加一定的坡度保持飞机在跑道中心线，保持坡度不变直到 机轮接地。另外，为了防止过大的坡度，飞机可能需要保持一定的偏 流角接地，最大为5°。在一个主轮接地时，扰流板部分伸展，侧杆的 输入必须减少到零应避免在使用方向舵的同时配合滚转的输入，因为 这会显著增加飞行员侧向操控的工作量。两个主起落架压缩之后，扰 流板完全伸展，飞行模式转换为地面模式，变为直接法则，不建议迎 风压杆，这样会增加机头偏转趋势，同时增加机轮压力。尽量使用自 动刹车。 反推的使用会使方向舵周围的气流不稳定，降低方向舵的效应。 另外在右交叉角的情况下会产生一个侧向力，增大飞机的横向侧滑趋 势。在污染跑道上，影响更加明显。因此，如果在大侧风条件下横向 操纵出现困难，考虑将反推收回。
电传操纵系统
主要缺点
单通道电传操纵系统的可靠性不够高。由于单通道电传操纵系统中的电子元件质量和设计因素关系，所以单 通道电传操纵系统的可靠性不够高。为了提高电传操纵系统的可靠性，现代军用和民用飞机均采用三余度或四余 度电传操纵系统，并利用非相似余度技术设计备分系统，如四余度电传操纵加二余度模拟热备分系统。
电传操纵系统的成本较高。如果就单通道电传操纵系统而言，电传操纵系统的成本低于机械操纵系统。但电 传操纵系统必须采用余度系统才能可靠工作，所以电传操纵系统的总体成本还是比较高的，需要进一步简化余度 和降低各部件的成本。
改善飞机飞行品质
第二代飞机的主要操纵系统是由拉杆与摇臂等机械部件构成，所以飞机的飞行品质就主要取决于飞机的气动 布局。以往的设计主要是根据飞机的战术性能来确定气动外形，只能根据已选定的气动外形与总体布局去确定飞 机的飞行品质，所以说过去的飞机很少有能全面满足规范要求的虽然增稳系统、控制增稳系统兼顾了飞机的稳定 性和操纵性，但系统的舵面权限比较小，因此它的作用是很有限的。电传飞控系统是全权限，飞行员的指令与反 馈通道信号综合形成主通道控制指令，综合设计反馈通道与主通道可以很好的协调飞机操纵性与稳定性，此外， 反馈通道与主通道的增益可以随迎角、马赫数和动压而调参，这就能在全包线范围内，不管什么高度和速度，基 本上满足一级品质要求，这是以往的飞机所不能达到的。
概念
随着电子技术的发展和飞机性能的不断提高，飞机的操纵系统也发生了巨大的变化，传统的操纵杆系和钢索 已被电线所取代，既飞行员操纵飞机依靠装在驾驶杆处的传感器将杆力或杆位移转换成电信号，通过电线传到舵 机以驱动控制面偏转，达到操纵飞机的目的，这就是电传操纵系统。
提出
传统的操纵杆系的飞机配备的自动飞行控制系统具有的增稳、控制增稳功能，虽然解决了高空、高速飞机的 稳定性问题，兼顾了飞行员对飞机稳定性和操纵性的要求，但仍然有一定限制：
请问飞机上使用的电传操纵系统是怎么回事，怎么还有3余度？
请问飞机上使⽤的电传操纵系统是怎么回事，怎么还有3余度？与“电传操纵系统”对应的是“机械操纵系统”，是⼀种依托电⼦和计算机技术发展起来的新型战机操纵系统。
⾄于我们经常听到的“三余度”，简单来说就是3套飞⾏控制计算机、四余度就是4套，更多的余度可以保证当飞控某⼀部分故障和错误时时其他备份能够继续使飞机正常飞⾏。
但这个余度设计时必须恰到好处，设计不当反⽽降低可靠程度，所以航空⼯业真不是随随便便的国家就能搞得。
电传操纵系统“电传操纵系统”对应的是“机械操纵系统”，早期飞机的操纵主要有2种：纯机械操纵和液压操纵。
纯机械操纵就是将飞机控制杆通过钢索直接连接到⽓动舵⾯，中间以滑轮组和其他机构辅助，拉动操纵杆时钢索带动副翼、升降舵等运动。
这种操作最为简单粗暴，但是也是最费劲的，⼏乎完全是靠⼈⼒在操纵，⼀旦钢索疲劳断裂飞机就出现某个⽅向的操纵失灵。
下图为苏联An-2运输机，也是中国运-5的原型，机舱内分布的钢索就是⽤来操纵飞机的。
不过这种钢索控制设计简单、成本很低，⽬前很多⼩型飞机依旧采⽤钢索滑轮组控制，⽐如世界上产量最⼤的C172轻型飞机依旧还是钢索控制。
⽽新中国在早期航空⼯业⽐较落后的那段时间也是主要以这种纯机械⽅式设计飞机，⽐如我们的第⼀架⼤飞机运-10依旧是钢索滑轮组控制。
液压操纵，液压操纵是钢索滑轮组控制的升级版，由操纵杆直接带动钢索改为操纵杆控制液压系统，由液压组件带动⽓动舵⾯运动。
这种操纵⽅式⽐纯钢索滑轮组要省⼒⼀些，但是依旧没有改变操纵杆和舵⾯直接连接的关系，还是⼀种机械操纵⽅式。
早期波⾳737号称“空中健⾝房”就是因为采⽤的液压操纵⽅式使飞⾏员操纵较电传的A320吃⼒地多。
为了保证飞机操作的可靠性往往使⽤多套液压系统，但液压系统⼤量的液压管和液压组件挤占了⼤量的重量。
⽽且对于较为复杂的⽓动布局液压系统也没有办法做到完美控制，⽐如飞翼结构的机型因为没有⽔平尾翼和垂直尾翼操纵起来极为⿇烦，虽然从20年代就开始研究但⼀直没有投⼊实⽤化，直到后来数字化电传操纵的出现才出现了B-2轰炸机。
A320飞机电传操纵系统的控制律及其重构浅析
A320飞机电传操纵系统的控制律及其重构浅析作者：周蜜来源：《科技风》2016年第12期摘要：A320飞机率先在民用运输机领域采用电传操纵系统，将驾驶员的操纵指令转变成电信号传递给飞行控制计算机，由飞行控制计算机根据飞机飞行的不同阶段，生成不同的控制律，控制飞机的姿态。
本文简介了A320飞机的正常控制律、备用控制律和直接控制律的特点及所提供的保护，并介绍了控制律之间的重构与转换关系。
关键词：A320飞机；电传操纵系统；控制律中图分类号：V227 文献标识码：AA320飞机是欧洲空中客车公司研发的经典中短程民用运输机，此机型率先在民用运输机领域采用电传操纵系统。
所谓电传操纵系统是指将驾驶员的操纵指令转变成电信号，传递给飞行控制计算机，飞行控制计算机同时通过传感器接收飞机姿态响应的反馈信号，并将这些电信号进行综合比较和运算处理，按照既定的控制律，将控制指令输送到舵面驱动装置，驱动舵面偏转，实现对飞机姿态的控制。
采用电传操纵后，飞行的自动化程度大大提高，驾驶员从直接操纵者转变为监控者和管理者，显著降低了驾驶员的工作负荷，提高了飞行安全性[ 1-2 ]。
1 A320飞机控制律的重构与转换控制律即控制规律，飞行控制计算机根据不同的工作模式计算控制律，并生成必要的控制指令，控制飞机姿态。
A320飞机有三种控制律，包括正常控制律（Normal Law）、备用控制律（Alternative Law）和直接控制律（Direct Law），备用控制律和直接控制律是降级的飞行控制律。
此外，俯仰、偏航轴还可采用机械备份操纵[ 3 ]。
如图1，正常、备用、直接控制律具有自动重构能力，在正常使用状态或飞控计算机、传感器、电源发生单故障状态下，因电传操纵系统采用余度技术，所以飞机仍可采用正常控制律。
多个飞行控制、液压或电源系统的失效会导致飞行控制律的降级。
当多个故障发生时，根据后续故障出现的数量和性质正常控制律会由备用或直接控制律自动接替。
A320电传操纵飞机在大风条件中的控制解析学习资料
抑制因阵风造成过大的坡度与俯仰，保持飞机在下滑曲线上。
从上三个案例我们可以看到风对飞行所产生的严重影响。
但是在日常的飞行任务中，风又是我们不得不面对的客观因素。 比如沈阳前几天接连的大风最大高达20m/s，甚至造成了航班 备降。所以怎样在大风颠簸条件下更好更安全的完成飞行任务 是需要每位飞行员深入思考的问题。通过分之前的三个案例， 可以看出虽然事故性质不同，结果不同，但其中又存在一定的 共性，主要体现在人、机、环三个方面。本文主要综合这三个 角度浅谈A320系列电传飞机在大风条件下着陆。
平，右起落架接地不久又马上离地，右机翼迅速向上抬起使得飞机左机翼 翼尖接地。机翼结构严重受损。飞机复飞后在33号跑道安全落地。
2009年3月23日，一架联邦快递公司MD-11货机执行FX-80航班从广州 飞往东京，在成田机场34L跑道着陆时遇强风机身左倾，左翼触地起火， 飞机继续翻转，背朝下滑出跑道。飞机损毁，机上2人全部遇难。
飞机在下滑过程中进入风切变层时，如果原有的顶风突然降低 为零。这时，指示空速就会迅速降低，降低值与顶风分量相同。 机翼升力的大小是与速度的平方成正比的，假定迎角不变，飞 机从逆风一下子撞入顺风，升力将急剧下降，导致飞机立马向 下掉高度，处置不当十分危险。
对于雷暴云即将来临或刚刚过境，或风速较大，阵风明显， 存在中度以上颠簸的情况，机组要对风切变进行风险评估。不 要在时间压力的作用下，做出冒然进近的错误决断。因为雷暴 云的外流气流可超越雷暴云20-30公里。飞行中，要随时警惕 风切变的各种征兆。及时、准确的判断和识别低空风切变的存 在、类型和强度是确保飞机飞行安全的重要环节。因为某些强 风切变实际上是不可抗拒的，避开它才是唯一有效的办法。
电传飞控，民航客机的“绝顶内功”
电传飞控，民航客机的“绝顶内功”最早采用电传飞控技术的A320客机空中客车公司，作为如今国际航空领域的行业巨头，它诞生在上世纪70年代，秉承当时“欧洲共同体”的理念，意欲在国际航空市场上同占据垄断地位的波音、麦道一较高下，若要说起空客公司在航空领域有哪些杰出贡献，毫无疑问当首推以空客A320、A330为代表空客A3XX系客机在民用客机中首先采用了电传飞控这一先进技术。
最早使用飞控技术的战斗机F-16电传飞控技术作为一种先进的电子飞行控制系统，取代了传统的机械操纵系统，采用反馈控制原理，将飞行员在操纵飞机时产生的机械指令经由特殊的传感器转化为电信号，在由接受到电信号的飞控计算机驱动飞机的舵面偏转，从而控制飞机的飞行状态。
飞控技术的诞生最早是为了解决以F-16为代表的第三代战斗机的静不稳定设计，空客的A320是最早使用这一技术的民用客机，A320的成功标志飞控技术在民航领域的成熟。
电传飞控技术在民航领域中的优势A330最早的采用电传技术的宽体客机首先采用电传技术的民用客机相比传统的机械控制系统的飞机有着更轻的重量，这是因为电传飞控省去了机械传动控制系统中的大量复杂、冗余的机械设备，减轻了系统部件的总重量，进一步的解放了飞机的内部空间，此外电传飞控的引入意味着飞机可以采用打破传统气动布局的静不稳定设计，使得飞机结构内部那些起着控制飞行稳定性的部分零件可以省去或者减小比重，例如减小飞机机尾的水平稳定面与垂直稳定面，减负后的客机在航程与载重上会有所提高，这对于考虑经济成本的民航而言有着重要的意义。
美军后勤维修战斗机的液压传动系统其次使用电传技术可以客机的可维护性，传统的机械传动系统在飞机高速飞行时，会出现热膨胀、弯曲变形、金属疲劳等安全隐患，而电传系统的引入不仅可以杜绝这些安全隐患，还能进一步提升飞机的可操作性，电传系统以电子信号为主体的传输方式，当飞机出现气动状态的改变时，可以在瞬间做出灵活准确的反应，反观机械传动系统则要通过液压装置来对飞机姿态进行调整，不仅效率低还在内部液态的更换上提升了后勤维护的难度。
飞机操纵系统方式
飞机操纵系统方式飞机操纵系统方式-简单机械操纵系统-机械操纵系统，由钢索的软式操纵，发展为拉杆的硬式操纵。
驾驶杆及脚蹬的动作经过钢索或拉杆的传递直接带动舵面运动。
驾驶员在操纵过程中必须克服舵面上所承受的气动力。
-助力操纵系统-随着飞机尺寸、质量及飞行速度的不断增加，舵面铰链力矩的增大，驾驶员难以直接通过钢索或拉杆来操纵舵面。
20世纪40年代末出现了液压助力器，将其安装在操纵系统中，作为一种辅助装置来增大施加在舵面上的作用力，以发挥飞机的全部机动能力。
这就是飞机的助力操纵系统。
不可逆助力操纵系统-全助力操纵系统-当超音速飞机出现后，飞机超音速飞行时需要相当大的操纵力矩才能满足飞机的机动操纵要求。
此外，由于尾翼上出现了超音速区，升降舵操纵效率大为降低，而不得不采用全动平尾。
全动平尾铰链力矩大，而且数值的变化范围较宽，非线性特性影响严重，驾驶员无法直接承受舵面上的铰链力矩。
在这个时候，出现了全助力操纵系统。
全助力操纵系统中，切断了舵面与驾驶杆的直接联系，驾驶员的'操纵指令直接控制助力器上的分油活门，从而通过助力器改变舵面的偏转并承受舵面的铰链力矩。
此时，驾驶杆上所承受的杆力仅用于克服传动机构中的摩擦力，驾驶员无法从杆力的大小来感受飞机飞行状态的变化。
因此，在系统中增加了人感装置，通过弹簧、缓冲器及配重等构成的系统，来提供驾驶杆上所受的人工感力。
-增稳系统-从20世纪50年代中期以来，随着飞机向高空高速方向发展，飞行包线不断延长，飞机的气动外形很难既满足低空、低速的要求，又满足高空、高速的要求，常会出现飞机在高空、高速飞行时稳定性增加而阻尼不足，但在低速飞行时稳定性又不够的现象。
为了提高飞机的稳定性和改善飞机的阻尼特性，第一次将人工操纵系统与自动控制结合起来，将增稳系统引入到人工操纵系统中，从而形成了具有稳定功能的全助力系统。
在这个系统中，增稳系统和驾驶杆是相互独立的，增稳系统并不影响驾驶员的操纵。
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• 电传操纵系统的正向通道设置有过载限制 器。尽可能的防止不稳定地操纵飞机过载 过大容易引起飞机损失或解体，飞机失速， 这保证了飞机具有良好安全的操纵性。 • （AA587） • 在计算机处理控制下，数字信号之问更容 易实现传递、交互和控制，因而电传操纵 系统易与火摔系统、导航系统和推力控制 系统结合构成新一代的自动控制系统，使 人、操纵
• 系统、飞机和自动控制融为一体，全面提 高了飞机性能。
谢谢大家
• 随着飞机的尺寸和速度的增加，驾驶员再直接通 过钢索去拉动舵面感到困难，于是作为驾驶员辅 助操纵装置的液压助力器安装在操纵系统中。
• 第二次世界大战后不久，出现了全助力操纵系统。 使用全助力操纵的主要原因是在跨音速飞行时， 作用在操纵面上的力变化很大。这样，操纵时从 操纵面反传到驾驶杆上的力从操纵品质的观点来 说是难以接受的。全助力操纵系统本身是不可逆 的，因此不受跨音速飞行中非线性力的影响，由 于这种操纵方法不再需要飞行员的体力去改变舵 面状态
电传操纵体现的机电一体化趋势
• 智能化；
微型化；
• 网络化。
电传操纵系统对飞行品质的改善
• 具有电传操纵系统的飞机通常都可以放宽 静稳定性。放宽静稳定性指飞机的焦点不 再固定不变，可以改变重心。电传操纵系 统的主要作用是提供相应增稳措施，保证 飞机放宽静稳定性后，改善操纵性。同时 提高机动性，以使飞行员更安全灵活地操 纵飞机。
客机与电传操纵
李一玮
• 电传操纵，（Fly-By-Wire，FBW）是机
电一体化的又一体现，是航空领域中一种 将航空器驾驶员的操纵输入，通过转换器 转变为电信号，经计算机或电子控制器处 理，再通过电缆传输到执行机构一种操纵 系统。它省掉了传统操纵系统中的机械传 动装置和液压管路。属于控制论
历史概述
应用到的机电一体化技术
• 传感与测试技术：传感与测试装置是系统 的感受器官，在这里是分布在飞机上的各 种传感器，是实现自动控制、自动调节的 关键环节。例如空客飞机中，计算机一直 保持最大限度的控制，并且不允许驾驶员 在正常的飞行包线以外飞行。
• 伺服传动技术：电传操纵飞机的伺服传动 包括电动、气动、液压等各种类型的传动 装置，由微型计算机控制它们的运动，带 动工作机械运动。
• 电传操纵相对于以往操作系统的优点： ① 减轻重量 ② 可靠性强（减少危险飞行特性的发生） ③驾驶舱
对于电传操作系统的分析
① 机械本体：陀螺、加速度计等惯性等测量 器件和迎角传感器等大气测量器件 ② 驱动部分：液压和电气装置 ③ 检测部分： 传感器 ④ 信息处理与控制部分：飞行控制计算机 ⑤ 能源部分：电力系统 总而言之：电传操纵系统是闭环系统
• 随着飞机尺寸的继续增加和性能的进一步 提高，增加稳定性帮助飞行员操纵变得十 分迫切，于是从全助力操纵系统发展到增 稳系统，增稳系统就是电传操纵系统的前 身。 • 1984年，空中客车A320成为第一款采用数 字电传操纵系统的客机。飞行员的操纵动 作被转换成电子信号，经过计算机处理后 再驱动液压和电气装置来控制飞机姿态。 从而代替了过去的主要由线缆等机械装置 来传输飞行员指令，进而控制飞机的姿态 和动作。