有問有答
往來
eaglephoto 問：
講講航空液壓技術與電傳操控
答：航空液壓技術與航空電傳操控技術是在飛機的尺寸不斷增大、飛行速度的提高和人們不斷放寬飛機的靜穩定度的背景下依次出現的。主要用來提高飛行員對航空器的操控能力。
上世紀40年代之前，飛機速度慢，轉動空氣動力舵麵所需要的力矩比較小。飛行員的控製力被連杆和鋼索傳遞到飛機的升降舵、方向舵等舵麵。當飛機尺寸越來越大，機體重量顯著增加時，改變飛機姿態所需的力矩也就越來越大，僅靠飛行員自身的力量越來越難以應付。於是， 40年代末期，大型飛機和飛行速度較快的飛機上出現了液壓助力控製係統。飛行員的控製動作被傳遞給液壓泵。液壓泵按控製規律將液壓動力分配給不同的舵麵。控製力矩的大小限製隻與液壓係統的設計性能有關，不再受製於飛行員本身的體力。這種液壓助力技術也廣泛應用在汽車轉向係統中，使得老人和女性也能輕鬆地駕駛汽車。
到了上世紀60年代，超聲速飛機成為了航空飛行器的熱點。飛機的飛行包線迅速擴大。飛機既要滿足低空低速的起降性能，又要實現高空高速飛行。同時，為了使飛機的操縱性能得到提升，飛機的重心與其氣動中心的距離越來越小，飛機的靜穩定度被逐漸變小，甚至有些戰鬥機采用了靜不穩定設計。液壓助力係統體積大、結構重量大、控製律簡單已難以勝任操控超音速飛機的任務。於是，電子增穩係統出現了。它有控製舵麵1/3偏轉的權限，能夠輔助飛行員穩定飛機的飛行。
到上世紀70年代，電傳控製技術開始逐步取代液壓助力技術，電控係統掌握了舵麵偏轉的全部權限。飛行員的指令與飛機狀態係統被送人機載計算機。計算機按設計好的控製規律將信號分配給控製舵麵。電傳控製係統的控製指令以電信號的方式在電纜中傳遞，避免了以往機械式控製係統由於結構間隙、彈性變形等因素帶來的控製誤差，能夠傳遞更為精細的控製指令。
從實際應用的角度來看。美國F-16戰鬥機是首款采用電傳操控的戰鬥機。為提高可靠性，該機的電傳係統采用了四餘度設計。空客A320客機是首款采用電傳操控的民航飛機。波音777客機也是電傳操控飛機，隻是設計邏輯與空客略有差別。不過，所有的電傳操控客機都要有純機械控製係統的備份。當飛機失去電力的時候，機組人員能夠牽動鋼索來對飛機進行控製。另外，目前一些汽車已經開始采用多餘度並且帶有機械備份的電傳操控技術。