浅谈飞机操纵系统的发展与飞行安全

浅谈飞机操纵系统的发展与飞行安全

作者：董志远,胡慧琦,李彦文

来源：《山东工业技术》2014年第12期

摘 要：迄今为止，飞机已经成为我们出行必不可少的交通工具。由于它自身具有快捷、舒适、稳定等特点，越来越多的人们把它作为外出旅行和商务出差的首选。不论是民用飞行器还是军用飞行器，亦或是现在逐步发展的私人飞行器，在飞行中最值得关注的就是操纵系统的安全问题。

关键词：飞行安全；操作系统；发展前景；操作安全

虽说航天事业已经取得了长足的进步，但是飞行安全问题一直都不容忽视。尤其是近年，连续的飞机失事事件更是引起了人们对飞机操作系统安全的高度关注。飞机的操纵系统就好比是一个人的血脉，遍布飞机的全身，连通着飞机的各个器官。因此，飞机操纵系统就是整个飞机的命脉，把握着飞机的命运。故而，操纵系统的发展、完善问题一直是飞行器发展的主要问题之一。

1 飞机操纵系统的发展

自古以来人们就幻想着能像鸟儿一样在天空中自由自在的翱翔，为了这个梦想的早日实现，很多人都在不懈努力着。在这些人当中，最为重要的当属是二十世纪美国的莱特兄弟了，他们从一九零零年开始，经过一千多次的滑翔试验，终于打破了人们有关于“飞机不可能靠自身动力飞行”的言论，在一九零三年制造出“飞行者”一号，世界上第一架依靠自身动力系统飞行的飞机。自此，飞机的发展演义在世人面前真正的拉开了序幕。

飞机操纵系统就是驾驶员通过飞机自动驾驶仪或者是操纵指令等，控制飞机的飞行速度、飞行姿态、飞行平衡性等的系统。根据操作指令的来源可以把操作系统分为人工操作系统、自动控制系统。作为飞机发展过程中至关重要的环节，飞机操作系统支持着飞机每次飞行的每一个飞行动作。自从莱特兄弟于1903年12月17日首次试飞成功之后，飞机操作系统的发展就一直不曾止步。目前市面上普遍使用的操作分为以下几类：简单的机械操作系统、电传操作系统、助力操作系统。

操作系统初始都是以钢索或者是连杆组合的纯机械的，这样的操作系统，飞行员完全依靠人力来控制驾驶杆和舵面之间的钢索和连杆运动。这种操作系统由于构造简单，所以操作起来十分的方便，因此也长期的被作为飞机的操作系统，一直使用了三十多年，即使是助力操作系统出现之后，它仍然被广泛的应用于低速运输飞行器。随着航空事业的发展，飞机的运行速度的提升、运输规模的扩大，传统的钢索和连杆操作系统已不再满足安全飞行的需要，这就促使助力系统的出现成为必然。这种系统新增了助力器，连杆的杆力由于助力器和飞行员共同承

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受，杆力比例大大降低，提高了飞机的安全性能。现在，为了增加飞行的稳定性和操作的便捷性，又出现了电传操作系统。随着现代行业类别划分的日趋复杂，专业程度的日趋复杂，对于飞机的性能要求也不断提高，飞机操作系统也待进一步完善。 2 典型的操作系统 2.1 简单机械操作系统

简单机械操作系统按照信息来源又可以分为人工飞行操作系统和自动飞行控制系统，从各自的特点来看人工操作系统的操纵信号是由驾驶员发出的，而自动飞行操控系统无需人为操作，操纵信号直接由系统自身发出，飞机此时是受自动与半自动的双重控制。作为一种人力操控系统，简单机械操作系统由于构造简单、工作可靠，一直受到人们的关注，即使是出现了后期的助力操作系统、电力操控系统，它也一直没有淡出人们的视线。简单机械操作系统主要由副翼、升降舵以及方向舵几部分构成，在行驶过程中，飞行员是通过操纵杆来控制操纵面，操纵杆安装在仪表面板下。 2.2 助力机械操作系统

飞机的飞行活动完全是依靠驾驶员才能完成，驾驶员的驾驶活动完全是依靠操作杆来完成的。飞机尤其是现代民用飞机体积十分庞大，以此类推飞机的重量也不会小，大型的飞机仅靠人力来完成操控，难免会吃力，自然也避免不了出现偏差，此时就需要适当的助力结构了。助力器是用来帮助驾驶员更简便的去操作操控面的结构，其可以使驾驶员用较小的力发挥较大的能量。助力结构可以有很多种类别构成，常见的有杠杆、滑轮、齿轮等。但是目前飞行器采用的却是液压助力，之所以采用液压，有以下几个方面的原因：一是快速性，流动和封闭的特性使得助力器能在最快的时间把里传输给控制面。二 是灵敏性，这是由于传动活塞可以快速的跟随配油柱运动。三是稳定性，液压助力器在受到外力的作用时可以迅速的传输，同时当力消失之后又可以自动快速的恢复初始状态。 2.3 电传操作系统

电传操作系统的工作原理是驾驶员操作动作直接转化为一种特殊的电信号，这种信号由专门的电缆直接传递给自主式舵机，自主式舵机根据指令完成控制活动。电传操作系统是根据电缆传递的电信号为指令完成操作，就大大的增加了操作系统的稳定性，这是由于电传操纵系统不在包含传统的机械操作，并且把人工操纵和自动控制巧妙的融合在一起的原因。现下电传操作系统可以分为数字式和模拟式两类，但实际上数字式除了数字计算机这个部分外，其余的工作模式还是模拟式的。同其他的操作系统相比，电传操作系统的优点有以下几点：一是降低成本，使得飞机操作系统在安装、保养、维修方面费用大大减少。二是电传操作系统是由多余度电维持的，更进一步提升了安全性能。三是电缆传输避免了不必要的装置，使得操作系统无论是在体积方面还是在重量方面都大大减少。四是增强了飞机的自身诊断能力，有问题早发现。

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3 总结

飞机是人类在交通运输史上的伟大发明，飞机操作系统更是这项发明的重中之重。无论是简单机械操作系统、助力操作系统、电传操作系统还是后来的光传操作系统，它们的出现、发展、完善、过渡都是航空史上的一次伟大变革。随着人们需求的改变、要求的提高，飞机操作系统将得到进一步的发展和完善，飞行安全也将得到更多保障。 参考文献：

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[2]葛志浩，徐浩军，胡飞.某型飞机横向操纵系统的飞行安全评估及改进措施[J].飞行力学.2005年02期71-72.

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