如果你有機會進入一架商用飛機的駕駛艙,你會發現很多相似之處:一個個顯示屏,兩個飛機員座椅,座椅上方充滿著開關的頂部控制板。
但是,如果觀察得細緻的話,可能會主要到駕駛艙控制杆的一個明顯區別,這源於不同的製造商。空客飛機在駕駛艙採用側方操縱杆(Side Stick,以下簡稱側杆)對飛機進行操縱,而波音的客機中央操作杆(Yoke)在飛行員面前,和駕駛汽車的方向盤一樣。
值得一提的是,目前中國商飛的C919客機上,採用的是側杆控制。
那麼,為什麼波音和空客會有不同的設計?這對飛機的操縱性能有影響嗎?
讓我們先從歷史說起。
在A320系列飛機前,所有客機都採用中央駕駛杆控制
實際上,直到空中巴士公司決定在A320飛機上採用側杆之前,所有飛機駕駛艙都採用「汽車方向盤」一樣的中央駕駛操縱杆。飛行員通過操作杆實現對飛機姿態的控制。在民用飛機發展的很長一段時間裡,中央操縱杆一直是作為商用航空駕駛艙設計標準的存在。從渦輪螺旋槳飛機開始,到波音747,甚至空客早起的A310和A300客機,中央操縱杆幾乎應用在每一架客機上。
然而,在1985年,空中巴士公司決定在其嶄新設計的A320上採用側杆代替中央操縱杆,其設計的主要目的是讓飛機能清晰的關注到駕駛艙顯示器上的所有數據,從而更有利於飛行員做出決策。在此之前,側杆的設計一般只在戰鬥機上進行應用,比如F-16戰鬥機和達索陣風戰鬥機,因為戰鬥機駕駛艙的空間很小,而且只有一個飛行員,要在狹小的空間內保證飛行員的視覺不受影響,側杆是最好的選擇。
在決定引入側杆的同時,空客還在A320上推出了新的電傳飛行(Fly-by-wire)系統取代了機械傳動系統。電傳飛控系統讓飛機員對側杆的操作通過伺服機構轉換成電信號,再通過線纜傳輸,經過放大後達到各個作動器,實現飛行舵面的控制。
側杆是空客標誌性設計之一
空客的飛機設計理念更偏向於自動化的飛行控制系統,並希望最大限度簡化駕駛艙的操作,提高飛行員的駕駛舒適性,同時讓飛行員能夠更好觀察顯示器。
除了設計理念之外,側杆的設計也是空客商業上標新立異的手段之一。在上個世紀80年代,空客一直致力於打破波音737在單通道窄體商用飛機市場上的壟斷地位。側杆的引入是空客特色與個性的體現,同時也告訴各家航空公司 ,A320是一架與737完全不同的飛機。
隨後,空客在所有後續型號的飛機上都採用了側杆設計,這也意味著到目前為止,幾乎所有正在服役的空客飛機都採用了這種設計。
波音依然堅持了中央操縱杆的設計
儘管空客嶄新的側杆設計為飛行員帶來的舒適,讓其在擺脫了傳統的束縛的同時獲得較多飛行員的青睞和喜歡,但波音並沒有效仿,依然沿用了中央操縱杆的設計,並在中央操縱杆的基礎上推出了很多先進的技術。
事實上早在1967年,波音公司就考慮引進側杆控制,並嘗試應用在737飛機上。然而,當時波音出於擔心這種轉變對飛行員來說過於激烈,飛行員需要重新學習才可以熟練掌握,所以在當時,波音並沒有選擇這麼做。
隨著波音737和747客機在市場都獲得成功,波音決定繼續保留中央駕駛艙的設計。同時,波音公司在基礎上也推出了「電傳飛控」。777是波音首款採用電傳飛控的飛機,在隨後的787和747-8型號上,波音進一步改進了這項技術。
所以,保留中央操縱杆,並不是波音冥頑不靈,波音認為現在還沒有必要取消這樣的設計,因為中央操縱杆的存在能強調飛行感受和飛行體驗,讓飛行員更像是飛機的主人。
那麼,哪個更好?
那麼,在知道了這兩種不同的操縱杆設計後,你可能會想到的第一個問題是,哪一個更好?空客和波音都能給出論據充分,論證有利,合乎邏輯的解釋證明自己的系統更好。這是要給非常複雜的問題。
波音和空客都認為各自的設計更出色
支持空客的一方堅持認為,側杆可以為飛行員帶來更舒適的飛行體驗。側杆還讓駕駛艙其他組件,比如顯示器,顯示控制板,照明控制板擁有更靈活的布局。除此之外,飛行員在駕駛飛機也能擁有更多的空間,還能解放一隻手。側杆也代表了民用航空發展的與時俱進,為後續駕駛艙更多的科技創新創造了條件。
支持波音的一方則認為,中央操縱杆在緊急情況下是操作飛機的重要工具。同時,中央操縱杆的設計更符合人因工程學,更符合人對駕駛這項技能的原始認識,同時也讓正副駕駛之間的聯合操縱變得更加協調。而在科技的發展方面,雖然是傳統,但中央操縱杆的存在並沒有限制新技術的發展。
飛行員的角度也是一樣的,有些飛行員偏愛側杆的舒適,而有些則更喜歡中央操縱杆帶來的控制杆。這個問題的答案不是一個簡單的問題,而是源於空客和波音的設計理念。
批評的聲音
除了優點之外,側杆和中央操縱杆也都有批評的聲音。
法國航空公司對其空客A330 477航班的空難事故調查結果顯示:在飛機失去自動駕駛儀後,正副駕駛不同方向的側杆操作讓電信號互相抵消,飛機在失速狀態沒有進行任何的姿態改變,最後導致了悲劇的發生。事故發生後,許多人批評側杆的設計,因為它沒有考慮到不同飛行員相反操作的信號抵消。
而在737 MAX的空難發生後,也有人提出了對中央操縱杆的批評。批評者聲稱保留的中央側杆限制了飛機的安全功能。例如,為了降低成本,避免飛行員的再度培訓,737 MAX在大多數主飛行控制舵面上都沒有使用「電傳飛控」系統,才是採取了與737NG飛機相似的設計,這意味著要犧牲一些更新的駕駛艙技術。
所以,實際上,空客的側杆和波音的中央操縱杆在設計上各有優缺點。
對於空客公司來說,幾乎不可能再採用舊技術,問題是波音公司會改嗎?讓我們拭目以待。