淺談電傳操縱系統飛機的側風修正量度的掌握

2020-12-11 民航新聞

  民航資源網2008年10月21日消息:從萊特兄弟上天一刻起,人類無時無刻都在為航空器各項技術進行改進,尤其是近幾十年航空業的飛速發展,更加推動了航空技術的突飛猛進,從螺旋槳飛機到噴氣載客飛機、從原始的各種機械儀表到今天的全電子顯示屏、從直立操縱杆到今天的電傳側杆,都是多少代航空人的智慧和結晶。

  八十年代後期到九十年代,空中巴士製造商科研人員與航空公司飛行人員及試飛員等共同努力,研製了位於駕駛艙兩側的小型側操縱杆(side-stock)取代了傳統飛機位於飛行員與顯示裝置之間笨重的直立駕駛杆,實現了飛行員的無障礙視界。而它的技術和概念與傳統飛機的技術有著較大的區別,它的優先性在於取消了駕駛杆與液壓助力器之間的機械連接,它是以從不傳動裝置上提供反饋,它的操縱不通過彈簧力和阻尼等組件,而避免的複雜的反饋系統、駕駛杆的連接、卡阻及反饋的監控組件、操縱分離等組件,從而減小了系統裝置的重量及阻力,大大提高了操縱系統的靈活性和可靠性。

  目前只有空中巴士系列飛機裝有側杆,它是由七個計算機解讀飛行員輸入的操縱量並按序行動飛機操縱舵面,其中兩個ELAC(升級舵付翼計算機)提供正常升降度及安定面控制、付翼控制;兩個FAC(飛行增益計算機)提供方向舵電動控制;三個SEC(擾流板、升降舵計算機)提供擾流板、升降舵和安定面控制。而側杆與舵面之間沒有機械連接,所有的傳輸信號也是通過有屏蔽的、低阻抗的電線進行傳輸,安定面和方向面也可以機械操縱(應急情況),而其他舵面全部為電操縱和液壓做動。

  電傳系統的設計和取證已經是新一代的飛機比傳統飛機更加經濟、安全,在駕駛和乘坐時更加舒適和平穩。它的經濟性是由於飛行軌跡穩定,飛行參數控制精確,提高了飛機的厚重性,加上發動機的控制技術(FDX),使推力穩定,燃油量減小。電傳操縱技術及計算機的運用使得操縱系統的安全裕度大大增加,對於飛機的失速、風切變、超速等複雜狀態都提供了很好的保護程序,加上設備本身也有很好的自檢自測性能,把飛機各系統故障均顯示在ECAM屏幕上或自動處理或提供人工處理依據,對保證飛行安全性又大大提高了一步。另外電傳操縱系統在滿足側駕駛杆在選擇目標軌跡外和除了對複雜狀態的保護外還有一個很重要的功能,就是會對飛機提供廣泛的保護措施,當駕駛員輸入由計算機解讀並按序移動飛行操縱面時,然而不管飛行員輸入操縱量如何,計算機都能防止過大的機動動作和超出安全飛行範圍的失控,因此,電傳操縱系統在必須做極端飛行機動動作或飛機進入劇烈的天氣狀態時都能有助於它自身的安全性能,對保證航空安全向前又邁了一大步。

  側杆和側風幾乎風馬牛不相及,但從傳統飛機杆狀的側杆飛行的飛行員,對於電傳側杆飛機來修正側風問題值得討論。首先,側風的修正一般通常分為三種方法:1、側滑修正即用跑道的航向來校準飛機的正確性向風來的方向壓適量的坡度產生側滑,同時向相反的方向蹬舵,制止飛機因坡度而室航向偏轉,保持飛機縱軸與航跡一致,與跑道中心線一致直到接地為止;2、偏流修正法即視飛機的航向與跑道的著陸航跡之間差一個側風偏流角使飛機著陸航跡與跑道方向一致;3、混合修正法一般用於側風較大時用一部分偏流帶一點側滑進行修正五邊的著陸軌跡。但無論用那一種方法進行修正側風,一般在飛機接地前的瞬間均應將飛機的縱軸與跑道的方向修正到一致,否則就有衝出跑道的危險。大、重型飛機如空中巴士A330、空中巴士A340機型修正側風時通常為偏流修正,即向上風方向修正一個偏流,使飛機航跡與跑道方向一致;在短五邊時,通常採用混合修正法因為偏流較大,有時對飛行員的視線有一定影響,所以短五邊可以減小一點偏流角而帶一點側滑角;而長五邊進近中,飛機的側杆通常處於中立位,飛機平穩保持選定的俯仰和橫滾姿態,在姿態限制內飛機能夠抵禦由側風引起的顛簸影響,即使強烈的擾動氣流也能保持穩定,不需飛行員操縱側杆,幾乎百分之百的補償因速度和外形而引起的配平改變,這就是電傳操縱系統的自動配平和最小地速保護功能。在模擬機訓練時,當學員五邊進近不穩定時,有時教員會說把手鬆開飛機反而較人操縱側杆時穩定,這就是電傳操縱那個的靈敏度較高,修正量和提前量都要適度掌握,一旦掌握不好就會變成我們通常說的「五邊炒菜」。

  而重型機的起飛,修正側風不需要動側杆,只需用舵保持方向,飛機離地後,飛機會自動修正側風,而飛行員只需跟指引針飛行即可,而傳統飛機在側風較大時起飛,需壓杆蹬舵保持方向,離地後需人工修正起飛航跡,這就得益於電傳操縱系統的特種功能。

  總之對於電傳操縱系統的飛機和傳統飛機的側風修正有一定的區別,量度必須掌握好才能保證其起飛降落中的穩定性和安定性。

  參考資料:《空中巴士機組飛行手冊》

 

  (作者單位:東航上海飛行部)

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