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变幻莫测的天气,翻腾起伏的气流,折腾得飞机左右摇晃、上下颠簸。飞行员全身心地操纵着,驾驶飞机穿云破雾于漫漫旅途之中,搏击那数不清的困难、险情,如何才能减轻飞行员的工作压力和精神负担呢?自动飞行就是最好的帮手。
卓越的自动驾驶仪
旅客机飞翔在浩瀚的蓝天白云中,时而急速上升下降,时而缓慢左拐右转,飞机的一举一动,姿态的微小变化,都离不开舵面的运动和偏转,而这一切均来自于飞行员的手、脚发力传递的指令。
飞行员用手操纵驾驶杆或侧杆控制升降舵或副翼运动,用脚踩踏板操纵方向舵的偏转,此外,还有更多的大小舵面偏转,需更多地使用发动机油门、起落架、襟/缝翼等诸多手柄、按钮、开关……这一切,有时令飞行员忙得团团转,喘不过气来。
上世纪50年代后,一种新颖具有稳定平衡功能的电动陀螺装置崭露头角。它的应用为旅客机的自动飞行带来了新的曙光。从此,旅客机在高空巡航飞行,飞行员只要开启自动驾驶仪,便可享受到茫茫天际中悠悠自得、自由自在的航行乐趣。
自动驾驶仪包括敏感电子元件一陀螺仪、传感器和计算机,以及电动或电液伺服作动器。当某种外来干扰造成飞机偏离原来姿态时,敏锐的传感器便可快速、准确地测出飞机姿态角的变化、航路的方位,并将这些丰富的信息传送到计算机,由它算出飞机回到正确位置的精密结果,并发出指令给各类舵面的伺服作动器,驱动舵面运动,从而使飞机重新返回到预定的方位。
不同于传统的飞机操纵,自动驾驶仪与飞机组成了一个闭合的回路,飞机姿态每时每刻的变化都会通过传感器反馈给计算机、作动器、舵面。如此循环不断,形成了飞机无需人操纵的自主飞行。依仗自主飞行的突出优势,飞行员驾机飘洋过海,可从容应对,轻松自如。
电传飞控大显身手
如今,旅客机已进入电传飞控的时代。导线取代了苯重的钢索,数字计算机主宰了飞机舵面的偏转和飞行,比人操纵更精准、安全和迅速,功能更广。电传飞机中的自动飞行也由此获益多多。昔日广为应用的复杂的陀螺仪被遍布机上、速度各异的传感器所替代,原先专职于自动驾驶仪、自动飞行的计算机被主飞控计算机“整合”。不过,它的软件仍独立保持,而且功能扩大,增加了诸如包线保护,防失速,自动降落等。专门用于驱动舵面伺服作动装置也让位于精度高、推力大的飞控作动器。
目前,精干的客机自动飞行系统可谓神通广大,它与发动机油门杆控制、大气数据系统相连,能自动控制飞机推力和飞行速度;与机上惯性导航、全球定位导航系统融合,飞机就能自主沿预定的航迹,精准地飞向目的地。此外,它还与通信、显示、告警等多个系统对接。如此出色的业绩和表现,自然还要归功于纵横交织、性能优异的数据总线和功能强大的飞行管理计算机。前者极方便地对接许许多多性能各异的系统,以数字信号形式接收极其丰富的信息,并及时快捷、精确地传输给计算机。后者如同指挥员,负责数据综合、比较、计算及优化,然后指令给飞控、动力、航电等计算机,让其各司其职,有条不紊地协同一致,达到飞机自主、自动飞行。
自动飞行中,飞行员仍拥有最大的权威。他既可以按动位于飞行员前方的“飞行模式控制板”(FMCP)按钮,让自动飞行控制飞机自主飞行,也能在意外险情之下,切换控制开关,转为电传操纵,控制飞行中的飞机。
自动着陆有惊无险
宛如人从陡峭的山顶急速下滑,险象丛生,客机的降落挟巨大的动能与势能飞流而下,势不可挡,尤其是触地的一刹那,惊险万状。据权威统计,客机降落时出现的故障高于起飞、巡航飞行之总和,占整个飞行故障的2/3。1985年8月,日本一架波音747客机降落时突然坠毁,导致至今为止伤亡最大的520多人遇难的惨剧。
事故频发的客机降落,一直是自动飞行的禁区。降落时,飞行员既要操纵襟翼、缝翼、起落架、升降舵、平尾,还要控制发动机油门,掌控好导航、通讯,连飞行员都忙得应接不暇,无人操纵的自动飞行要完成如此危险而复杂的任务,显然难以胜任。
不过,十分幸运的是电传控制给自动飞行带来了生机。凭借电传控制强大的软、硬件功能,自动飞行系统的硬件大为减少,软件控制律的功能却大大增强,与飞控计算机及舵面作动器高度融合、一体化,又巧用数据总线引入导航、无线电、大气数据等,从而,开辟了自动着陆的一片新天地。
有别于客机的起飞和巡航,自动着陆经历的时间短,过程却相当复杂,涵盖有4~5种状态。首先,自动飞行系统控制飞机机头向下,并引导飞机沿地面塔台给出的航向飞行,其间航向修正的同时,启动自动油门减小飞行速度。第二,飞机下滑过程中,由于侧风影响,以及发动机推力不对称造成航向偏离,自动飞行必须不间断地修正,还需严格控制飞机的下滑角对准跑道飞去,下滑角若过大,易造成飞机重撞地面,过小则又易滑出跑道。然后,自动飞行系统控制飞机改变一种大多数人们不曾想到的姿态一一下滑变“拉平”,拉平即平飞。这一动作仅几秒钟,惊险又关键。其目的是减少客机接地时的垂直速度,免于着陆时沉重一撞,减缓起落架触地时的巨大动能,防止其支撑杆不致于折断、起落架轮胎不会出现爆裂。最后,它将指令客机机头微微下低,两主起落架轮先着地,飞机沿跑道中心线滑行到缓慢停止。尽管自动着陆过程复杂,时时充满变数,但依仗新一代自动飞行的智慧大脑一一软件控制律的高超技巧和杰出能力,均能化一切惊险为安全,胜似人的本领。
自动着陆的完满实现,虽然还受地面机场跑道长度和跑道质量,尤其是机场导航、通信等设备条件的影响,但自从飞机采用电传控制以来,攻克了荆棘丛生的自动着陆之后,自动飞行可以自豪地成为飞行员最好的助手。在飞行员操纵飞机的每个环节一一起飞、爬升、巡航、进场及降落中,自动飞行都能掌控飞机实现整套漂亮的自动飞行、智能化飞行,并畅行无阻。
卓越的自动驾驶仪
旅客机飞翔在浩瀚的蓝天白云中,时而急速上升下降,时而缓慢左拐右转,飞机的一举一动,姿态的微小变化,都离不开舵面的运动和偏转,而这一切均来自于飞行员的手、脚发力传递的指令。
飞行员用手操纵驾驶杆或侧杆控制升降舵或副翼运动,用脚踩踏板操纵方向舵的偏转,此外,还有更多的大小舵面偏转,需更多地使用发动机油门、起落架、襟/缝翼等诸多手柄、按钮、开关……这一切,有时令飞行员忙得团团转,喘不过气来。
上世纪50年代后,一种新颖具有稳定平衡功能的电动陀螺装置崭露头角。它的应用为旅客机的自动飞行带来了新的曙光。从此,旅客机在高空巡航飞行,飞行员只要开启自动驾驶仪,便可享受到茫茫天际中悠悠自得、自由自在的航行乐趣。
自动驾驶仪包括敏感电子元件一陀螺仪、传感器和计算机,以及电动或电液伺服作动器。当某种外来干扰造成飞机偏离原来姿态时,敏锐的传感器便可快速、准确地测出飞机姿态角的变化、航路的方位,并将这些丰富的信息传送到计算机,由它算出飞机回到正确位置的精密结果,并发出指令给各类舵面的伺服作动器,驱动舵面运动,从而使飞机重新返回到预定的方位。
不同于传统的飞机操纵,自动驾驶仪与飞机组成了一个闭合的回路,飞机姿态每时每刻的变化都会通过传感器反馈给计算机、作动器、舵面。如此循环不断,形成了飞机无需人操纵的自主飞行。依仗自主飞行的突出优势,飞行员驾机飘洋过海,可从容应对,轻松自如。
电传飞控大显身手
如今,旅客机已进入电传飞控的时代。导线取代了苯重的钢索,数字计算机主宰了飞机舵面的偏转和飞行,比人操纵更精准、安全和迅速,功能更广。电传飞机中的自动飞行也由此获益多多。昔日广为应用的复杂的陀螺仪被遍布机上、速度各异的传感器所替代,原先专职于自动驾驶仪、自动飞行的计算机被主飞控计算机“整合”。不过,它的软件仍独立保持,而且功能扩大,增加了诸如包线保护,防失速,自动降落等。专门用于驱动舵面伺服作动装置也让位于精度高、推力大的飞控作动器。
目前,精干的客机自动飞行系统可谓神通广大,它与发动机油门杆控制、大气数据系统相连,能自动控制飞机推力和飞行速度;与机上惯性导航、全球定位导航系统融合,飞机就能自主沿预定的航迹,精准地飞向目的地。此外,它还与通信、显示、告警等多个系统对接。如此出色的业绩和表现,自然还要归功于纵横交织、性能优异的数据总线和功能强大的飞行管理计算机。前者极方便地对接许许多多性能各异的系统,以数字信号形式接收极其丰富的信息,并及时快捷、精确地传输给计算机。后者如同指挥员,负责数据综合、比较、计算及优化,然后指令给飞控、动力、航电等计算机,让其各司其职,有条不紊地协同一致,达到飞机自主、自动飞行。
自动飞行中,飞行员仍拥有最大的权威。他既可以按动位于飞行员前方的“飞行模式控制板”(FMCP)按钮,让自动飞行控制飞机自主飞行,也能在意外险情之下,切换控制开关,转为电传操纵,控制飞行中的飞机。
自动着陆有惊无险
宛如人从陡峭的山顶急速下滑,险象丛生,客机的降落挟巨大的动能与势能飞流而下,势不可挡,尤其是触地的一刹那,惊险万状。据权威统计,客机降落时出现的故障高于起飞、巡航飞行之总和,占整个飞行故障的2/3。1985年8月,日本一架波音747客机降落时突然坠毁,导致至今为止伤亡最大的520多人遇难的惨剧。
事故频发的客机降落,一直是自动飞行的禁区。降落时,飞行员既要操纵襟翼、缝翼、起落架、升降舵、平尾,还要控制发动机油门,掌控好导航、通讯,连飞行员都忙得应接不暇,无人操纵的自动飞行要完成如此危险而复杂的任务,显然难以胜任。
不过,十分幸运的是电传控制给自动飞行带来了生机。凭借电传控制强大的软、硬件功能,自动飞行系统的硬件大为减少,软件控制律的功能却大大增强,与飞控计算机及舵面作动器高度融合、一体化,又巧用数据总线引入导航、无线电、大气数据等,从而,开辟了自动着陆的一片新天地。
有别于客机的起飞和巡航,自动着陆经历的时间短,过程却相当复杂,涵盖有4~5种状态。首先,自动飞行系统控制飞机机头向下,并引导飞机沿地面塔台给出的航向飞行,其间航向修正的同时,启动自动油门减小飞行速度。第二,飞机下滑过程中,由于侧风影响,以及发动机推力不对称造成航向偏离,自动飞行必须不间断地修正,还需严格控制飞机的下滑角对准跑道飞去,下滑角若过大,易造成飞机重撞地面,过小则又易滑出跑道。然后,自动飞行系统控制飞机改变一种大多数人们不曾想到的姿态一一下滑变“拉平”,拉平即平飞。这一动作仅几秒钟,惊险又关键。其目的是减少客机接地时的垂直速度,免于着陆时沉重一撞,减缓起落架触地时的巨大动能,防止其支撑杆不致于折断、起落架轮胎不会出现爆裂。最后,它将指令客机机头微微下低,两主起落架轮先着地,飞机沿跑道中心线滑行到缓慢停止。尽管自动着陆过程复杂,时时充满变数,但依仗新一代自动飞行的智慧大脑一一软件控制律的高超技巧和杰出能力,均能化一切惊险为安全,胜似人的本领。
自动着陆的完满实现,虽然还受地面机场跑道长度和跑道质量,尤其是机场导航、通信等设备条件的影响,但自从飞机采用电传控制以来,攻克了荆棘丛生的自动着陆之后,自动飞行可以自豪地成为飞行员最好的助手。在飞行员操纵飞机的每个环节一一起飞、爬升、巡航、进场及降落中,自动飞行都能掌控飞机实现整套漂亮的自动飞行、智能化飞行,并畅行无阻。