飛機飛行控制
發展過程 飛行自動控制系統的發展經歷了 4個階段:①20世紀初~40年代,由簡單的自動穩定器發展成自動駕駛儀。②40~50年代,由自動駕駛儀發展成飛行自動控制系統。飛機性能不斷提高,要求自動駕駛儀與機上其他系統耦合形成飛行自動控制分系統。這些分系統的總合稱為飛行自動控制系統。為適應飛行條件的劇烈變化,飛行自動控制系統的參數隨飛行高度或動壓而變化,這樣的系統稱為調參式飛行自動控制系統。③60年代出現自適應飛行自動控制系統。此外,在殲擊機上開始安裝由增穩系統和自動駕駛儀組合的複合系統。④70~80年代,飛行自動控制系統發展成主動控制系統(見主動控制技術)。70年代數字式電傳操縱系統得到發展。電傳操縱系統易於與機上其他系統(如火控系統、導航系統等)交聯,80年代以來出現航空綜合系統(如火控-飛行綜合控制系統等)。原理 飛機的飛行控制主要是穩定和控制飛機的角運動(偏航、俯仰與滾轉)以及飛機的重心運動(前進、升降與左右)。飛機飛行控制採取的是反饋控制原理。飛機是被控制對象,自動控制系統是控制器。飛機和自動控制系統按負反饋的原則組成閉環迴路(飛行控制迴路),實現對飛機的穩定與控制。在這個閉環迴路中被控制量主要有飛機的姿態角、 飛行速度、 高度和側向偏離等,控制量是氣動控制面的偏角和油門桿的位移。運用經典控制理論或現代控制理論可以分析和綜合飛行控制迴路(見控制理論),從而設計出飛機飛行控制系統。為了確切地描述飛機的運動狀態,需要選定適當的坐標系,常用的坐標系是機體坐標系、速度坐標系和地球坐標系。
組成和功用 飛行控制系統一般由測量飛機姿態及其他飛行參數用的敏感元件、形成控制信號或指令的計算機、變換和放大信號的電子線路以及驅動飛機舵面的執行機構等組成。此外,還有程式控制信號給定器、監控器和顯示裝置等部件。由敏感元件、變換放大元件和執行機構組成的自動駕駛儀主要用來保證飛機姿態的穩定,是實現飛行控制的基礎。所有控制指令都是通過自動駕駛儀去執行的。
飛行控制系統的功用包括:①保持姿態和航向;②增穩或控制增穩;③控制空速(見飛行速度);④控制航跡;⑤自動導航;⑥自動著陸;⑦地形跟隨、地形迴避;⑧自動瞄準;⑨編隊飛行;⑩配合自動空中交通管制等。