歼-20|全球战机都逃不脱的“飞控陷阱”,中国歼10和歼20却成功避免


歼-20|全球战机都逃不脱的“飞控陷阱”,中国歼10和歼20却成功避免
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歼-20|全球战机都逃不脱的“飞控陷阱”,中国歼10和歼20却成功避免
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歼-20|全球战机都逃不脱的“飞控陷阱”,中国歼10和歼20却成功避免
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现代战斗机普遍装备了电传飞控系统 。 相比于传统的机械式飞行控制系统 , 电传飞控有很多的优点:
第一 , 结构简单 , 占据空间更少 。 机械飞控系统一般需要至少控制三个主要舵面:垂直尾翼、水平尾翼、副翼 。 为了完成对这些舵面的控制 , 需要使用高强度的钢缆和相关舵面操控转换器相连 , 而转换器与舵面也使用刚性连接 。 这些线缆的连接复杂且易损 , 在战斗当中极易出现故障 , 且横跨整个机体 , 需要较高的布线水平 。
相比之下 , 电传飞控系统通过电子元件感受飞机操纵杆的运动 , 将信号传递到各个活动舵面 , 各个舵面的电动机/液压机产生响应 , 完成飞机动作的操控 。 由于不需要利用复杂的刚性线缆 , 在战斗中不易损坏 。
第二 , 电传飞控在高过载和高速状态下的控制力更强 , 更不容易出现“锁舵”(舵面效率降低)的情况 。 机械飞控系统在高速状态下 , 由于气流在舵面处高速流动 , 产生极大的稳定力矩 , 想要改变舵面需要更大的力量 。 在没有液压助力的情况下 , 飞机的舵面完全依赖飞行员的“麒麟臂”进行动作 。 在速度超过600公里/小时的时候 , 战斗机想要进行水平尾翼的偏转需要近吨级的力量 , 即使有液压助力 , 飞行员也需要使出全身力气去掰飞机的操纵杆 。 在二战时期 , 很多苏联飞行员会像坦克驾驶员一样携带一把锤子 , 为的就是防止“锁舵” 。
而电传飞控的特点就是操作是自动运算(数字飞控) 。 例如 , 飞行员的操作只需要给出信号“向左滚转” , 电传飞控会自动计算当前的副翼阻力 , 给与电动机信号 , 将飞机的副翼偏转到飞行员操作的角度 。 由于电机的扭矩更大 , 因此飞行员无需自身发力 , 便可轻松控制舵面 。
第三 , 电传飞控可大幅度提高飞机的机动性 。 采用机械飞控的飞机 , 多数具备静稳定性 , 这样才能减少飞行员的操纵量 。 然而静稳定的飞机 , 机动性也同样大大受限 。 而有了电传飞控之后 , 机载电脑会自动对飞机进行配平稳定 , 因此飞机可以采用静不稳定设计 , 机动性突飞猛进 。
不过 , 电传飞控虽然优点颇多 , 但技术难度极大 。 电传飞控系统的安全和稳定性是飞机的生死线 , 考验的不仅仅是一个国家的飞机设计水平 , 更考验飞控系统的设计能力和软件设计能力 。 尤其是软件系统 , 飞机操纵杆的每一个信号都需要稳定、精确地反映到飞机的动作面上 。 几乎所有采用电传飞控的战机 , 都因飞控故障摔过机 。 有没有例外?有 , 那就是我们的歼10和歼20!
歼10采用了鸭翼布局 , 其飞控系统的难度 , 天生就比常规布局的战机大 。 因此歼10没有发生过飞控事故 , 本身就是一个世界奇迹了 。 而歼-20由于采用了升力体布局、DSI进气道、棱形机头、进气唇边条、大边条、全动尾翼+全动鸭翼 , 这一套“天顶星机动性”全家桶下来 , 飞行员一个简单的操作就会运行数万条代码运算 , 飞控系统的优化和响应简直难比登天 。 从结果上看 , 歼-20的飞行控制系统无疑是非常可靠的 , 无论是在珠海航展上 , 多机编队的高机动展示 , 亦或是在军事演习中歼-20展现出来的绝佳机动性碾压 , 都可以证明飞控编程人员是下了苦心了 。
【歼-20|全球战机都逃不脱的“飞控陷阱”,中国歼10和歼20却成功避免】不过这还不是结局 , 未来换装带有推力矢量功能的WS-15发动机后 , 歼-20的电传飞控系统将再度升级 , 到时候只要飞行员扛得住 , 什么极端机动动作都不在话下 。 唯一需要心疼的就是飞控编程小哥的发际线——如此庞杂的系统优化 , 那得是多少个通宵才能肝出来的啊 。