开车时,我们靠掌控方向盘,来控制车辆的前进方向;飞行员开飞机时,则通过控制飞机的操纵杆,来配合完成飞机的飞行、爬升、巡航、下降、进近着陆等。
大家都知道,每架民航客机,不管什么型号,基本都是“重量级选手”。
大家熟悉的波音737约70多吨,空客A380则重达500多吨,俨然是个“庞然大物”。
那这小小的操纵杆,怎么就能控制这几十上百吨的飞机呢?
早期飞机以机械操纵为主
在飞机刚发明的年代,飞机以机械操纵为主,飞机的舵面和驾驶舱的操纵杆之间,是依靠钢缆还有滑轮等机械装置连接的。
这种操作方式比较简单基础,完全要依靠机长的体力,不夸张地说,那个年代的飞行员开飞机,就是在健身啊,飞机就是个空中健身房~
但随着飞机设计得越来越大、飞行速度不断加快,机身结构也越来越重,风阻也越来越大。
与此同时,飞机的操纵杆也变得越来越沉了,开飞机真的成了一个体力活。
那怎么办呢?飞行员力气不够,那就给他助力——液压助力系统就出现了。
液压助力系统的使用
20世纪50年代起,飞行操纵系统以液压助力的机械操纵为主,与千斤顶的原理相似,操纵杆动作传递至液压活塞,再推动液体,另一端活塞随之去推动执行机构。
但这一系统并不是一劳永逸的,随着后来飞机的进一步发展,又出问题了,怎么回事呢?
原来,一些战斗机为了机动性,把飞机的气动外形设计得很不稳定,操纵难度变得非常大。
如果这时还是单纯地依靠机械和液压传动,已经无法满足飞机的精准操控需求了,这时候电传操纵系统就出现了。
从电传操纵系统到光传操纵系统
有了电传操纵系统之后,飞行员下达的指令,依靠电信号进行传递。
飞机肚子里,也不用塞那么多复杂的机械和液压装置,布置几根线缆就可以了,也算是给飞机减肥了~
而且最重要的是,电传操纵系统,是靠电信号传递指令的,所以飞机上也开始使用飞行计算机。
以前飞机姿态完全要靠人去掌握,现在有了计算机,就可以协助飞行员来稳定飞机的姿态了。
这对一些气动外形很不稳定的飞机来说,是很重要的,就像美国的F-117这种奇形怪状的飞机,没有电传操纵系统的应用,这种飞机根本就飞不起来。
但是电传操纵系统也是有一定的局限性的,因为传递指令是靠电信号,所以在一些雷电天气或者有强电磁干扰的环境下,电传操纵很容易受到一些不良影响,所以就又出现了一些光传操纵系统。
光传操纵就是在电传操纵的基础上,把电信号改成了光信号。
光信号对电磁干扰基本是无感的,而且光纤的传输速率也大大高于电传系统,体积也更小,这对越来越高度自动化飞机操纵系统来说是很重要的。
现在大家明白了吧,小小操纵杆的背后,还有一系列的操纵系统,共同配合运行,来保障飞行安全。
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