1、飛機飛行控制系統飛行控制系統（簡稱飛控系統）的作用是保證飛機的穩定性和操縱性，提高飛機飛行性能和完成任務的能力，增強飛行的安全性和減輕駕駛員的工作負擔。3.4.1 .飛行控制系統概述飛控系統分類飛控系統分為人工飛行控制系統和自動飛行控制系統兩大類。由駕駛員通過對駕駛桿和腳蹬的操縱實現控制任務的系統，稱為人工飛行控制系統。最簡單的人工飛行控制系統就是機械操縱系統。不依賴于駕駛員操縱駕駛桿和腳蹬指令而自動完成控制任務的飛控系統，稱為自動飛行控制系統。自動駕駛儀是最基本的自動飛行控制系統。飛控系統構成飛控系統由控制與顯示裝置、傳感器、飛控計算機、作動器、自測試裝置、信息傳輸鏈及接口裝置組成。控制及顯

2、示裝置是駕駛員輸入飛行控制指令和獲取飛控系統狀態信息的設備，包括駕駛桿、腳蹬、油門桿、控制面板、專用指示燈盤和電子顯示器（多功能顯示器、平視顯示器等）。傳感器為飛控系統提供飛機運動參數（航向角、姿態角、角速度、位置、速度、加速度等卜大氣數據以及相關機載分系統（如起落架、機輪、液壓源、電源、燃油系統等）狀態的信息，用于控制、導引和模態轉換。飛控計算機是飛控系統的“大腦”，用來完成控制邏輯判斷、控制和導引計算、系統管理并輸出控制指令和系統狀態顯示信息。作動器是飛控系統的執行機構，用來按飛控計算機指令驅動飛機的各種舵面、油門桿、噴管、機輪等，以產生控制飛機運動的力和力矩。自測試裝置用于飛行前、飛行中

3、、飛行后和地面維護時對系統進行自動監測，以確定系統工作是否正常并判斷出現故障的位置。信息傳輸鏈用于系統各部件之間傳輸信息。常用的傳輸鏈有電纜、光纜和數據總線。接口裝置用于飛控系統和其他機載系統之間的連接，不同的連接情況可以有多種不同的接口形式。圖3.4.1飛行控制系統基本原理尊救控tf顯小般飛控系統基本工作原理除個別的開環操縱系統（如機械操縱系統）外，所有的飛控系統都采用了閉環反饋控制的工作原理。圖3.4.1是通用的飛控系統基本工作原理框圖。在人工操作飛機飛行時，駕駛員通過駕駛桿、腳蹬、油門桿的位移（或力）給出控制信號Uo,經過飛控計算機控制率計算后給出控制指令Ui。作動器已據此指令驅動相對應

4、的舵面（或油門、噴口）產生位移，形成使飛機運動變量后轉換為電信號U2,一路反傳給飛控計算機，另一路輸入顯示裝置，形成目視信息，供駕駛員讀取。送給飛控計算機的反饋信號與駕駛員給出的控制信號相比較，當飛機的運動變量與駕駛員的控制目標值相等時，兩種信號的代數和（&U）為零，飛控系統不再輸出驅動指令，飛機按照駕駛員要求的狀態飛行。在自動飛行控制的情況下，駕駛員通過控制面板上的模式選擇按鈕（或開關、旋鈕、鍵盤等），給出控制模式要求，飛控系統就會自動控制飛機按照給定的模式飛行，基本控制過程和原理與人工控制飛行時相同。這時，駕駛員只需監視顯示信息，不需要對駕駛桿等裝置進行操作。3.4.2 自動飛行控

5、制系統自動飛行控制系統由自動駕駛儀、自動油門桿系統、自動導航系統、自動進場系統和自動著陸系統、自動地形跟隨/回避系統構成。自動駕駛儀顧名思義，自動駕駛儀是用來代替駕駛員操縱飛機的自動控制系統。它由控制顯示面板、傳感器、自動駕駛儀計算機和舵面作動器組成。自動駕駛儀的傳感器信息主要來自航空電子系統的航向/姿態參考基準、高度和高度差信號。它的主要功能是航向角、姿態角的給定和保持以及飛行高度（包括氣壓高度和相對高度）的給定和保持。在長時間的穩定飛行（如巡航）中使用自動駕駛儀控制飛機，可以大大減輕駕駛員的工作負擔。自動油門桿系統自動油門桿系統是一種經常與自動駕駛儀配合使用的系統。它通過驅動油門桿改變發動

6、機推力而對飛機的飛行速度（或馬赫數）進行自動控制。系統使用的傳感器信息是大氣數據計算機的飛行速度（或馬赫數）信號。一般不具備獨立的計算機而由自動駕駛儀計算機完成控制律計算。執行機構是油門桿作動器。自動油門桿與自動駕駛儀配合工作，可以精確控制飛機的航跡、姿態及飛行速度。這對于飛機的自動進場/著陸、自動地形跟隨/回避以及四維制導飛行，都起著非常重要的作用。自動導航系統自動駕駛儀與導航系統交聯，即構成自動導航系統。導航系統通過總線或其他裝置（如飛行管理計算機）將飛機當前的位置和航向偏差信號送入自動駕駛儀計算機，由自動駕駛儀計算機形成并輸出控制指令，將飛機的位置和航向調整到并保持在預先給定的航線上飛行

7、。自動著陸系統著陸是飛行器航行中的一個重要階段。著陸時，飛行員必須在很短的時間內完成許多要求很高的操作，若僅靠目視著陸，為保證安全，飛行員需要在很遠的距離上就能清晰的看到跑道。以民航飛機為例，要求在飛行高度不低于300m時，水平能見度不小于4.8kmo為了保證飛機能在夜間或不良氣候條件下安全著陸，必須由無線電導航系統向飛行員提供飛行器與正確的下滑航道之間偏離程度的高精度指示。常用的進場和著陸導引系統有儀表著陸系統、微波著陸系統和精密進場雷達/數據鏈導引系統等。20世紀90年代以來，基于全球定位系統（GPS）的進場著陸導引技術發展迅速，將成為21世紀進場著陸導引系統的主流。自動著陸系統利用導引信

8、號將飛機控制到預定航道，并沿著航道下滑和著陸。目前民航機場主要使用的著陸無線電導航系統為儀表著陸系統（ILS,InstrumentLandingSystem）和微波著陸系統（MLS,MicrowaveLandingSystem）o前者可引導飛機在I類氣象條件（水平能見度800m,決斷高度60m）或II類氣象條件（水平能見度400m,決斷高度30m）下著陸（稱為儀表著陸或盲目著陸）；后者可引導飛機在III類氣象條件（水平能見度低于200m及其以下，決斷高度0m）下著陸（稱為自動著陸）。對飛機自動著陸來說，儀表著陸和微波著陸系統都是使用非目視著陸引導設備，其基本原理都由機場上的儀表著陸和微波著陸系

9、統在跑道上空形成下滑道，飛機上安裝了相應的無線電接收機，當飛機處于預定下滑道上時，接收機輸出信號為零；若飛機偏離下滑道，則接收機輸出相應極性和幅值的信號。接收機輸出的電信號通過自動駕駛儀操縱舵面（一般方向舵和升降舵），使飛機進入下滑道。例如設飛機處于下滑道上方，接收機將輸出反映上方極性的信號，通過自動駕駛儀使升降舵面后緣向下，產生低頭力矩，使飛機飛向下滑道，接收機輸出逐漸減小，直至飛機進入下滑道輸出為零，升降舵面恢復原來位置，飛機保持在下滑道上逐漸降低高度，實現自動著陸。自動地形跟隨/回避系統自動地形跟隨/回避系統用于控制軍用飛機在超低空（一般指相對高度100m以下的空域）突破敵人防線的飛行，利用地形、地物造成的雷達盲區和雜波反射進行隱蔽，使敵人防空雷達很難發現。使用自動駕駛儀和自動油門桿系統基本部件與地形探測和定位系統相交聯，可用于實現自動地形跟隨/回避功能。常用的地形探測和定位系統是地形跟隨和地物回避雷達。目前，一些先進的軍用飛機已經采用慣性導航/全球定位系統的組合導航系統（INS/GPS）與三維數字地圖相配合的自主定位系統作為自動地形跟隨/回避系統的主信息源，以低可探測性的激光測距器等為輔助手段實現超低空突防飛行