可調安定面

飛機的水平安定面是飛機尾翼的水平翼面，安定面的作用是使飛機具有適當的靜穩定性。當飛機在空中作近似勻速直線運動飛行時，常常會受到各種上升氣流或者側向風的影響，此時飛機的航行姿態就會發生改變，飛機會圍繞質心左右（偏航）、上下（俯仰）以及滾轉。如果飛機是靜不穩定的，就無法自動恢復到原來的飛行姿態，即如果飛機受到風的擾動而抬頭，那麼飛機就會持續抬頭，而且當這股擾動氣流消失以後，飛機就會保持抬頭姿態，而無法恢復到原來的姿態。

飛機的水平安定面就能夠使飛機在俯仰方向上（即飛機抬頭或低頭）具有靜穩定性。水平安定面是水平尾翼中的固定翼面部分。當飛機水平飛行時，水平安定面不會對飛機產生額外的力矩；而當飛機受到擾動抬頭時，此時作用在水平安定面上的氣動力就會產生一個使飛機低頭的力矩，使飛機恢復到水平飛行姿態；同樣，如果飛機低頭，則水平安定面產生的力矩就會使飛機抬頭，直至恢復水平飛行為止。 ^[1] 

在這種操縱系統的結構中，操縱系統中除有升降舵外，還有可調的水平安定面，其許多優點如下：

（1）安定面是用於把飛機配平在給定的狀態，而升降舵則基本上是用於機動飛行。這樣可使升降舵和平尾做得尺寸較小，從而減小了由氣動鉸鏈力矩引起的力。

此外，可調水平安定面加升降舵作為縱向操縱面，比固定的安定面加升降舵有較高的效率。在原始效率相同的條件下，可調水平安定面及其升降舵的面積可減小，從而降低結構重量和把這些機構的操縱能耗減少5一6倍。

（2）因為飛機是由水平安定面來配平，所以操縱桿和升降舵在完成配平後是定位在靠近中立的位置口操縱桿的這種位置便於駕駛。同時還發生杆力回零，於是就沒有使用升降舵上的調整片的必要了，而它是各種故障的根源，其中包括硬故障。

在操縱桿處於中立位置時，飛行員可支配升降舵的全部效率。此時根據駕駛力的變化的不同，’飛行員能檢查安定面的工作狀態，這對於安定面操縱迴路中有硬故障的情況下是非常重要的。

（3）因為在穩定飛行中升降舵實際上是處於中立位置，這對升阻比將產生有利影響。

（4）在升降舵尺寸較小的情況下，因升降舵效率值較小，較容易解決保障既定飛行狀態範圍內的所需的操縱性問題。

（5）在自動操縱狀態下，可利用安定面來自動配平，以消除在斷開自動操縱系統時向手動操縱的突然過渡。自動配平既可按照升降舵偏轉信號，又可按照與自動操縱系統伺服驅動機構上的離合器上的力矩或力相當的信號來實施。因為在此係統中操縱力減小，所以當然可減小自動操縱系統執行驅動機構的功率。

要指出的重要一點，是上述與採用可調水平安定面有關的優點，促進了保障安全問題具有頭等意義的大載客量（100人以上的）客機廣泛採用可調水平安定面。根據國外資料，到1990年底，世界的幹線客機總數為11510架（不包括前蘇聯）。

（1）如果安定面在其極限位置上，升降舵的效率不足以補償安定面的故障(力矩)，則它的操縱系統應具有很高的可靠性，這種可靠性只能靠餘度來保障。否則安定面的偏轉角度只能限制在安全值以內。

升降舵大角度偏轉來補償安定面故障可能會要求飛行員使用很大的操縱力。所以，考慮安定面有很大的效率，應排除安定面的硬故障。

（2）在起飛之前，安定面應處在按飛機重心位置和重量確定的位置上。必須採取這種辦法。為此，一般是利用專門的表格或飛機重心和重量計算機。

在選擇可調水平安定面操縱系統結構時，所研究的最典型的故障，是安定面任意偏轉類型的電氣故障或在操縱信號作用時安定面不動作，以及機械元件使舵機卡死或鬆脱的故障。

為了在發生上述故障時保持系統的工作能力，要採取專門措施，包括首先使用餘度，以及旨在排除機組和維護人員失誤的專門辦法。 ^[2] 

對飛機來説最大的危險是引起安全面偏移電氣故障。應當用一切可能的方法消除這種故漳，甚至為此不惜提高安定面不動作的概率。鑑於飛行的安全直接取決於配平能力的保持，可調水平安定面操縱系統的組成是建_立在各通道速度疊加的原理基礎上。在這種情況下有一個通道發生故障時可保持安定面配平偏轉角，而安定面的偏轉速度降低了一個流通道速度分量值。雖然在利用各通道相加的原理時，會增大某一通道產生硬故障的概率，但此時安定面的偏移速度取決定於單通道的偏移速度。在手動操縱時，飛行員可利用其它工作正常的通道(其總速度超過有故障的通道)來對付安定面的偏移。因此，飛行員應定期地把安定面的返回平衡位置。為了消除這種效應，可利用一個自動檢測系統，它可發現和隔離有故障的通道。在斷開有故障的通道後，安定面的偏轉速度會減小一個有故障通道的速度值。在安定面的操縱系統中，除餘度外還採取其它措施由飛行員防止安定面偏移或促進對這類故漳給以快速補償。

這類措施之一，是安定面的不連續操縱。在採取這種操縱方法時，在按壓一次安定面操縱按鈕後，安定面只移動不大的角度。為使安定面移動較大的角度，必須依次地按壓幾次按鈕(雅克一40 ;雅克一42)。所以在出現假信號時，安定面只能移動一個不大的角度，它由終點電門限定。此時終點電門的間距是可變的。例如在雅克一42飛機上，在安定面調定角度為

到

的範圍內，間距為

。而在

至

。範圍內，間距為

。

在國外的客機上，提高安定面操縱可靠性的常用措施之一，是採用有餘度的機械鋼索傳動來操縱安定面的舵機。這種機械傳動系優於電氣導線。在必要的情況下，飛行員可以超越電氣操縱和停止安定面的偏移。此外，機械系統同時是指示飛行中安定面位置的可靠手段。 ^[3]