飛機飛行控制

目的是通過穩定和控制飛機的姿態運動和質心運動，完成飛行任務。有人工操縱和自動控制兩種實現方式。①人工操縱。飛行員通過機上人工操縱系統操縱飛機舵面和動力裝置，控制飛機的飛行。其特點是：飛行員直接參與控制過程，是直接操縱者。②自動控制。通過飛行自動控制系統控制飛機的飛行。在此過程中，直接操縱者是自動裝置，飛行員只起監控作用。飛機飛行控制是控制工程中一個專門的高技術領域，是伴隨着飛機的誕生和發展而發展的。早期的飛機結構簡單，性能要求不高，飛行控制完全可以由人工操縱來完成。隨着飛機性能的不斷提高，飛行任務日趨複雜，特別是大速度、高機動性戰鬥機和高空、遠航程大型運輸機的出現，對自動控制飛行的要求越來越高，自動飛行控制的應用更加廣泛。飛機飛行控制按照被控制參數性質不同，分為飛行姿態控制和飛行軌跡控制。飛行姿態控制主要控制繞機體軸的姿態角（俯仰角、側滑角和坡度等）及角速度，包括縱向姿態控制和側向姿態控制。飛行軌跡控制主要控制飛機質心的位移及速度，包括飛行高度控制、側向軌跡控制、空速或馬赫數控制等。按照任務不同，可以分為飛行高度保持與控制、飛行速度保持與控制、下滑着陸控制、導航、空中交通管制、地形跟隨與地形迴避控制等。着眼於提高飛機飛行品質的飛行控制有增穩和控制增穩、飛行邊界控制、陣風緩和控制、主動顫振抑制、機動載荷控制、乘坐品質控制等。按照飛機與控制裝置之間的聯繫，分為閉環控制和開環控制。飛機飛行控制採用反饋控制原理。飛機與飛行員或自動控制系統按照負反饋原理組成閉環迴路（飛行控制迴路）。飛機是被控對象，飛行員或自動控制系統是控制器。控制量是駕駛杆和腳蹬的位移量（升降舵或全動平尾偏角、副翼偏角和方向舵偏角等）、油門杆位移量。被控制量主要是飛機的姿態角（俯仰角、方向角和坡度等）、飛行速度、飛行高度、偏航角等。在飛行控制迴路中，被控制量按照負反饋原則，送回控制裝置並與控制量進行比較。飛機在空間的運動十分複雜，具有6個自由度，通常用機體座標系、地面座標系和速度座標系加以描述。可以根據座標系之間的相對關係，把飛機的空中運動分為兩種基本形式：用機體座標系表示的繞機體軸的姿態運動和用地面座標系表示的質心運動。飛機飛行控制的本質就是通過改變飛機舵面偏角，產生（改變）相應的氣動力及力矩，或改變動力裝置的主動力，對這兩種運動進行穩定與控制。以人工穩定俯仰角的情形為例，若飛機在平飛過程中受到擾動使機頭上仰，飛行員通過觀察得到俯仰角的偏差，經過思維判斷並作出操縱對策，前推駕駛杆驅使升降舵向下偏轉，水平尾翼升力增加，對飛機重心構成下俯力矩使飛機低頭；隨着俯仰角偏差逐漸減小，飛行員把駕駛杆拉回。飛機駕駛過程就是感知、判斷、操縱3個環節循環往復的控制過程。在這個過程中飛行員是控制器，飛機是被控對象，俯仰角是被控制量，駕駛杆位移是控制量。若自動控制完成上述過程，則飛行自動控制系統成為控制器，升降舵偏角為控制量。

發佈者：中國軍事百科全書編審室 ^[1]