A320飞机系统(27)——飞行控制(基础)

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飞行活动发生在三维空间内，所有的飞行动作都能分解成在三个轴向上的水平加减速、垂直爬升下降和水平左右转弯。相应的，所有飞行器的控制也都能被分解成俯仰控制（pitch）、滚转控制（roll）和偏航控制（yaw）。传统飞机的飞行控制是一杆两舵，操纵杆控制飞机的升降舵和副翼实现俯仰和滚转，脚蹬控制飞机的方向舵实现偏航。飞行器控制的三轴和飞行器运动轨迹的三轴是两个完全不同的概念，应加以区分。

F-16是世界第一款完全使用电传飞控系统的战斗机，A320飞机是第一款使用电传飞控的客机，也是第一款采用放宽静稳定度设计的客机。电传飞控的原理是计算机或人工输入电信号、输入信号被飞控计算机处理得到输出信号、输出信号控制作动面、作动面偏转产生位置信号又反馈给控制计算机。其中计算机使用的控制逻辑叫飞控法则或控制律（flight control law或C* LAW）。空客将这种控制原理称为FLY BY WIRE。



飞行控制的2种输入方式：

人工控制，有侧杆、方向舵、THS配平轮、RUD配平旋钮、减速板手柄和襟缝翼手柄。

自动控制，有FMGC计算机（长期）和FCU控制面板（短期）。详情请参阅系统自动飞行章节。

飞行控制作动面正常是电气控制，液压作动（RUD和THS还可以通过机械连接的方式实现机械控制）。相比简单的训练飞机，电气控制的作动面并不是一一对应的关系，各舵面动作间存在一定的关联性。如方向舵控制融合了脚蹬、偏航阻尼、行程限制和自动配平。其中偏航阻尼又和滚转合作实现协调转弯。

飞控计算机：

2部ELAC，提供正常升降舵（包括THS）和副翼控制。

3部SEC，提供正常扰流板控制（备份的ELEV+THS控制）。

2部FAC，提供方向舵的电动控制。

2部FCDC，用于将ELAC和SEC的数据提供给电子仪表系统EIS（参阅DSC-31章）和集中故障显示系统CFDS（参阅DSC-45章）。

飞机的三轴控制：

俯仰控制，升降舵（ELEV）+水平安定面（THS）。

滚转控制，副翼（AIL）+滚转扰流板（SPLR）。

偏航控制，方向舵（RUD）。

减速板和地面扰流板，扰流板（SPLR）。

增升装置，襟翼（S）+缝翼（F）。

A320的扰流板有5块，可以实现三种功能：减速、滚转和扰流。其中减速使用中间3块，滚转使用外侧4块，地面扰流使用全部5块。前缘缝翼（5块）和后缘襟翼（2块）的功能是增加低速状态下的飞行升力。

至此，我们对飞控系统有了大概的了解，接下来主要去理解从人工输入/控制计算机→驱动液压→控制作动面之间的关系。有关控制计算机的控制逻辑（飞控法则）和保护功能以及飞控操纵面的偏转角度和受限情况。将在后续的A320飞机系统（27）——飞控（进阶）中描述。



俯仰控制

俯仰控制的人工输入是侧杆和THS手轮，作动面是ELEV和THS，控制计算机是ELAC（ELEV+THS）和SEC（备份ELEV+THS）。其中THS可以通过电动马达产生的机械信号和机械手轮产生的机械信号两种方式控制，且机械手轮优先于电动控制。

正常情况下，ELAC 2通过G控制左侧ELEV，通过Y控制右侧ELEV，使用MOTOR 1产生的机械信号通过G+Y控制THS。当ELAC 2故障时ELAC 1接管，此时对应的驱动液压也会转换。当液压故障时也会发生类似转换。当ELAC 1+2故障时，SEC 2/1会接管ELAC的控制。所有控制的转换都遵守SERVOLOOP PRIORTIES的顺序，控制计算机的其他输入信号和功能在上图也都有指示（对于理解飞控系统十分主要）。

THS是由G+Y同时驱动的，ELEV则每次只有一个液压作动。所以ELEV存在液压伺服装置不工作的情形，系统将ELEV的液压伺服工作模式分成3种：

工作。

阻尼，随动备份时、一部故障时或两部失去液压。

定中，两部失去电气。

滚转控制

滚转控制的人工输入是侧杆，作动面是AIL和SPLR 2+3+4+5，控制计算机是ELAC（AIL）和SEC（SPLR）。和ELEV的控制相似，AIL的液压伺服装置有两种工作模式：工作和阻尼（一部失去电气或液压）。

副翼的防下垂功能和下垂功能：

防下垂功能，着陆时当扰流板完全伸出后副翼会向上放出（增强扰流板）。

下垂功能，当襟翼放出后副翼会向下放出5°（增强襟翼）。

减速板控制

只有减速板是由扰流板手柄控制的，作动面是SPLR 2+3+4，控制计算机是SEC。当滚转指令和减速板指令冲突时，滚转指令有优先权。扰流板故障时系统会自动收回，且对侧扰流板被抑制。某些情况下，系统会抑制减速板的放出。

SEC 1+3故障。

一个ELEV故障。

迎角保护生效。

迎角平台生效。

襟翼构型全。

2个油门大于MCT。

地面扰流板的功能也是在SEC中实现的（只能自动放出）。地面扰流板属于地面减速装置，方法是破坏机翼升力增加机轮摩擦。

扰流板的工作模式：

待命，提起扰流板手柄。

收上，着陆后按下扰流板手柄，或连续起飞油门杆前推20°。

中断完全伸出。

着陆完全伸出。

着陆部分放出。

下图展示了缝翼和缝翼的防冰系统（左侧箭头），扰流板、襟翼和副翼的防下垂功能（右侧箭头）。





偏航控制

偏航控制的人工输入是方向舵、RUD配平和侧杆（协调转弯），作动面是RUD，控制计算机是ELAC（协调转弯）和FAC（行程限制、偏航阻尼和自动配平）。

行程限制和自动配平比较好理解。偏航阻尼的功能是为了实现在偏航时的状态稳定（后掠翼飞机的荷兰滚效应），水平转弯时实现协调转弯（不需要人工控制方向舵）。偏航阻尼也用来在自动滑跑时控制前轮转弯。

方向舵的GYB液压伺服装置是并联的，所有控制都被转换成机械信号以控制液压伺服装置。其中，脚蹬是机械信号、方向舵配平是由电动马达产生的机械信号、偏航阻尼是由液压产生的机械信号（G液压伺服主用，Y液压伺服备份随动）、行程限制器的电动马达会限制以上三种输入信号的极限值。只有人工飞行时方向舵配平会产生一个机械反馈信号给脚蹬。



襟缝翼控制

襟缝翼控制的输入是襟缝翼手柄，作动面是襟翼和缝翼，控制计算机是SFCC。襟缝翼的电气控制是双通道，液压控制是双液压并联（通过差动齿轮箱耦合）。和操纵舵面的不对称工作相比，襟缝翼如果卡阻在不对称位置会带来更大的危险。所以襟缝翼不对称时会被翼尖刹车（WTB）锁定。

襟缝翼手柄设置了5个卡位，对应6种构型。卡位1对应conf 1和conf 1+F，具体放出的构型和放出时的速度有关（特殊情况请参阅AEP-导航-ADR1+2故障，SFCC直接设定conf 1+F）。

襟缝翼的特殊功能：

自动收放功能，保持1+F并增加速度时，系统会在210kt自动将襟缝翼收至conf 1。

迎角/速度锁定功能，在大迎角和低速时抑制缝翼的收回。

关于系统设置≤100kt时襟翼自动放出的逻辑，通过下图可知是出于系统逻辑考虑，和AEP程序无关（类比电子设备舱通风的临界温度设置）。更多可能的讨论请参阅反推开锁的着陆，起飞和着陆构型设置以及LIM-最小控制速度。

飞控系统（基础）思考题：

失速改出程序设置构型 1的理论依据是什么？

高原复飞襟翼收至构型 1而非向前收一档的原因是什么？（参考A321昆明）

什么是荷兰滚？后掠翼？超临界机翼？静稳定度？

关车时，为什么地面大风时可以将方向舵脚蹬吹偏，却无法通过人工回正？

所有液压系统均失效，THS和脚蹬还可用吗？

在哪里可用查找飞机到的重心包线？什么是前重心限制？

THS的绿区是什么含义？

为什么起飞前设置的THS会在起飞后立即被重新配平？

何时会触发THS的起飞构型警告？是什么样的警告音？

接通AP巡航期间，能否人工控制方向舵？能否使用方向舵配平？

为什么有放襟翼的高度限制？没有使用减速板的高度限制？

为什么高原型的A319重新认证了FL260的襟翼高度限制？

人工飞行时，飞控操作有何使用要求？LIM章。

空客对于方向舵的使用有何要求？

着陆接地前，能否使用方向舵来摆正机头？

单发着陆时，程序是否要求方向舵配平回零？

地面或空中单发时使用方向舵的技巧。dead foot，dead engine。

conf 1时，能否人工选择速度小于S速度飞行？起飞和着陆。

放出减速板同时设置构型2，飞机为何会产生轻微滚转？

如果VLS大于VFE NEXT，如何放襟翼？

飞行机动负载的限制是什么？

祝学习愉快！

fatlion1981

新手一名，帮顶一下哈。。。