徐勇凌试飞笔记（下）

喜忧参半的电传飞控系统

　　号称二十一世纪空中主宰的美国新型战机F-22，从它问世的第一天起就病垢缠身，早在与YF-23竞争新一代隐身战机时,1992年4月25日，YF-22就发生了一起由飞控系统问题引起的纵向摆动，造成飞机坠毁的事故，截至目前F-22已经发生了三起因飞控系统故障引起的事故，其中严重事故2起。

YF-22因飞控问题而导致坠毁

　　一架耗资巨大的先进战机何以在飞控系统上反复地栽跟斗呢。还是让我们来简要了解一下电传飞控系统的历史吧。60年代中期随着苏美两个超级大国在军机速度上的竞争的结束，现代军机进入了追求综合效能和高机动性能的时代，因为在越南战争的空战中，人们发现决定空战成败的主要因素时飞机的机动性能。各国在二代战机的研制过程中绞尽脑汁，几乎已经挖掘了操纵系统的全部潜能。人们发现飞机的安定性——人们在飞机设计中想极力获得的品质，成为制约飞机机动性的最大障碍。能否设计一种不安定的飞机，有人想到了这一点，而一架不安定的飞机虽然灵活但却是人“无法操纵”的，那么能不能让机器来帮助人实现操纵，控制不安定的飞机，从而获得根高的机动性呢，由此电传飞控系统应运而生。70年代随着美国人在电传飞控系统研究方面实现突破，仿佛一夜之间西方和俄罗斯同时展开了对于电传飞控系统的深入研究。新一轮的航空科技竞争由此开始了，世界航空科技进入了电传操纵的时代。

　　然而，在带给人们惊喜的同时，电传操纵系统也带来了噩梦。各航空大国似乎都没有逃脱这个怪圈。前苏联的T10，苏27的前身，在研制之初就遇到了重大灾难。难逃厄运的还有美国的F-16、幻影2000、瑞典的鹰狮，台湾空军费劲心机打造的IDF也在试飞中发生机毁人亡的事故，华人骄傲的著名试飞员吴克振血洒蓝天。在电传飞机事故频发的背后真的有什么魔障存在吗，还是让我们先来了解以下电传系统的原理。

　　电传操纵系统是计算机时代的产物，可以说没有计算机就没有电传操纵系统。在传统的飞机操纵系统中，尽管有液压系统和飞控机构的帮助，人们在操纵飞机时实际是在操纵舵面，舵面产生的气动力使飞机的飞行轨迹和姿态发送改变，这就是机械操纵系统的基本原理。而在电传操纵系统中决定飞机动态的除了人的操纵外，还有计算机的控制律和飞机的响应反馈。而真正作用于舵面的操纵信号是计算机将人的操纵输入和飞机的响应反馈，通过控制律的计算产生的信号，因此对于电传飞机来说，真正操纵飞机的是计算机而不是人，也就是说人操纵飞机的意愿要通过计算机来实现。

　　电传飞机的最大优点在于，人们可以通过控制律的优化设计，实现最佳的操纵品质，这是人的操纵无法实现的，因为人的生物机能相对于计算机来说还不够精确和卓越，电传飞控系统实现了最佳机动性能和优良飞行品质的最佳组合。那么如此优秀的电传系统为什么还会发生事故呢，这还需要从飞行本身说起，飞行器在真实大气中的飞行极为复杂，决定飞行的各种因素不胜枚举，包括飞行器自身的空气动力特性，大气环境和飞行器的运动规律。而飞控计算机无论如何优越，也是人设计出来的，控制律的优化是相对人们对于飞行规律的认知而言的，面对如此复杂的飞行本身，人的智力毕竟是小巫见大巫。飞控系统设计人员的一个小小的失误和疏漏，就会在飞机里种下一个小小的病毒，在常规的飞行中这种“病毒”并不发作，而当飞行器的飞行动态和环境处于一个特定的，飞控系统没有预料的处境时，灾难也就在所难免。引起灾难后果的还有一个“人机耦合”的特殊环节，由于电传操纵是飞行员和飞控计算机的联合作业，有时飞机的动态会偏离飞行员的期望，飞行员会因此而产生短时间的迷惑，从而作出错误的决定，从而发生人机耦合的失调，这也是电传飞机事故的重要原因。飞机作为人的杰作，毕竟是一个机械电子的综合系统，故障是不可避免的，从工程学的角度说，人们能够做到的是将故障控制在一个合理的范围内，也就是我们常说的可靠性，现代工程技术可以将机械系统的故障概率控制在10的-7次方，而作为机电综合的电传系统，其故障还会受到电系统的影响，由电和计算机系统的问题引发的事故也时有发生。

　　无论如何，电传操作系统还是给人类拓展了一片新的飞行天空。1993年的俄罗斯，当我第一次驾驶电传操作的苏-27腾空而起，那种兴奋的感觉无以言表，那种迅捷、勇猛、彪悍的感觉是二代战机所不具备的，而在巡航飞行时苏-27又显得那么温顺，我将飞机的坡度压到60度，然后开始观察翼下俄罗斯柔美的风光，盘旋一圈下来我并没有参与操纵，可是飞机的姿态还是进入盘旋时的状态，这就是电传飞机动如脱兔静如处子的特性。在以后的飞行中，苏-27不断展示着令我惊奇的优良性能，速度280km/h的小速度等速下滑，速度200km/h的小速度平飞，非常稳定的尾冲机动，还有惊世骇俗的眼镜蛇机动。当人们为电传操纵的三代战机卓越性能喝彩的时候，千万不要忘记那些研究者为此付出的辛勤劳动。从某种意义上说，一个好的电传操纵系统不是设计出来的而是试验出来的。为了考核一个系统人们采用各种手段，包括铁鸟台、变稳飞机、飞行品质试验系统等，将设计好的控制律在地面和空中反复试验。一个好的系统需要经过几年的试验才能真正装上飞机进行试飞，其中的艰辛只有参与研制的人才知道。

徐勇凌在俄罗斯飞俄罗斯试飞院的苏-27

　　电传操纵的三代战机具备了优越的性能和操纵品质，然而对于飞行员来说，依然要注意掌握其特点，因为相对于二代战机而言，电传操纵系统改变了人们的操纵习惯，任何一个飞行员都需要经历适应的过程，特别是横侧操纵比较灵敏的特点值得引起注意，尤其要掌握好人机耦合振荡的处置方法，只有这样才能真正发挥三代战机的优势，确保飞行的安全。

　　新年伊始歼十战机高调亮相，这标志这中国作为一个航空大国，已经加入了电传飞机的国际航空俱乐部，在这个平台之上中国的军机技术必将以更高的速度发展。这是空军飞行员的期盼，这是国人的期盼。

亲历者谈航空弹射技术

　　由于很少有人有弹射的真实经历，航空弹射救生技术不要说是对于一般人，即使是从事飞行职业的人，也是非常神秘的。