【簡(jiǎn)介：】飛機(jī)沒(méi)有方向盤(pán)，取而代之的是飛機(jī)的“操縱桿”。操縱桿作為飛機(jī)操縱系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，也被稱作駕駛桿，它將飛行員與操縱系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，主要作用是為飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)提供操縱指

飛機(jī)沒(méi)有方向盤(pán)，取而代之的是飛機(jī)的“操縱桿”。

操縱桿作為飛機(jī)操縱系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，也被稱作駕駛桿，它將飛行員與操縱系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，主要作用是為飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)提供操縱指令，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的三軸控制。一般來(lái)說(shuō)，飛機(jī)使用的操縱桿為中央桿、盤(pán)和側(cè)桿。

操縱桿的作用

飛行過(guò)程中，飛行員主要通過(guò)操縱桿/盤(pán)和腳蹬操縱升降舵、方向舵、副翼，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)飛行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，以完成起飛、爬升、巡航、下降、進(jìn)近著陸等。

操縱桿的發(fā)展歷史

操縱桿隨著飛行器的誕生而誕生，操縱桿的發(fā)展與飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展相伴而行，操縱桿跟隨著飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)的成長(zhǎng)而變化。

壹

最早的飛機(jī)以機(jī)械操縱為主，這種操作方式比較簡(jiǎn)單基礎(chǔ)，操縱桿動(dòng)作通過(guò)桿、繩索和滑輪組等組件直接傳達(dá)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。但是由于后來(lái)飛機(jī)設(shè)計(jì)得越來(lái)越大，飛行速度不斷加快，機(jī)身結(jié)構(gòu)越來(lái)越重，風(fēng)阻也越來(lái)越大，這種需要靠飛行員體力來(lái)完成操縱的系統(tǒng)逐步被飛機(jī)市場(chǎng)所淘汰。

貳

20世紀(jì)50年代起，飛行操縱系統(tǒng)以液壓助力的機(jī)械操縱為主，與千斤頂?shù)脑硐嗨?，操縱桿動(dòng)作傳遞至液壓活塞，再推動(dòng)液體，另一端活塞隨之去推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種操縱系統(tǒng)依然是通過(guò)機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)，仍舊需要飛行員能夠直觀地“看到”自己的動(dòng)作。

叁

20世紀(jì)70年代起，飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)被電傳操縱系統(tǒng)逐漸占領(lǐng)，操縱桿的動(dòng)作通過(guò)伺服機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)電纜傳輸至執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種操作方式無(wú)須飛行員“做大動(dòng)作使大力氣”，同時(shí)節(jié)約了駕駛艙的空間。

中央桿/盤(pán)位于飛行員的兩腿之間，通過(guò)雙手操作，前后運(yùn)動(dòng)，控制飛機(jī)的俯仰、左右旋轉(zhuǎn)，控制飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)。側(cè)桿包括彈簧和阻尼裝置，采用固定桿力曲線，飛行員通過(guò)前后左右的移動(dòng)手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的俯仰、滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

操縱特點(diǎn)

中央桿/盤(pán)可以雙手操縱，可像汽車方向盤(pán)一樣繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，飛行員可根據(jù)自身習(xí)慣使用左手或右手進(jìn)行操作。而側(cè)桿位于飛行員身體的一側(cè)，飛行員難以用另外一只手對(duì)其進(jìn)行操作，因此無(wú)法雙手交替操縱駕駛桿。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

中央桿/盤(pán)的零部件比側(cè)桿要多，包括傳力鋼索、扭力桿、桿力機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)等，其體積分散不便于統(tǒng)計(jì)，但其重量與占用的空間一般是側(cè)桿的幾倍。中央桿/盤(pán)的安裝比較復(fù)雜，不便于拆卸，整個(gè)裝置大多只能在日常維修時(shí)更換，而側(cè)桿為獨(dú)立的可更換單元部件，可在20-30分鐘內(nèi)完成更換。

主動(dòng)側(cè)桿與被動(dòng)側(cè)桿

由于操縱桿和飛機(jī)受控面之間沒(méi)有機(jī)械連接，飛行員操縱時(shí)難以直接感受飛機(jī)受控運(yùn)動(dòng)后的反作用力，使飛行員“感覺(jué)匱乏”，因此可能會(huì)造成操縱過(guò)快、過(guò)量或者難以及時(shí)進(jìn)行修正。為了彌補(bǔ)“感覺(jué)匱乏”的不足，伺服控制技術(shù)開(kāi)始成熟，進(jìn)行了主動(dòng)側(cè)桿技術(shù)的研究。主動(dòng)側(cè)桿可以根據(jù)不同飛行環(huán)境和要求調(diào)整操縱桿的力位移特性，獲得良好的操縱性能。

主動(dòng)側(cè)桿的應(yīng)用

目前還未出現(xiàn)主動(dòng)側(cè)桿在商用飛機(jī)上應(yīng)用的案例，主要研究集中在地面試驗(yàn)或直升機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)用方面。

被動(dòng)側(cè)桿的應(yīng)用

在現(xiàn)役的空客飛機(jī)上，被動(dòng)側(cè)桿得到了廣泛的飛行驗(yàn)證。

主動(dòng)側(cè)桿與被動(dòng)側(cè)桿的比較

主動(dòng)側(cè)桿可以接收飛機(jī)響應(yīng)的反饋信息。動(dòng)式側(cè)桿引入了力反饋?zhàn)鲃?dòng)器，通過(guò)作動(dòng)器將這些反饋信息，通過(guò)反作用力的形式施加到操縱桿上，這樣飛行員就能更真實(shí)的感受飛機(jī)狀態(tài)。但同時(shí)也必須承擔(dān)力反饋?zhàn)鲃?dòng)器可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，例如卡阻、失控和非指令運(yùn)動(dòng)引起飛機(jī)急偏等。