現代飛機的飛行控制系統（一）

飛機的偏航和滾轉有什麼聯絡

飛行控制是進行飛機設計時首要要考慮的問題，對於早期的飛機而言，飛行員只是在飛機上裝一把椅子，然後

用幾根繩索控制飛機

的主要操縱面，這種操縱方式非常簡單易行。

早期飛行員坐在飛機上用繩索操縱翼面

圖片來自：Aircraft Systems Ian Moir Allan Seabridge

隨著飛機設計水平的不斷提高，飛行時需要控制的翼面也越來越複雜，但是直到電傳飛控出現以前的很長一段時間內，都是依靠繩索和滑輪將各個翼面連線到駕駛艙內，由飛行員手動進行控制的。

一開始人們還是習慣於讓飛行員手動控制飛機的各個翼面，真正讓遊戲規則發生變化的是

飛機的速度

。當飛機的飛行速度逐漸進入跨音速區域時，飛機各個翼面上受到的力急劇上升，單靠飛行員人肉的力量已經很難使飛機翼面運動，因此會出現飛行員在飛行結束後滿頭大汗，減掉三斤肉的情況，

飛行，變成了一個體力活

。

為了減輕飛行員操作飛機時的負擔，人們發明了液壓作動機構，這與現在汽車上的液壓助力裝置類似，主要利用液壓系統提供的力來控制飛機翼面的運動，飛行員的負擔也大大減輕。但是故事遠沒有這麼簡單，液壓系統的引入又帶來另一個問題，那就是

感覺

，沒錯就是感覺這個虛無飄渺的東西，飛行員的飛行感覺，其實就是對於飛行過程中飛機姿態變化的感知，由於液壓系統提供了飛機翼面運動時所需的力，飛行員在操縱飛機時就失去了力的反饋，很難做出準確的判斷，因此需要給飛行員提供恰當的力反饋。關於力反饋，又是一個複雜的故事。

進入現代以後，飛機的飛行控制系統幾乎都是使用

電傳飛控

，但是要注意

電傳飛控與自動駕駛

是不同的。電傳飛控是指

飛行員不直接控制飛機

的各個翼面，而是將控制指令輸入飛行控制計算機，由飛行控制計算機經過計算之後，再對各個翼面發出動作指令，採用電傳飛控的計算機，飛行員還是要對飛機進行控制的。而自動駕駛則是指由

計算機直接對飛機各個翼面進行控制

，飛行員不用輸入控制指令。電傳飛控是進行自動駕駛的基礎，採用電傳飛控的飛機包括世界上現在幾乎全部的噴氣式民航客機。

飛機的姿態控制包括三個方向，即

俯仰、滾轉和偏航

，這三個方向形成了一個直角座標系，能夠完全表達飛機的姿態變化，飛機任何複雜的機動動作都是由這三個方向的姿態變化

複合而成

的。

飛機的俯仰動作

圖片來自：NASA Beginner‘s Guide to Aerodynamics

飛機的滾轉動作

圖片來自：NASA Beginner’s Guide to Aerodynamics

飛機的偏航動作

圖片來自：NASA Beginner‘s Guide to Aerodynamics

如果大家仔細觀察上面三幅圖片，會發現飛機的翼面上畫出了許多的矩形區域，當飛機發生姿態變化時，相應的區域還會發生變化。其實這些就是飛機的

控制翼面

，主要分為兩組，它們聯合起來就控制了飛機飛行時的姿態。關於飛機上各個翼面的劃分以及它們是如何控制飛行姿態的請見下回分解。