線傳飛控

其他文獻

文: (Nomad) Joe Chang

簡介線傳飛控 (Fly-by-Wire)

如何在速度, 穩定性以及靈活性求取平衡, 一直是戰機設計上最大的問題

在早先飛機極速不高的狀態下, 靈活度以及速度之間的影響還不算嚴重

加上科技的技術不足, 也實在無法改進, 只能儘量以飛機機體的設計來求取整體的平衡

可是在噴射引擎出現後, 在飛機逐漸終於可以超音速飛行後

加上對飛機的戰略設計越來越偏重在要設計出能夠超音速飛行且還要能兼顧靈活度的戰機

這就變成是很大的一個問題了

以物理性來看, 一但速度提升時, 因為飛機的''浮力中心點''會跟著氣流流量而改變位置

而因此會造成飛機的重心偏移

當浮力中心點在機身重心位置之前時, 飛機會自然的上仰

但當浮力中心點在機身重心位置之後時, 飛機機首則會自然的俯降

已一般傳統飛機來說, 飛機在高速移動的狀態下, 浮力中心會慢慢從機翼前端往機翼後端轉移

這樣是會造成機頭自然的俯降, 可是高速飛行時, 同時會在飛機的尾翼上造成一股向下的力

所以結果會讓飛機飛行變的穩定,

可是相對的卻會使的飛機在這速度下的操作性變的極差........

最早出現的解決方法

也就是改變機體的設計方式, 讓飛機在高速飛行時, 浮力中心還是會穩固的停留在機翼的前端

這種設計讓飛機可以兼顧高速以及靈活度

速度以及靈活性雖然兼顧了,

但是這種設計的缺點就是飛機在幾乎的狀態下 (尤其低速), 整體表現將變的非常非常的不穩定

不穩定到了完全沒有任何的飛行員能穩定的操控

這, 也就是為何需要線傳飛控的設計了

線傳飛控, 簡單的說, 就是靠電腦的能力來輔助穩定飛機

非線傳飛控的飛機, 操作桿是以機械或是油壓的方式跟飛機的其他控制面相連結

所以駕駛員怎麼操作搖桿, 操作介面就怎麼反應

但在線傳飛控的操作介面上, 操作桿並非直接跟如方向舵, 升降舵這些控制面直接連接

操作桿是以電子或光學線路跟機上操控電腦相連結

所以, 駕駛員的任何輸入, 都先傳達到機上的電腦

電腦會先分析以及微調過後才會傳到相關的控制面上做出''駕駛員希望的動作''

(這也是為何我在之前力回饋搖桿是否真的有需要的這篇文章時

提到說''線傳飛控的飛機是不會有力回饋的'', 以上就是原因了

因為搖桿動作是直接傳遞到機上電腦的, 所以自然駕駛員手上是不會感到任何控制介面的回饋力)

在平時, 電腦也會一直分析現在飛行的狀態, 隨時調整來平穩飛機的動作

更進一步的, 機上電腦也會分析駕駛員的輸入,

並會適當的排除一些它分析過認為會造成可能造成不穩定狀態的動作

所以,如一些高攻角的動作在近代戰機上好像會做不出來

這並非飛機設計的問題, 而是機上電腦不讓你做這些動作

(註, 還是可以關掉自動調整而改完全手動的, 如 SU27著名的響尾蛇動作就是要override電腦監控才行)

這樣的結果就是

有線傳飛控的飛機本身機體的設計可能非常的不穩定,

比方說, 可能一拉桿, 機首就會無限度的上仰, 而不會穩定的降到水平

這樣的設計在傳統上, 可能根本沒人能正確的操控

可是, 在線傳飛控下, 經由機上電腦的隨時微調監控,

卻可以到達傳統飛機難以到達的靈活度

(電腦反應怎麼都比人來的快)

加上有線傳飛控後, 航太工程師也就比較不需要太過在意飛機本身操控方面的穩定性

而能專注的把設計重點放在速度的提身, 或是靈活度的增加

反而可以造出一些以前不可能做出來的設計

因為穩定性這方面, 可以完全交給電腦來做調配

駕駛員只要輸入進他想要的動作, 電腦自然會評估之後的微調改變讓飛機做出這樣的動作

(換句話說, 拉高機首15度, 將不是像傳統飛機般的直接由搖桿控制來提高升降舵

以線傳飛控的飛機來說, 當駕駛員拉桿想提升機首15度時

他先拉動搖桿, 在同時間, 機上電腦會做出所有相關的運算,

電腦調整且動作所有需要完成這動作必要的介面, 到達駕駛員輸入的要求後,

電腦還得計算然後做出適當的平衡, 以保持之後穩定的飛行～～

而這些要在短時間內所做出的正確操控, 已不是任何人類所能擔負的了)

所以, 極高的穩定性, 還有快速的反應性, 這都是線傳飛控所具有的優點

也是為何近代戰機都一致走向線傳飛控設計的原因