大型民用飞机飞行控制系统架构发展趋势

文章来源于航电科技圈

为了支持国内民用飞机的研制发展，本文对大型民用飞机飞行控制系统的架构进行了研究。回顾了国内外典型民用飞机的发展历史，分析了典型大型民用飞机飞行控制系统架构的研制特点。

通过相关适航条款的探究和研制经验总结，给出了一种适用于未来民用飞机的飞行控制系统架构方 案。为了满足民用飞机市场竞争的需求，总结出大型飞机飞行控制系统的发展趋势，为国内大型飞机 研发提供借鉴。

引言

民用飞机的最大特点就是要面对市场竞争，只有满足安全可靠性、运营经济性和乘坐舒适性等方面需求，才能有更大的发展空间，然而对这些性能具有关键影响的系统之一就是飞行控制系统( 简称飞控系统) ，因此，飞控系统架构将会对民用飞机的发展前景产生重要影响作用。

国内外民用飞机的飞控系统经历了多个发展阶段: 机械操纵的经典飞控系统、增稳与控制增稳系统、电传飞控系统阶段，总体上是按照操纵系统的实现方式进行发展的，这其中也伴随有新增加的系统功能。其发展方向涉及飞控系统驱动飞机操纵面作动器的电动化、自动化系统的使用及自动识别飞机的工作状态和飞行阶段的自动化、挠性飞机的多目标飞行控制发展的灵活化，以及通过控制飞机缝翼角度进行降噪的环保化等方面。

通过研究分析主要民用飞机的飞控系统特点，站在全新整体飞机的角度提出一种系统架构，同时， 指明后续飞机飞控系统的发展方向，以支持研制立足于市场的民用飞机。

系统架构发展

一、发展概况

当前在国际市场上比较有名的大型民用飞机主要是波音系列飞机和空客系列飞机，国内也在大力研发民用飞机，它们的飞控系统架构呈现了各自的研制特点。

二、波音飞机的飞控系统

波音飞机作为市场上民用飞机最长久的代表，其系列飞机经历了较多型号的发展，例如 B707，B727，B737，B747，B757，B767，B777和B787等，其中最具典型特征的飞机是 B737和B787。

B737飞机是民航历史上最成功的窄体民航客机之一，其飞行控制系统采用机械助力操纵系统，采用两套常规的驾驶盘/ 脚蹬为主的操纵输入，通过钢索滑轮传递操纵指令，通过液压作动器驱动主要舵面( 包括副翼、方向舵、升降舵、前缘缝翼和扰流板) ，其中，后缘襟翼和水平安定面作动器采用115V交流电源通过电缆传输指令进行驱动。

在副翼和升降舵舵面设置有调整片和自动驾驶仪伺服作动器，在副翼和方向舵通道设置有配平作动器。B737飞机的操纵系统是一套经典的带助力的操纵系统。

B787 飞机是当前波音系列飞机中最新代表，它的飞控系统采用了电传操纵系统，其飞控系统架构如图1所示，实现了主飞控系统、高升力系统以及自动飞控系统的功能综合。其采用了双套驾驶盘/ 脚蹬为主发送控制指令，以四台飞行控制计算机为核心的系统架构，通过远程电子单元( REU，Remote Electronic Unit) 控制液压作动器完成主要舵面( 副翼、方向舵、升降舵以及大部分扰流板) 的控制，其中少部分扰流板作动器和水平安定面采用电作动器进行驱动，后缘襟翼和前缘缝翼采用以液压马达驱动为主、以电动马达驱动为辅的控制方式。