空客 A380 电传飞控系统架构介绍

01 空中巨无霸 A380

A380 是空中客车公司研制的四发超大型远程宽体客机，其电传飞控设计理念及飞控系统基本原理与 A320 类似。

空客 A380 打破了波音 747 在远程超大型宽体客机领域近 35 年的统治地位，被空客公司视为 21 世纪的旗舰产品。

A380 飞机全长 72.75 m，高 24.09 m，翼展 79.75 m，三级客舱布局可搭载 555 人，全经济舱布局可搭载 853 人，是现役民航客机中载客量最大的飞机，堪称 “空中巨无霸”。

02 A380 飞控舵面布置

A380 具体的舵面布置如下图所示。这张图的内涵非常丰富，也反映了系统架构特点和重构逻辑（后面详述）。

A380 两侧机翼上布置有 3 对副翼、8 对扰流板，以及前缘缝翼、后缘襟翼等增升装置。

尾翼布置有 1 块水平安定面、2 对升降舵和 2 块方向舵。

A380 率先在大型客机上应用了 35MPa (5000psi) 的高压液压技术，并进一步拓展了多电技术的应用。

多电技术的应用使 A380 减少了 1 套液压系统，在飞机层面获得了减重收益。

在 A380 飞控系统中，功率电传作动器（电作动器）得到了广泛应用。A380 在方向舵和两对扰流板上采用了 EBHA，副翼和升降舵上采用了 EHA。

其终极备份也完全摒弃了机械备份形式，完全采用了电备份的形式。

03 A380 飞控系统物理架构

A380 飞控系统继承了空客公司电传飞控系统体系架构，主飞控计算机同时集成了自动飞行和高升力的功能。

与波音不同（ACE 是飞控系统核心），在空客的体系中，飞控计算机是整个飞控的核心环节。

A380 飞控系统主要由 3 台主飞控和导引计算机（PRIM）和 3 台次飞控计算机（SEC）组成。

这 6 台计算机，通过处理飞行员和自动驾驶指令输入，计算正常、备用和直接控制律，进而指令舵面运动。

根据空客的设计理念，任意一台计算机都足以控制飞机，实现安全飞行和着陆。

A380 飞控系统物理架构如下图所示。

A. 主飞控和导引计算机 PRIM

3 台 PRIM 接收大气惯导、RA、起落架、刹车、液压等接口系统信号，通过正常、备用和直接控制律计算，实现对所有舵面的操纵。

此外，PRIM 还可实现载荷减缓、包线保护、自动飞行、特征速度计算等功能。每一台 PRIM 均由两个飞控导引单元（FCGU）组成。

B. 次飞控计算机 SEC

3 台 SEC 只能计算直接控制律，并在直接模式下对飞机进行操纵。

直接控制律与正常和备用控制律相比，更为直接，更为简单，且需要较少的输入信号。因此 SEC 不易受到飞机其他系统失效的影响。

C. 备用控制单元 BCM

A380 飞控系统配置了一台备用控制单元（BCM），在完全丧失 3 台 PRIM 和 3 台 SEC 后，BCM 可提供必要的飞行控制和稳定性。

04 A380 飞控系统逻辑架构

这里以俯仰轴向为例，介绍 A380 飞控系统逻辑架构。飞控系统采用 4 块升降舵和 1 块水平安定面控制飞机俯仰。

A. 升降舵工作逻辑

每块升降舵配置两台作动器（传统液压作动器或 EHA），升降舵作动器采用主-备工作方式，当需要较大的舵面偏转速率时，两台作动器允许同时工作。

正常情况下，一块舵面只接受一台计算机控制指令，其他计算机作为备份。PRIM1 控制左外升降舵，PRIM2 控制右外升降舵，PRIM3 控制内侧升降舵。

如果一台计算机或一套液压系统失效后，系统将按照本文第一张图定义的重构逻辑，切换至其他计算机和动力源。

例如对于左外升降舵，若 PRIM1 或绿色液压系统失效后，系统将切换至 PRIM2 和 E2 AC Power。

B. 平尾工作逻辑

水平安定面由两个液压马达和一个电马达驱动，任一时刻只允许一台马达工作。

当系统处于直接模式或飞机在地面上时，可通过俯仰配平开关实现人工配平。在正常模式和备用模式下，飞机可实现自动配平。

其计算机指令和能源选择逻辑，与升降舵类似。看图即可，不再赘述。

05 A380 终级备份

A380 飞控系统的 3 台 PRIM 和 3 台 SEC，任意一台计算机都足以控制飞机安全飞行和着陆。在部分计算机故障后，系统可自动重构。

当电传飞控系统丧失后（所有飞控计算机均失效），A380 仍然可以通过备用控制单元（BCM），接收侧杆、脚蹬和俯仰配平开关的指令，控制一对内副翼、一对内升降舵、两块方向舵和水平安定面运动。

因此，在完全丧失 3 台 PRIM 和 3 台 SEC 后，BCM 可针对飞机三轴提供必要的飞行控制和稳定性。

与 A320 相比，A380 的备份系统不仅扩展了可控舵面，而且还采用了电备份的形式。

空客的终极备份系统，一般采用方向舵控制偏航，采用水平安定面控制俯仰。而 A380 甚至将备份舵面扩展到副翼和升降舵，其安全余度达到了前所未有的高度。

与波音飞机相比，空客最新机型的备份系统更加彻底，不仅能在空中维持飞机姿态，还可实现安全飞行和着陆。

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