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都2021年了,为什么波音公司在最新机型上还在使用“操纵杆”?

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很多人都曾在旅行或出差时作为乘客乘坐过喷气式客机。这种时候,大多数情况下都是乘坐两大制造商波音或空中客车的飞机。这两大制造商的客机,自己作为乘客乘坐可能感觉不到太大的不同,但从飞行员的角度来看,设计思想却大不相同。

空中客车的最新机型使用了名为“侧杆”的操纵装置,而波音的最新机型B787也采用了操纵杆。


在3次元飞行的飞机上,需要①辅助翼、②升降舵、③方向舵3个舵。为了使这些舵面移动,以前是“用电缆控制执行器(动作装置)来运转的方式”,现在主流是“转换成数字信号用电线控制器的方式”的电传操纵系统(FBW)。

在在电传操纵系统中,控制飞行的计算机从其他系统取得的信息(飞行速度、飞行高度、飞行形态、引擎数据等)中计算出有效旋转所需的辅助翼和升降舵等舵角,使之工作。因此,只需转动控制轮即可高效转弯,无需拉动控制杆或反方向。


电传操纵是当前的主流,因为它还有很多其他的优点,但为什么波音在采用电传操纵时保留了传统的操纵杆呢?

理由之一是波音公司“重视飞行员过去的训练和飞行经验”的设计思想。在飞行员的基础训练中,有操纵杆的飞机很多,遭遇意外情况时,可以有效地熟练地操纵飞机。

此外,在引入新技术和新功能的设备时,“具有明确的功能和效率优势”“接口不会对驾驶员产生有害影响”等想法也起到了一定的影响。如果安装侧杆的手因受伤而卡住,则存在侧杆难以操作的风险。


因此,在万一的情况下,侧杆可能会成为对飞行员产生有害影响的接口,所以无论哪种情况都会留下可操作的操纵杆。

■波音与空客的设计理念差异


波音公司的设计思想是“飞行员拥有控制飞行的最终权限”。另一方面,空客的设计思想是“控制飞行的权限只在通常地运用界限范围内”。也就是说,空客认为“即使是飞行员,也没有超越运用界限的飞行权限”。

让我们举一个例子,飞行员有不同的权限来控制飞行。例如,空客在超过33°的倾斜角限制时会发出警报,但即使您忽略它并继续操作侧杆,倾斜角也不会超过67°。另一方面,波音具有在倾斜角超过30°时显示消息和使控制轮变重等警告功能,但没有自动停止功能。换句话说,如果你用比警告更大的力转动控制轮,你就可以得到你想要的倾斜角。


之所以有这么大的不同,是波音公司认为“自动化说到底只是为了援助,而不是代替飞行员”。

一架客机在起飞后立即遇到了一种称为“下击暴流”的强烈下沉气流。此时,该机的飞行员超越了最大起飞推力的限制,增加了发动机输出,并且继续无视失速警报装置,将升力系数减速至最大速度后飞行。这样就可以确保不输给下降气流的推力和升力,安全地回避了事故。像这样,波音公司认为,在不测的情况下,比起纸上谈兵的计算机程序,将优先判断的权力交给飞机上遇到紧急情况的飞行员是最好的选择。


空中客车A350的情况下,飞行员的操作信号直接输入到主飞行控制计算机(PRIM);在波音787的情况下,导频的操作信号首先进入控制舵面执行器的装置(ACE)。主飞行控制计算机(PFC)根据来自ACE的操作信号,计算出舵角并返回ACE。ACE为了成为那个舵角使各舵面运作着。

像这样,将操作部门和控制部门分开,最终飞行员不通过电脑直接控制执行器,可以自由决定方向。

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