1 引言
之前在飞机驾驶和汽车驾驶有什么不同中讲到,飞行员坐在驾驶舱里,用手操纵驾驶杆(盘)、用脚蹬方向舵来控制飞机的飞行,这就是“一杆两舵”驾驶操纵。
飞机的操纵装置主要有: 升降舵、油门、副翼、方向舵。
飞机飞行主操纵面包括副翼、升降舵和方向舵,分别控制飞机绕纵轴、横轴和立轴转动。
驾驶杆
驾驶杆向右时,右侧机翼的副翼抬起,右机翼被压向下;左侧机翼的副翼向下转,左机翼抬起,飞机向右侧倾斜;
同理,驾驶杆向左时,左侧机翼的副翼抬起,左机翼被压向下;右侧机翼的副翼向下转,右机翼抬起,飞机向左侧倾斜。
方向舵
方向舵是用脚蹬来控制的。方向舵位是位于垂直尾翼后缘的可动翼面,一般可左右偏转30°。
驾驶员踩左脚蹬时,方向舵就向左转,机尾右转,机头左转;
踩右脚蹬时,方向舵就向右转,机尾左转,机头右转。
那飞机的自动驾驶又是怎么实现的呢?
2 为什么要使用自动驾驶系统
在飞机上使用自动驾驶仪是为了减轻飞行员的负担。让自动驾驶仪帮助飞行员完成一些辅助工作,使飞机自动按给定的姿态、航向、高度和马赫数飞行,可以让飞行员集中精力去完成其他一些与飞行安全相关的工作,比如导航、观察交通、通话等工作。使用自动驾驶仪可以减轻飞行员在完成一次长距离飞行后的疲劳程度。
适当的使用自动驾驶仪可以减小飞行员工作量,特别是在仪器飞行规则(Instrument Flight Rules,IFR,仪表飞行规则就是指完全或者部分地按照航行架驶仪表,判定航空器飞行状态及其位置的飞行)的时候,可以让自动驾驶仪完成一些辅助工作(比如保持航向和高度)。
自动驾驶仪总开关(Autopilot Master Switch) 打开时,使其他设置和选择开始起作用,并会自动调节保持机翼水平,保持当前的仰俯角度。当自动驾驶打开时,无法用控制杆来控制飞机。
要记住:
1. 自动驾驶仪关闭时,驾驶员控制飞机。
2. 自动驾驶仪打开时,驾驶员监控和控制自动驾驶仪。
使用自动驾驶仪并不意味着驾驶员可以睡大觉,还有很多事情要做:
· 知道自己的位置。虽然自动驾驶仪在控制飞机,但是驾驶员有责任去控制飞行,要在任何时候都知道自己的位置,就算自动驾驶仪出了问题,也可以轻松的接手控制飞机。
· 监控打开的自动驾驶仪功能。可以自言自语,比如,“自动驾驶仪打开。高度保持模式打开,将上升到平均海平面(Mean Sea Level)7000英尺。航向保持模式打开,保持航向260。“
· 确定自动驾驶仪的操作是想要的。如果某些地方看起来不对,或者自动驾驶仪故障,立即断开自动驾驶;注意这个操作并没有断开自动油门控制,它们是两个相对独立的系统。还需要关闭自动油门控制。
· 监控引擎状态。留一些注意力去检查引擎动力。确定引擎的动力设置和燃料的供应。
飞机自动驾驶技术的应用已经非常广泛,几乎所有现代民航客机都配备了自动驾驶系统,控制飞机姿态、速度、高度和航向等参数,完成飞行任务,可以大幅减少飞行员的人力参与。
3 飞机自动驾驶系统
自动驾驶系统是一种通过飞行员操作设定,或者由导航设备接收地面导航信号,来自动控制飞行器完成三轴动作的装置。早在几十年前,人们就发明了自动驾驶仪。那时的自动驾驶仪简单,由高度表、陀螺仪、加速度计、简单的电路和检测飞机状态信息的设备构成。由于其精度较差,校正飞机的飞行状态经常需要飞行员去做。
现代的设备精密复杂,飞机自动控制飞机准确飞行,只要有一点状态的改变就可以察觉出来。主要是利用计算机产生精确的信号,飞机航线无需飞行员人工干预,校正由卫星定位系统完成。自动飞行控制系统可在飞机起飞、离场、爬升、巡航、下降和进近着陆的整个飞行阶段中使用。
虽然理论上,客机已经能实现无需人工干预的全自动驾驶。不过由于计算机在有些情况下,应变能力不如人类,为了保证飞行安全,实际应用中,一般在空中巡航时才允许接管,起降阶段依然由飞行员手动操纵。
不同型号的飞机所装备的自动驾驶仪可能会有一些小的差别,但是大体相似。波音737系列飞机装有先进的数字飞行控制系统,从起飞后达到400英尺高度到着陆,整个飞行过程都可以自动驾驶,而且飞机会自动优选最佳的飞行航路。这期间,自动驾驶仪由飞行管理计算机系统来控制。