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飞控作动系统

/flight control actuation system/
条目作者夏立群

夏立群

最后更新 2023-02-23
浏览 159
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对用于控制飞机各个气动操纵面所对应的驱动系统的总称。接收动力源的功率输入,根据飞行指令系统的指令,分配系统的能量,对飞行器气动舵面或其他操纵装置进行控制,为稳定和控制飞行器提供需要的力和力矩。飞行控制系统的重要分系统之一。

英文名称
flight control actuation system
所属学科
航空宇航科学与技术

飞控作动系统可以通过电气或光学的方式控制,也可以是两种方式混合控制。它可以由液压系统、电源系统或气压系统提供动力。飞控系统的液压动力可以由飞机液压系统通过管路提供,也可以通过飞机电源系统以功率电传的方式由作动器自主产生。

飞控作动系统一般由伺服作动器和伺服控制器两部分构成。伺服作动器是通过消耗系统能量来控制负载运动的作动系统部件,一般由其内部安装的传感器形成反馈闭环控制。在飞行器上,伺服作动器后的操纵线系越短越好,最好将伺服作动器直接连接在操纵面上,因此作动器一般安装在控制对象(如飞机操纵面)附近。伺服控制器既是伺服作动器的电气驱动与控制器,又是作动器实现余度管理、通道故障逻辑转换以及接口连接的重要装置。其基本功能有信号综合线路、前置放大/校正、输出线路及反馈信号的处理与增益设置电路等。此外,还包括状态检测、故障监控、故障隔离、系统重构、通道均衡等余度管理功能。

如图1所示。典型的飞控作动系统根据指令输入,通过伺服控制器驱动伺服作动器运动,将来自能源系统或者负载的能量转换成为机械运动、力矩和力来产生输出。

图1 典型的飞控作动系统图1 典型的飞控作动系统

飞控作动系统通常与液压动力供应系统、操纵面机构、操纵控制系统(机械输入、电气输入或光纤输入)、机身结构等子系统连接。如图2所示。典型液压飞控作动系统通过主控阀将信号放大并传递液压动力。主控阀输出液压流量/压力驱动作动筒运动,直至闭环反馈信号抵消输入信号,减小主控阀的输出来停止作动筒运动。飞控作动系统与液压动力、操纵面负载、结构刚度和所有部件的惯量有关系,它们影响作动系统的精度、对指令的响应特性以及稳定性。

图2 典型的液压飞控作动系统原理图2 典型的液压飞控作动系统原理

由于各类飞行器的任务、航程、机动性能等要求不同,对于操纵面的要求变化很大。对于固定翼飞机来讲,民机与军机的操纵面要求与配置差异很大,通常可分为主飞行控制面与副飞行控制面,其对应的作动系统也可分为主飞控作动系统与副飞控作动系统。主飞控作动系统主要控制飞机的俯仰、滚转和偏航姿态,副飞控作动系统提供升阻控制,通常由襟翼和前缘缝翼实现。

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