飞控简单来说就是一个运行大量代码的程序系统。因为随着战机性能的发展提升,战机自身也从早期的机械操纵朝电子控制转变,而负责将驾驶员的操作意向转变为执行命令,并控制战机各处的飞行设备按照程序运转的系统就是战机的”飞行控制系统“,简称”飞控“。
而在飞控系统发展过程中又经历了从人类最早开始动力飞行的机械拉杆、钢索时期和二战后期开始的早期的信号模拟和今天主流的电传飞控两大阶段三大分类。以前机械拉杆时期,飞行员操纵驾驶杆发生位移,与驾驶杆连接的空心铝合金拉杆将命令直接硬生生传递给机翼的各个舵面来完成包括转弯、爬升等飞行动作。
早期拉杆、钢索飞控系统
但是后面随着机械拉杆、钢索自身存在的很多不足,特别是人类电子技术的发展崛起后,人类开始用电子信号来替代老旧的机械拉杆,而在这个阶段初期,就像我国的歼8、美国的F15这类研发于上世纪70年代前后的机型,都采用了最早也是结构较为简单的模拟信号时期,当时主要依靠电位器测量驾驶杆的位移情况来给出相应的操纵信号。模拟信号说专业点可能大家都不太明白,其实模拟信号就是十几年前大家家里装的座机电话用的就是模拟信号,其通过座机内的信号模拟器将说出的话,根据音量大小转变为波形信号再经过铜质电话线传递出去,虽然相比以前的机械拉杆时期更为敏捷了,战机可以做出更多的超机动飞行动作来,但是模拟信号依然存在模拟准确度不高、体积大、抗干扰能力弱、集成度不高等严重缺点。比如模拟信号是通过波形和电流强度完成信号模拟测试、传递的,那么就很容易受外界因素干扰,比如外界的温度、湿度等因素都会影响电位器的信号采集精度。
所以后期数字信号控制技术开始成为主流,数字信号是通过测量驾驶杆发生位移变化时的信号强弱和位移点阵变化,将飞行员的操纵动作采集为计算机可以理解的代码,然后飞控计算机将整个代码首先进行逻辑运算,并根据飞控代码将相应的信号分别通过电缆传递到战机各处的电控设备上来完成相应的驾驶动作。比如飞行员要驾驶战机俯冲发射导弹的时候,在驾驶员压杆动作发生过程中,电控模块会将飞行员的操纵意向反馈给飞控计算机,飞控计算机根据一开始写好的程序代码首先进行逻辑运算,以验证该驾驶动作是否正常且已知符合安全驾驶操纵,如果不符合安全驾驶则直接忽略不执行;如果正确的话,那么飞控计算机就会按照先前写好的程度代码将相对应的程序分发下去,在接到飞控计算机指令后的襟翼、平尾或者鸭翼会根据已知程度做出相对应的改变,使得战机完成低头俯冲动作,并且在这个过程中,飞控计算机会根据飞行员一个简单的瞄准动作,在俯冲过程中主动完成目标瞄准、导弹锁定等动作,只待飞行员按下导弹发射按钮。
所以简单来说飞控系统其实就是一个逻辑运算的程度代码,就和我们使用手机一样,我们点击屏幕上的相机图标后,系统会根据写好的代码相应的打开摄像模块、屏幕跳转到拍照界面等过程一样。而机械---信号模拟---再到今天的数字信号就像是我们开车的变速箱一样,早期的机械信号就像是手动档一样干脆直接、中期的信号模拟就像是依然和变速箱硬链接变档的早期自动档一样,而现在的数字信号飞控就像是越来越多的电控自动档车子一样,比如其我们只需要给出相应的前进或者后退信号后,变速箱的电控模块会根据程序完成变速箱换挡等动作,并且也具备逻辑运算能力,比如在高速行驶过程中我们将档位向前推到倒档的时候,变速箱会直接忽略这种不安全的信号执行命令一个道理。
中国的战机飞控系统到底好不好?我想就算是用再多的话语和证据来支持我们的飞控已经非常先进也是白搭,毕竟这个世界牧羊犬还是很多的,特别是我们经常能在网上看到某些国人喜欢国外的月亮而忽略我们中国的美好一个道理。所以我们的飞控到底好不好我们还是直接用证据说话,而能代表我们中国飞控系统已经非常先进的证据就是我们的歼20战机,大家都知道歼20是迄今为止全球范围内可操纵翼面最多的战机,更多的翼面意味着对飞控系统的要求更高了,毕竟战机不管是完成任何飞行动作的时候都是需要多个翼面共同偏转配合完成的,所以不光对于飞控系统的硬件兼容性要求更高,毕竟同时控制的更多了,而且对于飞控代码要求更高了,因为更多的飞行翼面意味着飞控程序代码在完成相应的动作时要将所有参与的翼面都考虑在内,所以简单一点说我们光是看歼20的各种超机动飞行动作就能明白我们中国的飞控一点不比国外差,甚至我们的月亮现在比国外的月亮又圆又大又亮。
比如我们看歼20整机的气动设计来看细节,仔细观察歼20的气动布局会发现歼20身上竟有10多个气动面,包括鸭翼、边条、前缘襟翼、主翼、后缘襟翼、全动垂尾、腹鳍这些常见的翼面,和棱形机头、DSI进气道、拉长的机身都是气动面,只不过有些可以动有些不能动罢了。那么这么复杂的气动设计下,光是同时控制包括鸭翼、前缘襟翼、主翼、后缘襟翼、全动垂尾这几个可操纵翼面就不是简单的事情,比如我们的歼20不光可以借助控制多个翼面同时偏转完成相应的飞行动作,而且在特殊情况下还可以分别控制这些可动翼面差异化偏转来完成一些特殊气动动作,比如歼20采用了两个体积小了很多可以大幅降低雷达波反射面积的全动垂尾,这一对全动垂尾不仅可以同时朝一个方向偏转完成某些飞行动作,而且在比如降落减速或者其他特殊情况下,还能同时向内或者向外偏转增加飞行阻力缩短降落距离等。而且现在飞控系统不仅要控制这些飞控翼面在飞行状态下随时根据飞行姿态和飞行员意向发生变化,而且还将发动机推力相应也加入在,形成更高端的”飞火推一体化“。
所以现在看一款战机的飞控系统复不复杂、先不先进就看其气动布局和飞控翼面多不多,比如美国B2飞翼式气动布局最大的难点就是飞控代码的编写,因为飞控代码的任何一条指令都是在风洞内实打实吹出来的,而不是随意编写出来的,而且后面还要根据实际试飞状况修改飞控代码达到最佳。所以我们光是看歼20采用本来对飞控系统要求就很高的鸭式气动布局情况下,依然采用了更多的可动翼面来提升歼20的综合作战能力,就能看出我们中国人自己编写的飞控代码到底有多牛。









