kegu78

图：歼20无可辩驳的证明了中国完全有能力研制最先进战斗机的可靠电传飞控系统
很多人一直搞不清战斗机的飞控系统和电传有什么联系和区别。简单的来说，战斗机飞控可以大致分为三块：信号系统硬、软件系统，辅助动力系统。



图：一种轻型飞机软式机械飞控系统，以钢索/滑轮传递飞行员的操纵信号和人肉动力



图：机械式飞行控制系统的信号传递，是由金属连杆、钢索的移动实现的。连杆会尽可能布置在机身背部，这样在遭受地面防空火力威胁时，能够减少因为飞控系统受损而导致飞机失控坠毁的几率。
在早期的飞机——也包括现在很多轻型和超轻型飞机上；飞行员控制飞机，是通过驾驶杆和脚蹬，直接牵拉金属连杆、或者钢索，带动平尾、方向舵等气动面偏转，进而控制飞机做出各种飞行姿态变化和动作的。在这类飞机上，飞控系统的硬件就是驾驶杆、脚蹬、连杆、关节、钢索、滑轮等等，软件和动力系统，就是飞行员的脑子和肌肉。






图：起落架收放、气动面偏转，都得靠液压动力
后来飞机越做越大，速度越来越高；飞行员肌肉根本拽不动气动面了，就加装了液压动力系统作为辅助。到现在为止，液压动力仍然是一切中大型飞机、高速飞机的飞行控制系统动力来源；不管是机械飞控的米格21，还是电传飞控的F22。



图：涡流增升大幅度提升战斗机机动能力，是以控制难度和风险急剧增高作为代价的
在发展到F16这类先进战斗机的时候，连杆和钢索这类机械飞控开始不管用了——哪怕是F-15这类初步用电子系统增强过的也不行。放宽静稳定和边条翼、鸭翼带来的涡流升力，让飞行员的脑子根本就跟不上飞机的反应速度。这些先进气动外形设计的飞机随着各种条件的变化——速度、高度、飞机重心（受燃油消耗和武器挂载影响）等乱七八糟的大量因素影响；其天然的操纵特性是完全抽风、歇斯底里、不可理喻的。



图：米格29最早采用机械飞控，因此其边条的边缘被做的非常圆钝，推迟气流分离，降低非线性程度；用极大削弱性能为代价，换取了飞行稳定性和安全性



图：米格29在采用数字电传飞控以后，立刻把边条的边缘做的非常锐利。如果在老米格29上把边条做成这样，分分钟就会机毁人亡
比如边条和鸭翼能有效增强飞机升力表现，但它们的增强程度和偏转角度变化是非线性关系：飞行拉动操纵杆的前一毫米，飞机抬头还算柔和听话；后一毫米，飞机抬头就会像屁股上被烙铁戳了个结实的烈马一样。人被马掀翻会掉下来摔地上，飞机要是高速下被掀翻，那可是能直接空中解体的。



图：几年前中央电视台曾经公开报道过一次歼11BS由于电传飞控故障引起的飞行事故，飞机突然进行了剧烈的上仰，最大过载达到9.36G，猝不及防的飞行员瞬间就进入了灰视状态。如果当时速度再高一点，或者上仰程度再剧烈一些，飞机就会因为过载超过强度极限而空中解体。
人脑子不行怎么办？当然就得上电脑。在大多数全电传飞机里，就在飞控系统里安排了电脑给飞行员打下手；飞行员啥都不用管，就拉杆蹬舵，告诉飞控计算机我要这飞机抬头，我要这飞机打滚；然后飞控计算机自己根据飞机现在的情况，计算出真正合适的指令，并控制平尾等气动面进行恰到好处的偏转。



图：电传飞控飞机上，飞机操纵杆和脚蹬，与气动面偏转控制机构之间不存在钢索或者连杆类的机械连接，而是以通过飞控计算机作为中枢，以电缆相连。因此洋文叫fly by wire。光传飞控就是把电缆换光缆，除减重外性能并无变化。
人脑做不到的事情，电脑是怎么做到的？关键就在于电传飞控的软件系统，它的控制规律设计是否合理。一套电传飞机的控制律，从本质上来说，就是设计单位把这架飞机的飞行力学设计转化为数学模型。



图：控制律设计教学中一个简化的横侧向理想状态方程，哪位勇者来实时心内秒算一把？
有了这套软件以后，飞控计算机才能像解复杂方程组一样，根据传感器送来的各种输入条件（速度、高度、迎角、过载、飞行员杆舵输入量等等），不断时刻计算，获得合理的答案（平尾、鸭翼等气动面的偏转角度和速度）作为控制信号，驱动液压系统控制气动面偏转。这种事情当然不可能是人脑做得到的——反正笔者长这么大，还真没见过能心内实时秒算万恶的复杂微分方程组和傅里叶变换的逆天勇者。



图：歼10
那么国内战斗机的电传飞控到底是谁研制的呢？比如拿歼10来说，在公开的官方新闻里，除了歼10的研制单位成都飞机设计研究所以外，还有中航自动控制研究所一说。实际上后者负担的主要是电传飞控系统的具体硬件相关研发，比如飞控计算机的主板咋设计，用什么芯片等等。
而在飞控的其它设计方面，比如电传飞控的控制律设计，飞控硬件系统的总体组成、在飞机里怎么分布安装，怎么与其它系统交联结合，这些就通通都是成都飞机设计研究所自己的事情。尤其是控制律的设计和调试修正，完全建立在飞机气动外形和飞行力学的设计和实验基础上，除了飞机设计研究所别的单位都没有这个能力。



图：中航自动控制研究所完成的主要是飞控硬件部分，以及进口战斗机电传飞控的国产化、数字化改进。
从歼10研制至今，歼10、枭龙、歼20系列从未有因为电传故障而坠毁的事故。这些飞机从气动设计上来说，鸭翼、尖拱大边条、四代机复合涡流发生器设计（多组棱边、鸭翼、边条）都是控制风险和难度非常大的设计；而其飞行性能，也通过以往的飞行表演和其它实际使用得到了充分的证明。
成都系战斗机在飞行控制能力与飞控安全性上的卓越表现，再一次证明了两个方面的事实：首先,中国自主研制的电传飞控系统，硬件上是完全可靠、完全可以满足先进战斗机设计需求的。中国自主研发的先进战斗机，其气动和飞行力学设计也完全是自己的，是真正完全掌握的。



图：全自动着舰引导功能，要求飞机设计研究所真正具备对于该型号的电传设计和更改能力，国内重型战斗机仅歼20具备这一基础
其次，依赖电传飞控系统实现主动控制功能的先进战斗机容不得飞机设计研究所的半点放水；一架战斗机到底是不是自己的设计，如果是基于外来型号的国产仿型号，是不是真的吃透了，最终会用国家民族卫士的鲜血来证明。
尤其是对未来的中国航母来说，中国一定要、也一定能攻克全自动着舰导引系统，以实现真正的全天候航母作战能力。在这一领域的发展中，战斗机飞行控制系统与航母的舰载引导设备必须紧密交联协作；这对于电传飞控系统的功能扩展和控制律软件改写，有着非常高的要求。



图：美国海军已经展开下一代战斗F/A-XX项目，图为波音方案假想图
无论是从飞机本身性能，还是从飞控功能完善性、先进性、安全性方面考虑，中国都应该尽快发展出歼20舰载型，并将其作为中国未来的主力型号。目前美国海军的新一代隐身战斗机正在研发过程中，2040年左右即可服役；歼20目前还能对美国航母的F35形成性能压制优势，但是最多还有20几年，这个尚未真正实现的优势就必然要被美国扳回拉平，留给中国的时间，真的不太多。

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• gytools 金币 +15 感谢分享，论坛有您更精彩！ 2016-8-1 22:38

killxg

现代战争要求舰载机航程较大， 留空时间较长，不仅仅为了在最大距离上拦截来袭空中目标，也是为了不使自己行踪暴露航母的确切位置，舰载战斗机需要在远离航母的地方巡逻，加之考虑到中国航母所处的周边环境，重型机更加合适。所以现目前来说歼-20确实是最合适舰载机的。希望早日看到歼-20舰载机呼啸升空！！！

crystal77

首先，有人机跟无人机不一样，全自动降落虽然能够大幅度减轻飞行员的工作压力，但是为了安全起见，自动降落只能作为有人机的辅助系统而不是主要系统——毕竟起飞与降落是飞机最危险的时候，而航母上起飞降落的危险程度还要翻好多倍。
其次，电传飞控的诞生主要是为了平衡静不稳定性。而不是自动化控制，当然减轻飞行员负担是其本意。但是也不能简化的太过吧！有人无人的差距还是很大的。说点很外行的话，即使以老美的技术水平也没有在舰载机上做到自动降落而只是依靠辅助而已。国内能不能做到且不说，有没有必要做，有没有必要冒这个风险——毕竟光从价值上比较，相比飞机的造价，一个训练有素的飞行员更贵重，更别说有战斗经验之后的增值。更何况，生命本身就不能用价值来衡量。
所谓静稳定性是指气动中心到飞机重心的距离，气动中心在重心之后静稳定度为正，在重心之前静稳定度为负，正的时候飞机是静稳定的，负就是静不稳定。三代机为了更好地灵活度而放宽了静稳定性，以达到战斗机黑手党们所追求的“敏捷”。而如三角翼等非常规布局的飞机本身就是静不稳定的。由此带来的问题就是由于气动中心在重心之前，所以敏捷度上来了，但是却需要每时每刻不间断的对舵面进行大量的细微调整，以达到升力与重心的力矩平衡——对人而言这是无法做到的，按照传统机械操控方式，这就是无法操纵的，于是开发出了电传飞控系统，用传感器来感知飞机势态，用计算机来即时进行飞机姿态调整。
而计算机用于调整飞机姿态以控制飞机的算法，就是控制律。在硬件方面，即飞行计算机设计上相比控制律而言，花点功夫还是容易做到的，毕竟F22上面的芯片也就386的水平。但是软件方面就很艰难了，这并不是有理论就能行的，还需要实际的实验数据支持以及验证。据小道消息，飞控系统上成飞是偷师求教了达索公司的，这也是为毛成飞在三角翼上一去不回头。当然，成都一直有三角翼传统，从12开始。。顺便，在响彻全中国的沈·霍伊·格鲁曼的名声下，成达索也是业内有名的。
所以，单纯从飞控系统而言，个人感觉什么时候成都做出了常规布局的电传飞控先进战机，才是完全把飞控技术学到手的证明。。毕竟我等外行人，只能从能否另起炉灶成功的外相上才能区分出照猫画虎与画虎本身的区别。。所以FC-1虽然档次不高，但是价值很高
然后，我不想说越漂亮的飞机实力越高这个没有道理但是接近认知的事实（就是说20长得比较难看，特别身长，感觉过于长了点），仅仅J20的体型来看，上舰就是不合适的——除了飞机性能，载机量也是一个重要的考虑因素，毕竟航母以及航母编队的攻击力就看舰载机。比如老美，虽然有海空军看不顺眼的原因在内，但是F35相比F22甚至F18比F14的体型差异也是一个重要因素。按照毛子库舰的配置，SU25都有一席之地，Su33在用完使用寿命之后就被放弃，而航程，载弹量，性能都比不过Su33的MiG29都能上舰。。体积带来的数量加成是个很重要的因素。
最后，中国新一代舰载机，按照国内研发思路，绝对已经在研发途中。但个人感觉依然是犹抱琵琶半遮面。因为航母以及航母战斗群是一个系统工程，舰载机只是这个系统工程的一个子项目而已。不可能说用航母去迁就舰载机，这完全就是本末倒置。
而瓦舰改造的辽宁，以及它尚在襁褓的国产姐妹舰，都只是海军小步快跑计划中用来验证思路训练人手的实验性质很浓的实验舰而已。就像90年代诞生的各型驱逐舰那样。
前面已经说过J20机体过大不适合，而网上呼声很高的FC31。。从空军给出的FC31的编号就可以看出是纯出口用，即使在网上造势造的再欢，自用机只要有希望，就绝对不会考虑它。何况，还有沈·霍伊·格鲁曼自己搞出来的J15/J16作为拦路虎。虽然Su33已经在库舰上证明了它并不适合航母，至少不适合中型航母。但中国目前选用，一个是能到手的技术就它，一个是借鉴它以走完研发历程寻求研发经验，另外一个大概跟091/092核潜艇类似都只是解决有无问题而已——但是如果真出现情况要上舰，个人以为J16的机会都比FC31大的多，毕竟生产线在，而且都是熟手。

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• gytools 金币 +10 认真回复，奖励！ 2016-8-1 22:45

jiangmj

有个很奇怪的事情大家注意到没有？
同样是国产战斗机，611所设计的飞机从来没有因为电传故障而出事，但601所则是……包括前几天遇难的舰载机飞行员张超同志……

hnhblj

电传非控和全自动降落舰载机，好像硬扯在一起有点勉强吧。全自动降落不是不行，航母要装整套的后视探、控装置，等技术再发展发展吧。航母和飞机上现在每块地方都有自己的用途，怎么可能给你空出来一块装这么一套系统再。

falaer388

有这个技术成熟最关键，的牺牲多少时间和实验才能积累的技术，要时间来检验。

skybirds

按电传飞控的继续发展下去，未来人类说不定能真的象鸟类一样，插上一对高科技翅膀，就能自由翱翔天际。

crystal77

引用:

原帖由 jiangmj 于 2016-8-1 21:20 发表
有个很奇怪的事情大家注意到没有？
同样是国产战斗机，611所设计的飞机从来没有因为电传故障而出事，但601所则是……包括前几天遇难的舰载机飞行员张超同志……

原因很简单，（理由仅限个人揣测）
首先，601与611是打出来的关系，两者之间的关系不会比看见肉骨头的两条狗之间的关系那样好到哪儿去。。恩恩怨怨难以言说
611的10号项目是从601手里抢下来的，而且是601项目几乎入手的情况下抢下来的。。。而601反手过来用积累的人脉（大多数行业内院士出自601）以及F16引进，8爷改进项目和Su27引进来压制J10，据说J10原型机试飞都是用了心机才引得当时的大头目关注的。
还有611的建立，是从601分出来的人。。当年的三线建设嘛。。不过与别的三线建设不同，别的三线建设，都是支援过去的，是兄弟情义。611的三线建设，是核心人物从601破门而走。。
其次，601是共和国长子。。嗯。。知道点国企尿性的都会明白，绝大多数“共和国长子”名头的，都是败家子，比如一汽。。而以611与601的恶劣关系，以及长子名头的自傲，601很可能是另起炉灶与别家合作搞的飞控，而非从611入手——其实即使从611入手，以611搞三角翼，601常规布局的传统来看，两者也是不兼容的，虽然可能会有些促进，但基本上想移植的话。。跟重起炉灶差不了多少。
最后，J11/15/16到底是山寨，还是换了内胆，外行人是看不出来的，官方报道也是不能信的（WS10等项目的前车之鉴，没有实物，没有大规模入役基本都是浮云，要么是给交代，要么是捞项目，要么是打预防针）仅仅从27系列入华的改进来看，601在这个项目上行进的是很吃力的，所以出了问题并不算稀奇。毕竟这是有传统的，据说601搞的8爷出来好几年了还是很渣，装备部队各种问题不断，但是601就是死不悔改。现在的空军大头目就是被当年8爷坑的差点丧命（空中双发停车），好不容易活下来了，还得被601的狡辩弄得差点退役（打死不承认8爷的设计问题，推脱到飞行员操作失误上）。。

[ 本帖最后由 crystal77 于 2016-8-2 00:31 编辑 ]

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• gytools 金币 +10 认真回复，奖励！ 2016-8-2 23:15

gxfhukun

据说歼20很厉害。中国的飞机工程师们确实很不错。已经可以跟世界第一的美国比肩了。

anewilliam

航母上的自动起降，必须以人工起降的海量数据为基础，我们的数据太少了，光着脚赶也要20年以上。