李如紅

摘要：本文通過對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)形式、工作特點(diǎn)分析，總結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)，并對(duì)飛機(jī)操縱系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng);油門;電傳

1機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)介

機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)是最早應(yīng)用的控制方式并持續(xù)地改進(jìn)發(fā)展，目前仍廣泛使用?！皺C(jī)械式”操縱系統(tǒng)由連接飛機(jī)座艙油門桿和發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制搖臂的一系列拉桿機(jī)構(gòu)所組成的機(jī)械系統(tǒng)，主要有硬式、軟式和混合式機(jī)械操縱系統(tǒng)，但不論哪種操縱系統(tǒng)都要求在滿足機(jī)體結(jié)構(gòu)限制的條件下，確保操縱桿輸入和油門桿輸出各控制點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)還應(yīng)盡量保證輸入和輸出的線性關(guān)系。

1.1硬式發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)

硬式發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)是由拉桿、搖臂、扭力和支座等主要構(gòu)件組成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)，由多個(gè)平面四連桿機(jī)構(gòu)或空間連桿結(jié)構(gòu)串聯(lián)而成。其主要特性為具有較佳的操縱靈敏性，生存力較好，調(diào)整和使用維護(hù)較方便，但由于鉸接點(diǎn)較多而使構(gòu)造復(fù)雜化和重量加大。同時(shí)因其硬式傳遞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定系統(tǒng)空間布置靈活性受機(jī)體機(jī)構(gòu)限制較大，導(dǎo)致其傳遞行程不宜過長(zhǎng)。因此，此類操縱系統(tǒng)主要應(yīng)用于早期的飛機(jī)，以及在教練機(jī)等外形較小的飛機(jī)。

1.2（半）軟式操縱系統(tǒng)

連桿機(jī)構(gòu)和鋼索組合形式是常見的軟式操縱系統(tǒng)，操縱拉桿一端連接手柄由座艙油門操縱臺(tái)駕駛桿進(jìn)行控制，另一端連接搖臂控制發(fā)動(dòng)機(jī)，中間部分由鋼索傳遞。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)飛行員通過移動(dòng)座艙內(nèi)油門桿，驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)和鋼索組合進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供油量調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制目的。軟式操縱系統(tǒng)因其鋼索與滑輪組合走向布置提升系統(tǒng)空間布置靈活性，油門線性傳遞油門準(zhǔn)確性得到提升;但鋼索張力受環(huán)境溫度影響變化較大，換季維護(hù)時(shí)需對(duì)鋼索張力適應(yīng)性調(diào)整，增加了維護(hù)的工作量;在發(fā)展應(yīng)用過程中隨著引入鋼索張力調(diào)節(jié)器，根據(jù)環(huán)境溫度變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)張力自動(dòng)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，提升系統(tǒng)的可靠性。

軟式鋼索傳動(dòng)形式較之于的多連桿硬式傳動(dòng)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)輸入輸出的線性運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上，因鋼索柔性走向?yàn)橄到y(tǒng)在飛機(jī)上布置帶來(lái)更大的靈活性，同時(shí)，一定程度上改善操縱系統(tǒng)人機(jī)較好聯(lián)動(dòng)的效果，使其得到廣泛應(yīng)用。

1.3推拉鋼索操縱系統(tǒng)

機(jī)械式操縱系統(tǒng)在軟式操縱系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展改進(jìn)，出現(xiàn)推拉鋼索（如圖1）發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可概括為“軟軸式”操縱系統(tǒng)。較之于滑輪加鋼索的“軟式”結(jié)構(gòu)，“軟軸式”操縱系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)極大地改進(jìn)優(yōu)化機(jī)械式操縱系統(tǒng)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）安裝簡(jiǎn)單，具有較高的可靠性和使用壽命，無(wú)需特別的潤(rùn)滑和維護(hù);

2）節(jié)省空間和重量，可以在控制限度內(nèi)自由彎曲;

3）可以同時(shí)傳遞推力和拉力，無(wú)需滑輪導(dǎo)向。

同時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)決定了推拉鋼索受折彎和扭轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致了鋼索芯變形，內(nèi)部滑軌不能順暢的進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，滾珠和鋼索護(hù)套內(nèi)壁接觸應(yīng)力增大，則將出現(xiàn)油門“空行程”和“摩擦力”增加的現(xiàn)象，進(jìn)而造成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制精準(zhǔn)度的下降。因此，在推拉鋼索進(jìn)行全機(jī)布局時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行鋼索最小彎度等技術(shù)要求，避免急彎、小角度彎曲、連續(xù)空間折彎等情況的出現(xiàn);裝配過程中，注意選取合適的鋼索芯固定工具，避免在安裝接頭過程中導(dǎo)致鋼索芯扭曲變形，甚至損壞;同時(shí)與發(fā)動(dòng)機(jī)連接部分還應(yīng)考慮根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)情況進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，例如，若采用推拉鋼索直接連接發(fā)動(dòng)機(jī)搖臂的方式，則當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，極易造成功率波動(dòng)，因此可考慮在發(fā)動(dòng)機(jī)與鋼索連接處增加柔性連接，補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。

目前，推拉鋼索應(yīng)用技術(shù)是機(jī)械式操縱系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)化的結(jié)果，系統(tǒng)機(jī)構(gòu)自身重量輕，機(jī)上布置空間靈活性、系統(tǒng)傳遞精度等都得到了優(yōu)化提升，給飛機(jī)機(jī)械式操縱系統(tǒng)應(yīng)用提供了更優(yōu)的選擇方案。

2發(fā)動(dòng)機(jī)電傳油門操縱系統(tǒng)簡(jiǎn)介

隨著飛機(jī)數(shù)字飛行控制系統(tǒng)（DFCS）技術(shù)應(yīng)用，極大地減輕了飛行員操縱負(fù)擔(dān)，提升了飛機(jī)操縱控制品質(zhì)。基于數(shù)字電傳飛控操縱系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)越性，近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)航空制造業(yè)發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)電傳油門操縱系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于軍、民機(jī)領(lǐng)域。電傳操縱系統(tǒng)核心是“電信號(hào)”傳遞，主要實(shí)現(xiàn)方式為將油門桿的位移變化量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳遞至發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，通過伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行油量調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的控制。

發(fā)動(dòng)機(jī)電傳操縱系統(tǒng)具備手動(dòng)模式、自動(dòng)模式。手動(dòng)模式，即通過飛行員操縱油門桿進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制;自動(dòng)模式，即自動(dòng)油門系統(tǒng)（A/T）用于起飛至著陸期間自動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)推力，減輕飛行員工作量;是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的機(jī)電系統(tǒng)，主要與數(shù)字飛行控制系統(tǒng)（DFCS）和飛行管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共同控制發(fā)動(dòng)機(jī)推力。其組成主要有：自動(dòng)油門計(jì)算機(jī)、方式控制面板（MCP）、A/T伺服作動(dòng)器、功率桿角傳感器（PLA）、A/T斷開電門、起飛復(fù)飛電門、自動(dòng)飛行狀態(tài)信號(hào)牌（ASA）、推力方式信號(hào)牌（TMA），還有其他傳感器等。A/T計(jì)算機(jī)利用來(lái)自各種系統(tǒng)的輸入信號(hào)，按照發(fā)動(dòng)機(jī)推力自動(dòng)控制規(guī)律計(jì)算出最佳的油門指令，輸出油門位置指令給A/T伺服機(jī)構(gòu)，推動(dòng)油門桿，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)推力。

相比機(jī)械式操縱系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)電傳操縱系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從“油門桿角度與發(fā)動(dòng)機(jī)燃調(diào)角度對(duì)應(yīng)關(guān)系線性控制”到油門桿與發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)之間“點(diǎn)位”的控制，系統(tǒng)控制精確度更高、操縱品質(zhì)更佳。

3發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

飛機(jī)電傳操縱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)操縱系統(tǒng)從“機(jī)械式”傳遞向“電信號(hào)”傳遞方式技術(shù)迭代發(fā)展。電傳油門操縱系統(tǒng)對(duì)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的電信號(hào)的傳遞、接收處理、反饋數(shù)字式信號(hào)是關(guān)鍵，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)油門電傳操縱系統(tǒng)是基于數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)成功應(yīng)用得到推廣延伸技術(shù)。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)電傳操縱系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)前及今后很長(zhǎng)一段時(shí)期的應(yīng)用趨勢(shì)，其系統(tǒng)可靠性高，精確度高，便于檢測(cè)維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，提升了系統(tǒng)優(yōu)越性。

隨著電傳油門的應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)將從原來(lái)相對(duì)獨(dú)立的機(jī)械式操縱系統(tǒng)，逐步轉(zhuǎn)化為飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)一個(gè)細(xì)小的分支，與發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)相互交聯(lián)工作。系統(tǒng)檢查方法隨之優(yōu)化，傳統(tǒng)機(jī)械式操縱系統(tǒng)通過對(duì)系統(tǒng)操縱力、鋼索張力、油門空行程等項(xiàng)目檢查測(cè)量以確保系統(tǒng)可靠性、正確性，而電傳操縱系統(tǒng)則以通電方式對(duì)油門角度與發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行檢查，從而保證系統(tǒng)正確性，檢測(cè)方法更為便捷。

4結(jié)束語(yǔ)

發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)伴隨著飛機(jī)誕生而存在，根據(jù)飛機(jī)制造技術(shù)發(fā)展、飛行員對(duì)駕駛品質(zhì)需求，在應(yīng)用中不斷地發(fā)展改進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)經(jīng)歷從機(jī)械式到電傳系統(tǒng)技術(shù)變革，發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)穩(wěn)定性、精確性等不斷改進(jìn)，系統(tǒng)可靠性提高，提升了飛行員操作品質(zhì)，確保了試飛安全。電傳油門操縱系統(tǒng)將因其結(jié)構(gòu)重量輕、便于檢查、使用便捷等優(yōu)點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于軍民機(jī)領(lǐng)域。