說起戰(zhàn)斗機(jī)性能，大家都知道更快高更強(qiáng)，但是很少人知道，潮流早就發(fā)生了深刻轉(zhuǎn)變，實(shí)際上從上世紀(jì)70年代開始，更高更快更強(qiáng)，早就變成了更低更慢更輕，單純追求高空高速的年代早已過去，而且從飛機(jī)替換來說，更小的飛機(jī)可以有更強(qiáng)悍的性能，這也是F16小個(gè)頭替代F4大個(gè)頭的原因。
單發(fā)小F16替換雙發(fā)大F4，這就是技術(shù)進(jìn)步的威力 F16替代F4的強(qiáng)悍攻擊能力，最大理由是，采用了翼身融合技術(shù)外加電傳飛控，使得飛機(jī)尺寸重量阻力大幅度減小，雖然機(jī)體重量只有后者的一半，總推力只有66%，但是掛載能力，航程，機(jī)動(dòng)性都比后者強(qiáng)，這就是電傳飛控創(chuàng)造的奇跡。
F16和F4相比更小更輕轉(zhuǎn)彎更快，而且可以同時(shí)和2架F4交戰(zhàn)而不落下風(fēng) 大家不禁要問，電傳操縱是何許神圣，為何如此強(qiáng)悍，能讓飛機(jī)減重不減能？為了回答這個(gè)問題，我們先從飛機(jī)飛行操縱系統(tǒng)說起。 飛行操縱系統(tǒng)，也稱為飛行控制系統(tǒng)，這就是將飛行員的動(dòng)作轉(zhuǎn)換為到飛機(jī)動(dòng)作的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，從工作分類來說分為人工操縱系統(tǒng)和自動(dòng)操縱系統(tǒng)，自動(dòng)操縱系統(tǒng)這個(gè)很好理解，預(yù)先設(shè)定好飛行方案，所有參數(shù)，讓飛機(jī)自己飛行，飛行員就是監(jiān)控狀態(tài)而已，簡單來說就是自動(dòng)駕駛，和現(xiàn)在很熱的汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)很類似。
從這個(gè)對比可以看出F4肥碩笨重，F(xiàn)16輕盈修長 而電傳飛控系統(tǒng)也經(jīng)歷了一個(gè)很長的過程，并不是忽然跳出來的，從最初的機(jī)械操縱經(jīng)過多次進(jìn)步到電子控制增穩(wěn)最終才到電傳操縱系統(tǒng)。
飛行控制系統(tǒng)是很復(fù)雜的，這是二代機(jī)JA37的飛控系統(tǒng)簡圖 以下讓我們看看飛行控制系統(tǒng)的歷史，雖然從名詞來說很不容易理解，但是我們可以從瑞典的飛機(jī)設(shè)計(jì)家族中看到點(diǎn)滴的進(jìn)步。 第一種：純機(jī)械控制系統(tǒng)，這是最早的設(shè)計(jì)模式，這種設(shè)計(jì)，只能使用飛機(jī)飛行速度比較低200-300公里每小時(shí)的低速飛行機(jī)常用，舵面控制能力弱的情況，而且飛行員得一直進(jìn)行操縱，當(dāng)然飛機(jī)在舵面上帶了調(diào)整片，可以節(jié)省點(diǎn)力氣。
這就是機(jī)械操縱模式，1940年薩博公司的J21，操縱桿通過復(fù)雜桿系鏈接到舵面 第二種，帶了助力的機(jī)械操縱系統(tǒng)，這種設(shè)計(jì)就用液壓設(shè)備放大了飛行員的“力氣”使得飛行員能飛700-800公里每小時(shí)甚至更高的速度。
J29，高亞音速噴氣飛機(jī)，人力很難拉動(dòng)舵面了，所以使用液壓助力 這種設(shè)計(jì)下，飛行員可以直接感受到飛行國產(chǎn)中舵面返回來的力量大小，在高速時(shí)候飛行員做動(dòng)作，桿力就很重，低速飛行時(shí)候飛行員桿就很輕。 第三種，間接回力的飛行控制系統(tǒng)，這種設(shè)計(jì)出現(xiàn)在超音速飛機(jī)上，由于超音速舵面回力太大，使得飛行員的體力吃不消，所以做了一部分回力，讓飛行員還能感受到操縱力度大小。
這是低超音速飛機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，飛機(jī)飛行速度剛剛超出一倍音速點(diǎn)點(diǎn) 第四種，二倍音速飛機(jī)雷的飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，飛控系統(tǒng)中特別加了傳感器，電子部件和控制伺服器，這種設(shè)計(jì)兼顧了亞音速飛機(jī)，超音速飛行，而且在整個(gè)飛行過程中，使得飛行員的桿力不會變化過大，難于操縱。
從技術(shù)來說，這個(gè)飛行控制系統(tǒng)很不錯(cuò) 由于飛機(jī)需要攔截超音速敵機(jī)，所以設(shè)計(jì)師使用了自動(dòng)駕駛儀輔助高速飛行帶來的振動(dòng)問題，減振效果良好，配合雙三角翼設(shè)計(jì)，這套操縱系統(tǒng)得到了飛行員的好評。 第五種，SAAB37的飛控系統(tǒng)，這是一款鴨式布局飛機(jī)，短距起降能力驚人，尾部帶發(fā)動(dòng)機(jī)反推裝置，可以使飛機(jī)在冰雪跑道上500米內(nèi)停下來，不僅如此，飛機(jī)最大速度2馬赫以上，可以發(fā)射近距和中距攔射導(dǎo)彈，以及大量空對地彈藥，有專用對地攻擊和空戰(zhàn)型號之分。
AJ37主打攻擊，機(jī)械操縱系統(tǒng)帶全套伺服器和全權(quán)限，外加限制5度偏轉(zhuǎn)的模擬式飛控系統(tǒng) AJ37的飛控系統(tǒng)使用桿力傳感器，提升飛行員的操縱特性，主要特色在于從自動(dòng)駕駛儀到控制面之增加了穩(wěn)定和減振功能，AJ37的自動(dòng)駕駛儀是模擬式的，可以在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可以將每架飛機(jī)的操縱系統(tǒng)任意調(diào)節(jié)參數(shù)，最終每架飛機(jī)操縱反應(yīng)特性都稍有差異而且獨(dú)一無二。 JA37的操縱系統(tǒng)是世界上第一種在基本機(jī)械操縱系統(tǒng)上增加數(shù)字控制系統(tǒng)的飛機(jī)，這種數(shù)字式控制系統(tǒng)消除了模擬空子系統(tǒng)的偏差。
JA37也是一種靜穩(wěn)定飛機(jī) 第六種 數(shù)字式控制系統(tǒng) 上世紀(jì)80年代，瑞典薩博公司為了拿到純數(shù)字式電傳飛控上幾乎，為此對一架JA37進(jìn)行了大改，這就是JA 37-21 ESS01電傳操縱試驗(yàn)機(jī),用于測試全權(quán)限電傳操縱系統(tǒng)，這是一種三軸異步全權(quán)限數(shù)字式飛行操縱系統(tǒng)（后緣控制面偏轉(zhuǎn)角度可達(dá)±30度），另外帶機(jī)械備份操縱系統(tǒng)
這就是瑞典第一款電傳操縱試驗(yàn)機(jī)，中國則有K8，殲8，殲7等型號與之對應(yīng) 在JA37電傳操縱實(shí)驗(yàn)，獲得成功后，薩博公司展開了對JAS39鷹獅的電傳操縱系統(tǒng)研發(fā)，最大的進(jìn)步就是取消了機(jī)械操縱系統(tǒng)備份，轉(zhuǎn)變成全數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng)，為了增加安全性，采用了多余度設(shè)計(jì)，操縱系統(tǒng)額外增加了一個(gè)狀態(tài)監(jiān)控表決器，隨時(shí)監(jiān)測和判斷操縱通道的正常與否。
這就是鷹獅的飛控系統(tǒng)，所有飛行員動(dòng)作都通過計(jì)算機(jī)來處理，形成控制指令 從技術(shù)來說，鷹獅和上面的所有飛機(jī)的操縱系統(tǒng)都不同，就是電傳操縱系統(tǒng)和機(jī)械操縱系統(tǒng)的區(qū)別，其實(shí)質(zhì)是能量利用效率高低的檔次問題，JA32，JA35，JA37戰(zhàn)斗機(jī)從穩(wěn)定性的觀點(diǎn)來說，都是常規(guī)靜穩(wěn)定飛機(jī)，這種飛機(jī)的缺點(diǎn)在于，飛機(jī)機(jī)翼面積很大，帶來更大的飛行阻力，而且轉(zhuǎn)彎也帶來了更大的速度損失，而鷹獅戰(zhàn)斗機(jī)截然相反。 主要的不同其實(shí)主要是重心和氣動(dòng)中心位置關(guān)系，靜穩(wěn)定飛機(jī)重心都比較靠前，飛機(jī)經(jīng)過氣流擾動(dòng)后，偏向于恢復(fù)原樣，而靜不穩(wěn)定飛機(jī)相反。
鷹獅電傳操縱系統(tǒng)能做到無憂慮操縱，功能很強(qiáng)大，使得飛行員專心駕駛作戰(zhàn) 同樣要轉(zhuǎn)彎，靜穩(wěn)定飛機(jī)先抬頭，需要機(jī)翼后緣操縱面向上偏轉(zhuǎn)，形成一個(gè)抬頭力矩，但是這個(gè)抬頭力矩造成了飛機(jī)的升力巨大損失，為了保持額定的過載能力，比如8-9G，機(jī)翼面積就必須做的更大，這造成了巨大的阻力增加。 而靜不穩(wěn)定飛機(jī)正好相反，所以，這就是70年代以來電傳操縱系統(tǒng)使得飛機(jī)減肥，由小變大的秘訣。
個(gè)頭小了一大圈，重量幾乎減半，飛行性能還提高了，這就是電傳操縱的奇效。 而鷹獅的電傳操縱系統(tǒng)則設(shè)計(jì)的很先進(jìn)也很復(fù)雜，得益于全動(dòng)鴨翼的鴨式布局，起飛和著陸都可以在機(jī)翼和鴨翼產(chǎn)生升力，使得飛機(jī)對于操縱面的大功率作動(dòng)器需求減小了不少，而且鷹獅是一種高度不穩(wěn)定的飛機(jī)，遇到突風(fēng)干擾假如不使用自動(dòng)駕駛儀穩(wěn)定飛機(jī)可能在0.4秒之內(nèi)，振幅增加一倍。 鷹獅的飛控系統(tǒng)要求穩(wěn)定指令以最低的延遲發(fā)出，而且最少每秒鐘60赫茲的頻率，在幅值選擇上很有難度，幅值太小了，系統(tǒng)控制不了那么嚴(yán)密，幅值太大了，飛機(jī)抖得厲害。
鷹獅戰(zhàn)斗機(jī)試飛過廣泛的高速速度攻角組合，飛機(jī)都能非常安全飛行 戰(zhàn)斗機(jī)飛行很麻煩，高空低空高速低速都要經(jīng)歷，而在低空低速飛行時(shí)候，容易發(fā)生翼面氣流分離導(dǎo)致失速失控甚至導(dǎo)致墜毀，而且飛機(jī)也有一定的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，飛行員要在發(fā)揮最高性能的同時(shí)也保證不損傷飛機(jī)結(jié)構(gòu)，這就是個(gè)兩難的題目。 實(shí)際上鷹獅的飛控設(shè)計(jì)完全做到了飛行員不需要擔(dān)心任何攻角問題，過載問題，側(cè)滑，進(jìn)氣道限制等等失速或者偏離問題。
鷹獅戰(zhàn)斗機(jī)飛控系統(tǒng)圖，殲10戰(zhàn)斗機(jī)與之類似 實(shí)際上來說，中國的殲10也做到了類似水平，而殲20更好飛，外加隱身和傳感器的優(yōu)勢，這就是大批飛行員大量寫申請想轉(zhuǎn)飛殲20的理由。 |
