說起戰(zhàn)斗機性能，大家都知道更快高更強，但是很少人知道，潮流早就發(fā)生了深刻轉變，實際上從上世紀70年代開始，更高更快更強，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，而且從飛機替換來說，更小的飛機可以有更強悍的性能，這也是F16小個頭替代F4大個頭的原因。
單發(fā)小F16替換雙發(fā)大F4，這就是技術進步的威力 F16替代F4的強悍攻擊能力，最大理由是，采用了翼身融合技術外加電傳飛控，使得飛機尺寸重量阻力大幅度減小，雖然機體重量只有后者的一半，總推力只有66%，但是掛載能力，航程，機動性都比后者強，這就是電傳飛控創(chuàng)造的奇跡。
F16和F4相比更小更輕轉彎更快，而且可以同時和2架F4交戰(zhàn)而不落下風 大家不禁要問，電傳操縱是何許神圣，為何如此強悍，能讓飛機減重不減能？為了回答這個問題，我們先從飛機飛行操縱系統(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作轉換為到飛機動作的一個復雜系統(tǒng)，從工作分類來說分為人工操縱系統(tǒng)和自動操縱系統(tǒng)，自動操縱系統(tǒng)這個很好理解，預先設定好飛行方案，所有參數(shù)，讓飛機自己飛行，飛行員就是監(jiān)控狀態(tài)而已，簡單來說就是自動駕駛，和現(xiàn)在很熱的汽車自動駕駛技術很類似。
從這個對比可以看出F4肥碩笨重，F(xiàn)16輕盈修長 而電傳飛控系統(tǒng)也經(jīng)歷了一個很長的過程，并不是忽然跳出來的，從最初的機械操縱經(jīng)過多次進步到電子控制增穩(wěn)最終才到電傳操縱系統(tǒng)。
飛行控制系統(tǒng)是很復雜的，這是二代機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設計家族中看到點滴的進步。 第一種：純機械控制系統(tǒng)，這是最早的設計模式，這種設計，只能使用飛機飛行速度比較低200-300公里每小時的低速飛行機常用，舵面控制能力弱的情況，而且飛行員得一直進行操縱，當然飛機在舵面上帶了調整片，可以節(jié)省點力氣。
這就是機械操縱模式，1940年薩博公司的J21，操縱桿通過復雜桿系鏈接到舵面 第二種，帶了助力的機械操縱系統(tǒng)，這種設計就用液壓設備放大了飛行員的“力氣”使得飛行員能飛700-800公里每小時甚至更高的速度。
J29，高亞音速噴氣飛機，人力很難拉動舵面了，所以使用液壓助力 這種設計下，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，在高速時候飛行員做動作，桿力就很重，低速飛行時候飛行員桿就很輕。 第三種，間接回力的飛行控制系統(tǒng)，這種設計出現(xiàn)在超音速飛機上，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。
這是低超音速飛機控制系統(tǒng)設計，飛機飛行速度剛剛超出一倍音速點點 第四種，二倍音速飛機雷的飛控系統(tǒng)設計，飛控系統(tǒng)中特別加了傳感器，電子部件和控制伺服器，這種設計兼顧了亞音速飛機，超音速飛行，而且在整個飛行過程中，使得飛行員的桿力不會變化過大，難于操縱。
從技術來說，這個飛行控制系統(tǒng)很不錯 由于飛機需要攔截超音速敵機，所以設計師使用了自動駕駛儀輔助高速飛行帶來的振動問題，減振效果良好，配合雙三角翼設計，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，短距起降能力驚人，尾部帶發(fā)動機反推裝置，可以使飛機在冰雪跑道上500米內停下來，不僅如此，飛機最大速度2馬赫以上，可以發(fā)射近距和中距攔射導彈，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，機械操縱系統(tǒng)帶全套伺服器和全權限，外加限制5度偏轉的模擬式飛控系統(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駕駛儀到控制面之增加了穩(wěn)定和減振功能，AJ37的自動駕駛儀是模擬式的，可以在很大范圍內調節(jié)，可以將每架飛機的操縱系統(tǒng)任意調節(jié)參數(shù)，最終每架飛機操縱反應特性都稍有差異而且獨一無二。 JA37的操縱系統(tǒng)是世界上第一種在基本機械操縱系統(tǒng)上增加數(shù)字控制系統(tǒng)的飛機，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 第六種 數(shù)字式控制系統(tǒng) 上世紀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進行了大改，這就是JA 37-21 ESS01電傳操縱試驗機,用于測試全權限電傳操縱系統(tǒng)，這是一種三軸異步全權限數(shù)字式飛行操縱系統(tǒng)（后緣控制面偏轉角度可達±30度），另外帶機械備份操縱系統(tǒng)
這就是瑞典第一款電傳操縱試驗機，中國則有K8，殲8，殲7等型號與之對應 在JA37電傳操縱實驗，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)，最大的進步就是取消了機械操縱系統(tǒng)備份，轉變成全數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng)，為了增加安全性，采用了多余度設計，操縱系統(tǒng)額外增加了一個狀態(tài)監(jiān)控表決器，隨時監(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)，所有飛行員動作都通過計算機來處理，形成控制指令 從技術來說，鷹獅和上面的所有飛機的操縱系統(tǒng)都不同，就是電傳操縱系統(tǒng)和機械操縱系統(tǒng)的區(qū)別，其實質是能量利用效率高低的檔次問題，JA32，JA35，JA37戰(zhàn)斗機從穩(wěn)定性的觀點來說，都是常規(guī)靜穩(wěn)定飛機，這種飛機的缺點在于，飛機機翼面積很大，帶來更大的飛行阻力，而且轉彎也帶來了更大的速度損失，而鷹獅戰(zhàn)斗機截然相反。 主要的不同其實主要是重心和氣動中心位置關系，靜穩(wěn)定飛機重心都比較靠前，飛機經(jīng)過氣流擾動后，偏向于恢復原樣，而靜不穩(wěn)定飛機相反。
鷹獅電傳操縱系統(tǒng)能做到無憂慮操縱，功能很強大，使得飛行員專心駕駛作戰(zhàn) 同樣要轉彎，靜穩(wěn)定飛機先抬頭，需要機翼后緣操縱面向上偏轉，形成一個抬頭力矩，但是這個抬頭力矩造成了飛機的升力巨大損失，為了保持額定的過載能力，比如8-9G，機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)使得飛機減肥，由小變大的秘訣。
個頭小了一大圈，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)則設計的很先進也很復雜，得益于全動鴨翼的鴨式布局，起飛和著陸都可以在機翼和鴨翼產(chǎn)生升力，使得飛機對于操縱面的大功率作動器需求減小了不少，而且鷹獅是一種高度不穩(wěn)定的飛機，遇到突風干擾假如不使用自動駕駛儀穩(wěn)定飛機可能在0.4秒之內，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)控制不了那么嚴密，幅值太大了，飛機抖得厲害。
鷹獅戰(zhàn)斗機試飛過廣泛的高速速度攻角組合，飛機都能非常安全飛行 戰(zhàn)斗機飛行很麻煩，高空低空高速低速都要經(jīng)歷，而在低空低速飛行時候，容易發(fā)生翼面氣流分離導致失速失控甚至導致墜毀，而且飛機也有一定的設計強度，飛行員要在發(fā)揮最高性能的同時也保證不損傷飛機結構，這就是個兩難的題目。 實際上鷹獅的飛控設計完全做到了飛行員不需要擔心任何攻角問題，過載問題，側滑，進氣道限制等等失速或者偏離問題。
鷹獅戰(zhàn)斗機飛控系統(tǒng)圖，殲10戰(zhàn)斗機與之類似 實際上來說，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飛殲20的理由。 |
