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中国飞控技术对比美俄落后吗_服务器

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资料来源:网络整理       时间:2023/3/8 17:24:26       共计:3583 浏览

中国飞控技术对比美俄落后吗?

说起歼20都知道是我国自主研制的第一款五代重型隐身战机,同时在歼20身上还有很多超越美国同级别F22隐身战机的优势存在,比如歼20是当前全球范围内飞控系统最复杂的战机等等。当然说歼20的飞控系统复杂不是说歼20的飞控系统不先进,而是飞控系统越复杂既代表歼20的飞控系统越先进、歼20的超机动飞行能力越强的意思,那么战机的飞控系统到底是什么呢?

所谓的战机飞控系统说白了就是用于执行飞行员操作命令的一套“软硬件控制系统”。最早的时候战机要想飞上蓝天并具备一定的长距离飞行能力,飞机就必须装备有包括能够转向的方向舵、能够控制飞机俯仰的平尾和控制飞机差动转向的副翼这三大必不可少的控制翼面,当时这些控制翼面都是直接通过钢索直接和飞行员操纵杆连接,用于实现飞行员的驾驶操纵命令。

进入喷气时代后,由于钢索只能用于信号传递不能实现信号反馈,加之钢索重量大等缺点,所以被空心的金属拉杆所取代,同时为了降低飞行员驾驶强度,开始引入液压控制系统,就像汽车方向盘一样最开始都是驾驶员直接硬掰方向盘实现转弯,后面引入液压系统后,液压系统感知方向盘的转动量继而输出不同压力的液压给转向机完成汽车转弯一个道理。当然不管是早期的钢索还是后期的空心拉杆由于机械结构的原因其反应速度受到了很大的限制,所以早期的战机超机动飞行能力一直受限于此。

进入七十年代后随着电子技术的发展,利用电子设备传输驾驶操纵信号的“电传飞控系统”开始出现,相比之前的机械拉杆控制系统而言,电传飞控系统由一套角速度传感器来感知飞行员操纵驾驶杆的力矩、角速度等参数值,然后经过一套综合控制系统将信号分别传递给包括垂尾、平尾、襟翼等控制翼面,由于电传飞控系统反应速度更快、能够同时控制的翼面数量更多,所以战机的超机动飞行能力也更强了许多。比如某些战机开始加入能够提升战机超机动飞行能力的鸭翼、或者有些战机开始用鸭翼取消平尾来提升战机的超机动飞行能力。

这个时候不管是多增加了鸭翼的战机、还是直接用鸭翼替代了平尾的战机对于飞控系统都提出了更高的要求,比如多增加一套鸭翼就多了一个控制翼面分支、飞控系统就多了一个控制通道,同时随着飞控系统的升级更新、多翼面协同控制的加入也极大的增强了战机的超机动飞行能力,那么对于飞控系统而言,相比之前的多路控制系统属于独立控制而言,多翼面控制协同控制也就使得飞控系统需要同时控制多个翼面根据不同飞行姿态、速度等基本参数朝相同/不同方向偏转不同角度,这个时候飞控系统就愈发复杂了。

这一点依然好比汽车一样,电传飞控系统就像是这几年主流的电动助力转向系统一样,更加轻便了;而多翼面协同控制则就像是赛车漂移转弯一样,驾驶员需要在整个入弯道、出弯道过程中同时朝车头偏转方向打方向、或者是朝车头偏转方向反打方向同时、根据入弯速度、角度踩油门、踩刹车、或者同时踩油门、刹车一个道理,放到战机身上的话,根据飞行速度、机身姿态等参数飞控系统就要控制包括转向的垂尾、俯仰的平尾或者鸭翼、差动转弯的襟翼等多个翼面朝相同或者不同方向偏转不同角度,以此来提升战机的超机动飞行能力一个道理。

而歼20作为我国自主研制的最先进战机,歼20身上可动的翼面数量多达12个之多、同时介于五代隐身战机为了增强战机的超机动飞行能力,很多翼面都采用了协同控制技术,甚至整机的所有翼面都可以协同控制偏转,因此对于歼20的飞控系统提出了更高的要求,比如央视《开讲了》节目中曾出现过歼20的降落画面,在整个降落过程中歼20一共有12个翼面参与了减速,分别是2个鸭翼、2个前缘襟翼、4个后缘内外侧襟翼、2个全动垂尾。在空中下降过程中鸭翼、全动垂尾差动角度不大、前后缘襟翼差动较大以降低机翼升力、助力歼20快速下降;等待歼20机轮接触地面滑跑的时候,鸭翼和后缘外侧襟翼同时朝下偏转、前缘襟翼和后缘内侧襟翼则朝上偏转、两个全动垂尾则分别向外侧偏转,那么此时对于飞控系统而言,就需要控制两个鸭翼、控制前后缘四个襟翼、控制两个垂尾的12个控制通道同时动作、协同工作来助力歼20隐身战机降落。

同时控制12个气动翼面朝相同或者不同方向、相同或者不同速度、角度偏转、而且还要各个翼面之间协同控制,同时为了保证飞控系统的安全可靠性、还要建立飞控冗余备份和飞控系统的设定防护,可想而知其飞控系统设计难度有多大。

作为对比美国的F22有10个气动控制翼面,但是这些气动翼面并不具备同时超相反方向偏转的能力,所以在可控翼面数量和功能上相比歼20就差了一大截,结果就是超机动飞行能力差了一大截;同时F22气动翼面数量更少但是在试飞阶段就曾因为飞控系统故障坠毁过,反而气动翼面数量更多、功能更复杂的歼20却没有坠毁过,所以光是从这点上就能明白歼20的飞控系统有多复杂、比F22的飞控系统有多先进。

而且现阶段歼20的飞控系统能够同时控制12个气动翼面偏转还不是歼20飞控系统的天花板,因为现阶段歼20还没有批量装备矢量发动机,所以飞控系统不用协同控制发动机。到后面歼20装备矢量发动机后,飞控系统除了要协同控制这12个气动翼面外,还要与发动机的控制系统协同控制战机不同飞行速度、角度等情况下,发动机的推力大小、矢量喷口的偏转角度等,而且还要在矢量喷口偏转的过程中,歼20身上的12个气动翼面连同矢量喷口一起协同偏转,到那个时候歼20的飞控系统“才是真正的牛掰克拉斯”。

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