現代戰鬥機普遍裝備了電傳飛控系統。相比於傳統的機械式飛行控制系統,電傳飛控有很多的優點:
第一,結構簡單,佔據空間更少。機械飛控系統一般需要至少控制三個主要舵面:垂直尾翼、水平尾翼、副翼。為了完成對這些舵面的控制,需要使用高強度的鋼纜和相關舵面操控轉換器相連,而轉換器與舵面也使用剛性連線。這些線纜的連線複雜且易損,在戰鬥當中極易出現故障,且橫跨整個機體,需要較高的佈線水平。
相比之下,電傳飛控系統透過電子元件感受飛機操縱桿的運動,將訊號傳遞到各個活動舵面,各個舵面的電動機/液壓機產生響應,完成飛機動作的操控。由於不需要利用複雜的剛性線纜,在戰鬥中不易損壞。
第二,電傳飛控在高過載和高速狀態下的控制力更強,更不容易出現“鎖舵”(舵面效率降低)的情況。機械飛控系統在高速狀態下,由於氣流在舵面處高速流動,產生極大的穩定力矩,想要改變舵面需要更大的力量。在沒有液壓助力的情況下,飛機的舵面完全依賴飛行員的“麒麟臂”進行動作。在速度超過600公里/小時的時候,戰鬥機想要進行水平尾翼的偏轉需要近噸級的力量,即使有液壓助力,飛行員也需要使出全身力氣去掰飛機的操縱桿。在二戰時期,很多蘇聯飛行員會像坦克駕駛員一樣攜帶一把錘子,為的就是防止“鎖舵”。
而電傳飛控的特點就是操作是自動運算(數字飛控)。例如,飛行員的操作只需要給出訊號“向左滾轉”,電傳飛控會自動計算當前的副翼阻力,給與電動機訊號,將飛機的副翼偏轉到飛行員操作的角度。由於電機的扭矩更大,因此飛行員無需自身發力,便可輕鬆控制舵面。
第三,電傳飛控可大幅度提高飛機的機動性。採用機械飛控的飛機,多數具備靜穩定性,這樣才能減少飛行員的操縱量。然而靜穩定的飛機,機動性也同樣大大受限。而有了電傳飛控之後,機載電腦會自動對飛機進行配平穩定,因此飛機可以採用靜不穩定設計,機動性突飛猛進。
不過,電傳飛控雖然優點頗多,但技術難度極大。電傳飛控系統的安全和穩定性是飛機的生死線,考驗的不僅僅是一個國家的飛機設計水平,更考驗飛控系統的設計能力和軟體設計能力。尤其是軟體系統,飛機操縱桿的每一個訊號都需要穩定、精確地反映到飛機的動作面上。幾乎所有采用電傳飛控的戰機,都因飛控故障摔過機。有沒有例外?有,那就是我們的殲10和殲20!
殲10採用了鴨翼佈局,其飛控系統的難度,天生就比常規佈局的戰機大。因此殲10沒有發生過飛控事故,本身就是一個世界奇蹟了。而殲-20由於採用了升力體佈局、DSI進氣道、稜形機頭、進氣唇邊條、大邊條、全動尾翼+全動鴨翼,這一套“天頂星機動性”全家桶下來,飛行員一個簡單的操作就會執行數萬條程式碼運算,飛控系統的最佳化和響應簡直難比登天。從結果上看,殲-20的飛行控制系統無疑是非常可靠的,無論是在珠海航展上,多機編隊的高機動展示,亦或是在軍事演習中殲-20展現出來的絕佳機動性碾壓,都可以證明飛控程式設計人員是下了苦心了。
不過這還不是結局,未來換裝帶有推力向量功能的WS-15發動機後,殲-20的電傳飛控系統將再度升級,到時候只要飛行員扛得住,什麼極端機動動作都不在話下。唯一需要心疼的就是飛控程式設計小哥的髮際線——如此龐雜的系統最佳化,那得是多少個通宵才能肝出來的啊。