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二、具有纵向阻尼器的操纵系统
+具有纵向阻尼器的操纵系统的组成图 " "为具有纵向阻尼器的操纵系统组成方块图，该系统在机械操纵系统 •’,•
中引入飞机俯仰速率作为反馈信号，增加飞机短周期模态的动稳定性，以抑制高频不衰减的“低头”现象，起到稳定俯仰速率的作用。图中虚线所框的方块为纵向阻尼器，它由敏感元件（速率陀螺、速压传感器）、放大器和舵回路等三个主要部件组成。下面对这些部件做简要说明。
（）敏感元件。敏感元件的作用是感受或测量飞机对预定状态的偏差，并根据这个偏差的方向和大小，输出一个相应的电信号。最常用的敏感元件是双自由度陀螺仪（姿态陀螺仪）、单自由度陀螺仪（速率陀螺仪）和高度表等。
（"）放大元件。放大元件又称变换放大元件，简称放大器。从敏感元件输出的电信号一般都是很微弱的。为了使执行元件能够工作，必须将此信号加以放大和变换，使它具有足够的功率。
（）执行元件（又称舵机或舵回路）。舵机与助力器一样也是操纵舵面的一种机构。其主要功用是产生较大的力，以克服作用于舵面上的气动力或滑阀上的摩接力，并根据敏感元件输出的电信号极性和大小直接带动舵面偏转或驱动助力器的滑阀。
由图 " % 可知：阻尼器通过复合摇臂与飞机（含助力器）组成一个闭环自动控制系统，这种系统称为飞机阻尼系统。它可以在没有驾驶员的参与下自动工作，阻尼器靠复合摇臂并入不可逆助力操纵系统中，从而构成具有阻尼器的操纵系统。
复合摇臂在图 " % 中用综合点 “ ”表示。它起加法机构作用，其工作原理图如图 " % "所示。由图可知，它由基本摇臂和附加摇臂组成。它们可分别绕 &—&，"—"轴转动，且附加摇臂接舵机端的孔之轴线与 &—&轴重合，以便附加摇臂有可能随基本摇臂绕 &—&轴转动。当驾驶员推拉驾驶杆时，其输入量为 ’(由于此时设舵机不动，只能使附加摇臂随基本摇臂绕 &&轴转动，使附加摇臂接助力器端有一个输出量 ’()。同理，当阻尼器通过舵机推拉附加摇臂时，其输入量为 ’*"。由于此时设驾驶杆不动，使附加摇臂绕 " "轴转动，也使其接助力器端有一个输出量 ’("，即它们之间相互不干扰，当驾驶杆、阻尼器同时工作时，则它们各自的输出量同时输入复合摇臂，此时复合摇臂综合这两个信号，其输出量为 ’( +’( ’("。这里负号表示阻尼器来的信号与驾驶杆输入信号相反，即负反馈。由此可见，复合摇臂不仅起加法机构作用，而且还使阻尼器重叠在不可逆助力操纵系统之上，从而构成具有纵向阻尼器的操纵系统。但必须指出，此时舵机与助力器的联接方式是并联的，相府的舵机称为并联舵机。
无论舵机与助力器是串联还是并联联接，不可逆助力操纵系统与阻尼器（或增稳系统）间都有一个操纵权限分配问题。所谓操纵权限是指能操纵舵面偏转角有多少度的范围（或助力器行程大小）。对于确定的飞机，舵面最大偏角是一定的，如果阻尼器的舵机能操纵舵面在最大偏角内转动（含最大偏角），则称为全权限；若只能使舵面作部分偏转，则称为有限权限。为了避免因阻尼器出现故障而使驾驶杆的位移量与
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图 " "%具有纵向阻尼器的操纵系统方块图（&）结构原理图；与图相应的传函方块图
（’）（&）舵面偏角失调，导致驾驶员无法操纵飞机，一般分配给阻尼器的操纵权限是有限的。通常只有最大舵偏角的（() *+)），有时甚至更小；这种小权限，一旦阻尼器有故障，飞机仍是安全的，此时系统可做成单通道系统。
,工作原理
当飞机在预定的航向上作等速平飞时，敏感元件无输出信号，放大器也无输出，舵机不动，故舵面处于某一平衡位置。当飞机受到某种扰动，例如在扰动脉冲力矩作用下，使飞机刚开始绕横轴（ -.轴）有一个抬头的旋转角速度（ /0）时，就被阻尼器中速率陀螺感受，并输出一个相应的电压 12，此电压既反映的极性和大小，也反映当时
•3•
图 " "%复合摇臂工作原理图的飞行高度和速度，再经放大器、舵回路输出一个位移至附加摇臂，通过它使助力器带动舵面向下偏转某个角度（ &’），由此产生低头力矩来阻碍飞机抬头转动。与此同时，通过舵回路中位移传感器产生一个负反馈信号，使舵面固定在所需要的位置上。由于该力矩与飞机本身产生的阻尼力矩是同方向的，所以飞机的纵向阻尼力矩增加了，从而使飞机的阻尼比 也增大了。
由上可知，阻尼器的作用是通过一套自动装置使操纵面偏转 "(，以增加飞机的纵向阻尼力矩系数 )((，从而增大了飞机的动稳定性。因此，凡是能增加飞机短周期运动动稳定性的系统称为阻尼器。无论在操纵和外扰情况下，它都能使飞机角速度振荡迅速地衰减。众所周知，飞机绕其质心的运动通常分为绕三个轴的角运动，因而阻尼器也相应地分为纵向、横向和航向阻尼器。阻尼器与飞机（含助力器）组成一个闭环系统，它是一种自动飞行控制系统。在每一种系统中只具有一个角速率反馈信号。当阻尼器通过复合摇臂并人不可逆助力操纵系统后，可构成具有各种阻尼器的操纵系统。
由以上可知，阻尼器（或增稳系统）是目前增加飞机短周期动稳定性最行之有效的方法之一。因此，在现代超音速飞机上，在不可逆助力操纵系统中均广泛地加装自动增稳器，从而构成近代有人驾驶飞机的飞行操纵系统。
*+对飞机稳定性和操纵品质的作用（）增加飞机纵向短周期模态的动稳定性。经对系统进行传递函数分析可知，纵向阻尼器系统增加了飞机系统阻尼比，但降低了飞机系统的纵向静操纵性。
为了维持原操纵性，最简单的方法是增大驾驶杆到舵面间的传动比，使系统的总传递系数等于原来值。但这种做法较难实现。因此，目前常用的方法是在系统中引入清洗网络，通常接在速率陀螺与舵回路之间。
引入清洗网络的基本思想是：当飞机出现短周期振荡时阻尼器起增加阻尼作用， •*,•
在驾驶员作正常的机动操纵时阻尼器不起作用。鉴于前者是高频信号，后者是低频
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