第九篇 %飞行控制系统检修
传操纵及随控布局飞行控制系统成为现实。
余度技术是电传操纵和随控布局飞行控制系统的主要关键技术，他包括余度结构和余因管理两大部分。余度结构主要解决系统余度数、余度结构类型、部件的余度配置等问题。余度管理主要解决信号选择（表决）、故障监控（鉴别）、故障隔离（切换）及故障警告等问题。
余度飞行控制系统的组成余度系统是执行同一指令或完成同一任务的多重（套）系统，并且应同时具备如下功能：（&）对系统各组成部分具有故障监控、信号表决能力。
（）对故障部件进行隔离，即应有二次故障工作能力，不使其危及系统的安全运行。
（）在故障部件隔离后，系统应具备重构的能力，即系统能重新组织余下的完好部分，具有故障安全或双故障安全的能力，并在少量降低性能指标的情况下继续承担任务。为了完成上述功能，余度系统应如下配置：
（&）余度通道，目前多采用双、三、四重冗余。冗余数的多少，需从系统可靠性指标出发，兼，顾体积、重量及费用。同时余度管理方式对他也有很大影响，一般地说，在相同的余度管理方式下，冗余数增多，系统完成任务的可靠性就提高。可见，采用余度冀术的实质是通过消耗应用更多的资源换取可靠性的提高。但相同的冗余数，采用不同的余度管理方式，完成任务可靠性也会不同。
（）交叉增强，余度通道中各个部件除了前后连接外，在各通道间还交叉连接，即所谓的交叉增强，这是提高可靠性的重要手段。一般来说，交叉增强与信号表决器是不可截然分开，而是共同起作用的。图表示三余度交叉增强的连拉方式，计算表明，完善的交叉增强，可以提高可靠性 ’—&(倍。
（）备份通道：为了使飞控系统有极高的安全可靠性，除主余度通道外，还设有备份通道，以保证主余度通道万一失效后，飞机安全返航与着陆。
余度结构
根据国外一些典型电传操纵系统的应用来看，余度结构方案可概括为两大类：纯粹的多余度系统与综合的多余度系统。前者是在各个部件中都统一采用相同的余度，而后者是把几种不同的余度结合起来使用。
（&）纯四余度系统
这种系统在其每个部件中一律采用四余度结构，他的优点是利用比较式监控就能获得全部二次故障一工作能力，因此他的安全可靠性是最好的。但是由于余度数最多（部件数量也最多），结构最复杂，故障率也就最大，在飞机上的安装与维护都很困难，这种系统过去 图 " "%多余度数目与最大损失概率之间的关系
图 " "%余度系统交叉增强图
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多用于飞机验证，而在型号产品上一般较少使用。
（）纯三余度系统
这种系统在每个部件都采用三余度结构，由于数控技术和自监控技术的发展，采用比较监控与自监控相结合的余度管理方式，至少能实现二次故障一工作或二次故障一安全的可靠性等级。
（"）四余度一三余度综合系统
在实际装机使用的 %和 &&’控制系统中，不宜采用单纯的一种余度结构，这是由飞机的安装条件、技术要求（例如结构简单、体积小、重量轻、经济性、可维护性以及标准化、系列化等）来决定的。从使用观点来看，不同的飞机结构，不同的轴系统和不同的舵面助力器，每一种情况的实际要求（包括可靠性要求）也是不相同的。例如，纵向系统的可靠性要求最高，而横侧向则可放宽一些，又如具有单台助力器和左右助力器的两种纵向系统余度结构一般也是不相同的。轻型飞机（战斗机）的安装空间受限制，有些飞机装不下纯四余度系统，这些情况下，常采用综合多余度系统。
（(）四余度一二余度综合系统
作为综合余度系统的实例是 )*+生产型飞机数字电传操纵系统。这个系统采用四余度和二余度相结合的结构方案。传感器和数字计算机是四余度的，而舵机伺服器则有两种不同的余度，左右平尾和襟翼伺服器是四余度，左右方向舵和副翼伺服器是二余度的，而且左右两边是相互独立的。在安全可靠性最高的纵向轴还具有机械备份通道，而在横侧向只设置模拟式电气备份通道。就主系统（备份通道除外）而言，平尾和襟翼系统具有二次故障一工作能力，而副翼和方向舵具有二次故障一工作或二次故障一安全能力。这个系统的余度配置较为合理，有重点、有选择地来配置各个轴和舵面的余度结构，在确保安全可靠性的前提下，充分简化硬件结构，是现代实用的战斗机电传操纵系统的一种有代表性方案。
余度管理
余度管理是余度系统的核心问题。余度系统的各个通道应按什么样的方式和程序来工作，怎样检测与识别故障，出现各种不同故障之后系统又应该怎样处理等，这些都属于余度管理内容。实际上余度系统的重要问题还不在于余度数的多少，而更重要的是余度管理的好坏。余度管理包含两个主要方面：第一是信号选择（表决），第二是故障监控与隔离。
（*）信号选择（表决）
信号选择是由信号选择器（表决器）执行的一种功能，他从各个余度通道的信号中选出一个信号作为工作信号参与控制，究竟选哪一个信号取决于所设置的表决方式。信号表决器在模拟式飞控系统中只能用硬件实现，而在数字式飞控系统中通常是由软件实现的。目前常用的表决方法有：
平均值表决法：这是广泛应用的表决器，他的输出是各个输入信号的代数平均值，利用软件很容易实现，他的缺点是故障瞬态较大。
中值表决法：对于奇数余度通道的系统，中值为“自然中值”。对于偶数余度通道系统，中值可以按不同的定义来确定，用次小值做中值（把最大及最小值去掉，在剩下的两个中间值中取较小值；平均中值法（将两个自然中间值取平均值）。这种方法利用程序实现较复杂。
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多数表决法；他以“多数通过”的表决原则从余度信号中选出一个作为输出，这种表决法主要用于离散信号的余度管理。（）故障监控故障监控是由监控器实现的一种功能，他能检测并识别有故障的部件及通道，发出监控信号以便执行告警与切换。
飞控系统中的故障有两类：飞行中故障以及潜在故障。通常故障监控主要指飞行中故障监控。故障监控器的工作用监控覆盖率表示，他指能够识别的故障在全部故障中的百分比。余度系统设计的中心任务就是确保监控覆盖率能够满足给定的安全可靠性指标。故障监控主要有两种方法，比较式监控及自主式监控 "比较式监控是利用两个相同或相似的通道之间的差异来检查故障和识别故障，自主式监控（自监控）是不利用外部的相似数据做基准，而是在监控对象本身建立基准，完全依靠自身的手段来监控自身的故障。目前，这种方法还不成熟，还不能满足高标准要求，但他与比较式监控结合起来，可以改善系统的监控能力。
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