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上篇飞机机械与电气系统25
动到极限位时，位置电门将使控制电路断开，防止操纵面运动超过极限位最，引发安全
问题。
2。2 电传撰纵系统
电传操纵系统（Fly - By - Wire，简称FB/Xr）是指利用电气信号形式，通过电缆实现驾
驶员对飞机运动进行操纵的飞行控制系统。本节介绍电传操纵系统的组成、工作原理以及电
传操纵系统的优缺点和存在问题。
2。2。重 电传系统的提出
盈。机械传动系统的缺点
由于在机械传动系统中存在着摩擦、间隙和弹性变形，始终难以解决精微操纵信号的传
递问题。20世纪70年代初，成功地实现了电传操纵系统，它取代不可逆助力操纵系统而成
为新型操纵系统形式。电传操纵系统是控制增稳系统发展的必然产物。若把操纵权限全部赋
予控制增稳系统，并使电信号替代机械信号丽工作，机械系统处于备用地位，这就是“准
电传操纵系统”；若再把备用机械操纵系统取消，就成为“纯电传操纵系统”，简称为“电
传操纵系统”。
2。电传系统的可靠性问题
从工程实际来看，机械操纵系统的可靠性远比单套电信号操纵系统好。按美国对军
民用飞机因机械操纵系统故障所造成的致命故障所统计出的故障率：a9s2～l959年间
事故为2.3×10。／飞行小时(FH)．1962～1969年间的事故率为I．19×lO-，／飞行小
时，以后的两个年代事故率还有所减小（约为1×10—7／飞行小时）。按照这种致命故障
率（以后简称故障率）估计，即使每个飞行日飞行i0小时，也要2000多年才会出现
一次致命的事故。
目前单套电传操纵系统的最小故障率只能达到约(1 N2)×lO一3／…行小时，与机
械操纵系统相比要差上万倍。这是因为机械零件由于磨损与断裂而造成的故障隐患，
极为明显，外场维护人员发现并更换零件后，在相当长的时期内可以万无一失。而电
气电子设备的隐患往往看不见、摸不着，传统的电气电子设备的故障是十分令人头痛
的。但是从20世纪50年代后期开始应用的余度技术与可靠性工程，在60年代已较成
熟。尽管单套电传操纵系统满足不了可靠性要求，却可采用多余度电传操纵系统来提
高。只要设计合理，其可靠性可以与原来机械操纵系统相当，甚至超过机械操纵系统
的可靠性。
目前世界各国均以l×10一／飞行小时的故障率作为电传操纵系统的可靠性指标。为了
保证电传系统的可靠性，需要采用余度技术，引入多重系统。
余度技术是利用多重设备执行同一指令、完成同-任务而布局的系统设计方法。它不是
仅仅多重硬件和软件资塬的简单重叠。其必须要包括以下几个条件，最p余度管理功能：
(i)对组成系统的各个部分具有故障监控、信号表决的能力。
(2)-旦系统或系统中某部分出现故障后，必须具有故障隔离的能力。
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(3)当系统中出现一个或几个故障时，它具有重新组织余下的完好部分，使系统具有
故障安全或双故障安全的能力。
现代飞机的基本余度等级以四余度和具有自监控能力的三余度方案最为常见，二者均可
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所以民航飞机上，以按比较监控的方式进行监控的四余度方案为首选。
多余度系统结构可以使电传操纵系统代替传统的机械式操纵系统，但其也是有代价的。
它是以超常规所需的资源来换取高可靠性，因而使系统的重量、空间、复杂性、费用和设计
时间大为增加。而复杂性的增加又将造成非计划维修可靠性下降，即增加了维修任务。因
此，多余度系统在提高系统安全性、任务可靠性的同时，相应降低了系统基本可靠性，即平
均无故障时间( MTBF)。
2。2。2 电传操纵系统的组成
电传操纵系统主要由驾驶杆或侧杆（含杆力传感器）、前置放大器（含指令模型）、传
感器、机载计算机和执行机构组成，如~2.2—1所示。电传操纵系统是把驾驶员发出的操
纵指令变换为电信号并与飞机运动传感器反馈回来的信号综合，经过计算机处理，抱计算结
果通过电缆（导线）输送给操纵面作动器，对飞机进行全权限操纵的一种人工飞行操纵系
统。由于操纵时驾驶员不是直接控制操纵面的位置，而是直接控制飞机运动的参数，所以电
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涡轮发动机飞机结构与系统(AV)上册(14)
