2011年9月27日 星期二

線傳飛控系統(Fly-by-wire)


飛機是人類往返世界各個角落重要的交通工具之一,其中飛行控制系統(flight control system)是相當重要的一個環節。
早期的飛機,利用鋼絲拉動機翼上的各個控制面以控制飛機飛行,鋼絲透過簡單的機械連動機構匯集至駕駛艙的控制桿與踏板上,讓飛行員控制飛機。隨著飛機愈來愈大,要單純透過鋼絲控制飛機上的各個控制面愈來愈難,因此開始改用液壓系統,駕駛艙的連動機構控制液壓系統,再由液壓系統控制各個控制面,如此一來大型飛機也能輕鬆地操控。在此同時,人類也追求讓飛機飛得更快、更高、更遠,因此對飛機上各種系統與功能的需求也有所提升,便出現了使用電子訊號傳送飛行控制指令的概念。
於是,線傳飛控(fly-by-wire)的概念隨之產生,線傳飛控系統將駕駛艙內操縱桿、踏板的移動,轉換成電子訊號傳送至液壓系統。較傳統的線傳飛控系統使用類比訊號,加上飛機上各種控制系統與線路都會有多重備份(redundancy)機制,以確保飛行安全,整個系統需要龐大且複雜的電子電路來完成。為了達成更多的功能需求與簡化線路,便出現了改以數位訊號控制的線傳飛控系統。由於數位式系統需要即為可靠的數位電路進行處理,難以允許處理過程中發生錯誤。相較之下,類比式系統雖然線路複雜,但有較多的容錯空間,所以在過渡時期曾經出現過類比與數位兩種飛控系統並存的飛機。
目前的飛機,多半使用4套數位式線傳飛控系統進行控制,可以與飛機上的自動駕駛系統(autopilot system)和飛行管理電腦(flight management computer)緊密結合。使飛機能夠更平穩、省油地飛行,或是使戰機在緊急情況下迅速趕往接戰,甚至是在飛行員失能時由電腦接手控制飛機。為人類飛行帶來更多的效率與保障。

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