什么是飞机的静稳定性？什么是线传飞控系统？

战斗机经过二战以后几十年的战火洗礼以后，迎来时代进步赋予的新式技术，其中最大的隐身和矢量推力技术已经是老生常谈了，相比四代机的大踏步前进，三代机的成熟可以说是举步维艰了！其中控制系统和激动性能的提升是最具有危险性的！控制系统的提高就是计算机辅助的"线传飞控"装置取代传统的机械式控制方式，这样优势就是大幅度降低了飞行员的工作负荷，让飞机能够做出很多高难度动作。飞机在空中机动利用的空气动力学特性，方向舵和机翼折流板的运动受到空气压力的阻挡，需要飞行员很大力气操作，这就限制了飞机动作幅度和动作种类，例如苏联空军的"眼镜蛇机动"动作就没有几个飞行员能完成。因为这个高难度动作除了需要体力操作飞机以外还需要技术。

而线传飞控的引入，就是用液压的驱动来代替机械控制，飞行员和方向舵之间通过计算机链接，飞行员只需要给计算机一个机动命令，计算机就会自动计算数据然后控制液压设备完成各种高难度动作，飞行员基本不需要训练就可以完成各种熟练飞行员才能做法的动作，对体力的要求也大幅度下降了。但是早期计算机能力有限我国也基本没有这些技术，我国的歼7和歼8采用的还是老式的机械控制，欧洲国家为了完善这种技术率先在"美洲虎"战机上改装实验了这种技术（改装机型美洲虎XX756），为后来台风战机的巨大成功奠定了基础。当然今天，我国的线传飞控技术也已经非常成熟，歼-10和歼20的基本技术指标就是这种线传飞控技术。此外美洲虎还负责验证了另一款关键技术─"放宽静稳定技术"。这同样是台风战机以及一切现代化战机的技术基础。

其实美洲虎最关键的验证技术任务就是"放宽静稳定技术"，因为这是对传统战机设计思路的一种颠覆。美洲虎XX765通过加装尾部配重和副油箱，来打破原有设计中的有限元稳定性，然后测试这种不稳定的战机能否被线传飞控技术操控！所谓的经稳定性就是战斗机的重心位置在机翼升力作用点上。这样一来狭长的机身上重量分布是平衡稳定的，在飞行中可以很好的保持稳定性，这样一来有助于提高飞机的机动能力，但是非常不安全因为飞行员很难安全的控制飞机，在没有线传飞控技术的时代是不敢相信的。战斗机重心在机翼升力作用点之后的飞机很容易抬头（像跷跷板一样），这对提高激动能力很有帮助代价是非常危险。

我国引进乌克兰T-10验证机用于研发歼15舰载机型，在试飞实验中就出现飞机抬头导致失速的事故，试飞员张超殉职。究其原因就是苏霍伊设计局过份追求战机机动性，苏33不仅引入了三翼面鸭翼气动布局，还挑战了静稳定来提高飞机抬头简易性，以此冲刺战机机动能力极限。战机容易抬头就是将战机重心后移到战机升力作用点以后做到的，可见欧洲用美洲虎XX756验证机实验时也是危险重重的。最终经过了96次试飞以后这家美洲虎XX756进入博物馆，为欧洲联合战斗机项目做出了不了磨灭的贡献。

首先回答静稳定这个概念。在飞机飞行过程中，飞机会受到各种各样的扰动，比如气流扰动，或是发动机工作不均衡等。这些扰动会使飞机偏离原来的平衡状态，而在偏离后，飞机能否自动恢复为原先的状态，这个就是有关飞机的静稳定或是静不稳定的问题。

航空概论上所举的小球的例子

答主在此引用航空概论上小球的例子。小球在图a的状态下，施加外力会改变位置，但是一旦没有外力便会恢复到平衡位置，这个就是静稳定。而图b的话一旦施加外力便会滚下去，撤销外力也不会回到平衡位置。至于图c的中和稳定就像中学物理题上一样处于一个非常理想的稳定状态。

飞机和小球一样，分为静稳定，静不稳定，中和稳定这三种。同时飞机的情况更为复杂，要分为飞机的俯仰稳定性，航向稳定性和侧向稳定性这三种。答主主要介绍一下俯仰稳定性这个概念。飞机的重心和飞机的焦点决定着飞机的稳定性。如果飞机的焦点在重心后面，为静稳定，如果焦点在重心前面则为静不稳定。

飞机的受力情况如下图所示

在实际情况中，战斗机希望设计为静不稳定布局。因为静不稳定布局能大幅度改善飞机超音速情况下的操纵性和机动性。但是静不稳定布局是很不容易达到平衡的。传统的机械式飞行控制系统是依靠飞行员来操控，这样显然不能满足要求（最典型的例子便是1978年前苏联飞行员叶夫格尼.索诺约夫驾驶的苏-27系列原型机T-10-2发生俯仰角无法操控从而坠机的事故），这个时候电传飞控（fly by wire即题主所问的线传飞控）的出现使静不稳定布局的设计成为现实。

电传飞控通过转换器转变为电信号，经计算机或电子控制器处理，再通过电缆传输到执行机构，省掉了传统操纵系统中的机械传动装置和液压管路。可以说是一个“中间人”，它接受飞行员的操控指令，并将这些指令翻译为具体的操作比如平尾偏转角度，并交给驱动相关气动舵面的作动器执行。以搭载飞行规律控制规律软件的计算机为核心的电传飞控系统使很多复杂的气动布局成为可能，可以毫不夸张的说就是飞机的大脑。

中航工业展示的我国先进电传飞控（FBW）

对于这个问题，老鹰航空从下面几点来回答：

第一呢，以飞机的纵向稳定性来做专业回答，下面给出老鹰航空专业课程中的《空气动力学》课件PPT中的一张截图，

对于现代常规飞行器而言，飞机的重心一定要在机翼升力中心（专业术语为焦点）之前，这样一来，以飞机重心为参考点，升力提供一个低头力矩，而平尾提供一个抬头力矩，只要调节好焦点和重心之间的力臂，与平尾焦点与重心之间的力臂关系，就可以确保这架飞机的纵向力矩平衡，从而使得飞机能够保持水平飞行，这种能力就是纵向稳定性。

第二，常规上，如果重心在机翼焦点之前，那么称之为这架飞机纵向稳定性方面是静稳定的；如果重心和焦点重合，就称之为中立稳定；如果重心在焦点之后，那么就是静不稳定。对于常规飞机设计而言，一定是追求静稳定的。当然对于那些追求特殊性能的飞机而言，可以将飞机设计成不稳定的，但是此时就需要结合其他手段来确保力矩平衡，如使用鸭翼，或者飞控系统强力介入提供增稳控制。

第三，线传操作系统也就是电传操作系统，这是相对于传统的机械/液压操作系统而言的，整个飞机的各个舵面控制不再使用液压系统来控制，而是采用了全电动舵机方式，并且所有电动舵机都是通过电缆与飞控计算机连接，从而构成一套完整的电传控制系统。相比于传统的机械方式，电传操作系统的反应灵敏度大幅提升，且重量轻，通过计算机的介入，还可以提升自动化水平。此外，为了确保电子系统的安全性，通常会采用冗余度设计思想，简而言之，飞控计算机和舵机之间会设置多条控制电路，以防止一条控制电路故障时，还可以正常工作。

OK，关于这个问题就回答到这里吧。

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