F-15E飛行手冊節(jié)選翻譯 第五部分 飛行控制系統(tǒng)與自動駕駛

飛行控制系統(tǒng)[1-27]
飛機的主要飛行控制面包括一對常規(guī)副翼、一對方向舵、還有一對可差動的水平尾翼。控制面位置由液壓作動器調整。作動器輸入來源于液力機械系統(tǒng)與一套被稱為控制增強系統(tǒng)(CAS)的電子系統(tǒng)。液力機械系統(tǒng)一般與CAS協(xié)作,但其中任一都足以為飛行提供足夠操縱。彈簧套筒為操縱桿與踏板提供模擬的力反饋。彈簧套筒裝有配平作動器,實際上會改變彈簧中位并進一步改變控制面中位。飛行控制系統(tǒng)的詳細圖表請參見折頁部分。

操縱桿
前座操縱桿包含一只桿頭與力感應器,桿頭上包含七項控制:自動駕駛/NGS斷開閘式開關、NGS/武器按鈕、扳機、武器釋放按鈕、配平開關、自動截獲按鈕與城堡開關。{可能是因為它的形狀像國際象棋里的castle,也就是車,但是車開關聽起來怪怪的,所以姑且稱其為城堡開關}后座操縱桿包含一只桿頭與力感應器,桿頭上包含四項控制:自動駕駛/NGS斷開閘式開關、配平開關、武器釋放按鈕、空中加油斷開按鈕。各開關的詳細作用參見本章圖1-8,或本手冊與-34-1-1手冊中對各系統(tǒng)的說明。

方向舵踏板
方向舵踏板可調,具有常規(guī)的操作方式。方向舵踏板還用于控制剎車和NGS。
方向舵踏板調節(jié)手柄
拉出位于主面板上的方向舵踏板調節(jié)手柄會松開踏板,踏板接著被彈簧壓力向后頂或被腳往前踩以移動到所需位置。
提示
拉出方向舵踏板調節(jié)手柄時,飛機轉向與剎車不可用。
起飛配平按鈕與燈光
按住位于CAS面板上的T/O TRIM按鈕時,操縱桿和方向舵踏板會被驅動至起飛位置,也就將副翼,平尾,方向舵驅動到了起飛位置,T/O TRIM燈隨后亮起。配平在起飛范圍內(nèi)時,出發(fā)告警音會響起。松開按鈕后燈光熄滅,告警音停止。操縱桿起飛位置會產(chǎn)生略微抬頭的配平位置,此舉會使俯仰配平補償器(PTC)移動到允許行程內(nèi)的最大抬頭位置(平尾前緣下壓),以提供起飛時的抬頭力矩。俯仰配平補償器會在按鈕松開后繼續(xù)驅動俯仰控制面前緣下壓。
液力機械飛行控制系統(tǒng)[1-27]
液力機械飛行控制系統(tǒng)使用機械連接與液壓作動器來驅動控制面。
縱向控制[1-29]
操縱桿的縱向移動會驅動平尾對稱運動以提供俯仰控制。對稱的平尾動作幅度與操縱桿縱向移動的比例(俯仰比)隨著高度與速度的變化自動調整。這使得相同桿量下的俯仰響應(恒定G力)不隨著空速變化。俯仰比在低速時很高(俯仰控制面行程最大),在低空高速時很低。如果失去液壓壓力,俯仰比會移動到中間值并鎖定。如果機械連接卡死,那么飛機將失去機械俯仰控制,不過CAS仍可為柔和的飛行與降落提供足夠操縱。
縱向配平/感覺系統(tǒng)
縱向配平系統(tǒng)包含手動與自動配平。手動配平通過駕駛桿上的配平開關操控。手動配平作動器會改變縱向感覺彈簧的中位,也就改變了駕駛桿的中位,也就改變了平尾的中位。升空時,飛行控制系統(tǒng)會在不改變駕駛桿中位的情況下自動配平平尾以補償因空速改變,襟翼與減速板移動,掛載分離等引起的配平變化。在地面上時,PTC會緩慢配平平尾至其允許范圍內(nèi)的最前位置或最后位置,取決與駕駛桿位于中位前方還是后方。這種駕駛桿移動可以來自手動輸入桿量或手動配平。
俯仰比開關
俯仰比開關位于前面板上。
NORMAL檔 系統(tǒng)正常運行。
EMERG檔 移除液力機械俯仰控制系統(tǒng)的液壓壓力,將會導致俯仰比與PTC移動到中間值并鎖定。同時禁用機械副翼方向舵互聯(lián)(ARI)。
俯仰比指示器
位于前面板上的俯仰比指示器顯示對稱的平尾移動與駕駛桿桿量的比值。對于給定的桿量,俯仰控制面以最大1.0,最小0的比值運動。俯仰比在低速時應該為1.0,在海平面高度0.9馬赫時應該約為0,然而在速度增至1馬赫時俯仰比會增至1.0。俯仰比開關位于EMERG檔或失去液壓壓力時俯仰比示數(shù)會在0.3到0.5之間。
俯仰比注意
PITCH RATIO注意在失去駕駛桿助力/俯仰補償(CSBPC)液壓壓力、俯仰比開關位于EMERG檔或20000英尺以下俯仰比與空速不匹配時出現(xiàn)。然而在起落架放下、空速大于220節(jié)時,PITCH RATIO注意可能在俯仰比改變至0.9前出現(xiàn)。此為正?,F(xiàn)象且應該忽視。
橫向控制
橫向桿量會移動副翼,垂尾,平尾以提供滾轉控制。副翼/平尾差動偏轉幅度與橫向桿量比例(滾轉比)隨著空速、縱向桿量與起落架位置自動改變。副翼與平尾的差動偏轉會阻止下洗以防止駕駛桿同時縱向與橫向移動時的反向偏航。{Aileron and differential stabilator deflection are washed out to prevent adverse yaw when longitudinal stick deflection is conbined with lateral stick deflection.}亞音速時滾轉比很高,超音速時減少。駕駛桿往前或往后時滾轉比還會額外減少。起落架放下時,無論駕駛桿縱向位置,副翼與差動平尾都可全行程偏轉。如果失去通用A與PC2A液壓壓力、或滾轉比開關位于EMERG檔,滾轉比會移動到中間值并鎖定。偏航率超過41.5°每秒且接下來5秒內(nèi)超過30°每秒時,尾旋改出輔助會無視縱向桿量,解鎖全范圍橫向控制。尾旋改出輔助在偏航率低于30°每秒時斷開(恢復正??刂菩谐?。
機械ARI
機械ARI使方向舵隨著橫向桿量偏轉不同角度,偏轉幅度還取決于縱向桿量。當駕駛桿位于中位后方時,橫向桿量會使方向舵與駕駛桿同向偏轉。當駕駛桿位于中位前方時,橫向桿量會使方向舵與駕駛桿反向偏轉。襟翼放下時,方向舵隨橫向桿量同向還是反向偏轉的分界點會前移。此種位移使得方向舵隨著橫向桿量偏轉的幅度在拉桿時增大。
ARI在超音速與降落時斷開。如果防滑系統(tǒng)故障或起落架斷路器彈出,ARI可能在輪胎轉起來之后仍保持接通,對側風著陸特性帶來不利影響。把防滑開關置于OFF或PULSER檔會確保ARI斷開。如果失去通用A與PC2A液壓壓力、或者俯仰比與滾轉比開關兩者任一位于EMERG檔,ARI都不會運作。如果機械連接無法工作,差動平尾可提供柔和飛行與降落所需的操縱(通過滾轉CAS)。
橫向配平/感覺系統(tǒng)[1-30]
飛機通過駕駛桿上的配平開關橫向配平。配平作動器改變橫向感覺彈簧套筒的中位,也就改變了駕駛桿的橫向中位,也就改變了副翼與差動平尾的中位。
滾轉比開關
滾轉比開關位于雜項控制面板上。
AUTO檔 系統(tǒng)正常工作。
EMERG檔 移除液力機械滾轉控制系統(tǒng)的液壓壓力,將會導致滾轉比移動到中間值并鎖定。同時禁用機械副翼方向舵互聯(lián)(ARI)。
滾轉比注意
ROLL RATIO注意會在失去液壓壓力、滾轉比開關位于EMERG檔、起落架手柄向下但全行程滾轉控制不可用,起落架手柄向上但滾轉控制一直處于全行程(副翼washout{我擺爛了}不可用)或1.5馬赫以上、滾轉控制未處于全行程的2/3時出現(xiàn)。1.5馬赫以上的ROLL RATIO注意還可能指示機械ARI未斷開。
偏航控制
方向舵踏板運動會改變方向舵位置以提供偏航控制。如果方向舵連接卡死,保險彈簧套筒會使踏板仍可運動以操控前起落架轉向。方向舵仍可通過CAS偏轉(CAS只能單獨提供約一半的偏轉行程)。前起落架轉向卡死時,類似的機構會使方向舵得以繼續(xù)運作。
偏航配平/感覺系統(tǒng)
飛機通過油門弧座上的方向舵配平開關配平偏航。配平作動器改變腳舵感覺彈簧套筒的中位,也就改變了腳舵的中位,也就改變了方向舵的中位。
腳舵行程限制器
腳舵行程限制器系統(tǒng)完全自動,在飛機速度達到約1.5馬赫時,腳舵行程被機械手段限制。當空速下降到1.5馬赫以下時,機械限制接觸,腳舵恢復全行程。
腳舵行程限制器燈光注意
RUDR LMTR注意在腳舵行程限制器于1.5馬赫以上未開啟或于1.5馬赫以下開啟時亮起。
攻角音
起落架放下時的攻角音為高聲調(1600赫茲)的蜂鳴聲,在攻角達到約30個單位時響起。攻角增大時蜂鳴的間隔縮短。攻角音在攻角減小時停止。
高攻角告警
飛機裝有高攻角告警。起落架收起時的攻角音為中等聲調(900赫茲),在攻角達到約28個單位時響起,取決于掛載配置。起落架手柄向上,掛載在PCAS中正確設置好才能使攻角告警正確工作。攻角音在攻角達到28個單位時以4赫茲的速率響起,達到30個單位時以10赫茲的速率響起,達到33個單位時持續(xù)響起。在攻角告警下降到下一個水平前攻角必須先多減少一個單位。高攻角告警適用于所有外部掛載配置,除了僅空對空掛載。此外,如果只在2號和/或8號掛點上攜帶了SUU-20B/A訓練彈布撒器時,攻角限制會增加5個單位,使告警音分別在33,35,38單位時觸發(fā)。
提示
高攻角告警使用與OWS聽覺告警相同的聲調。
出發(fā)告警[1-31]
起落架收起時,中等聲調(900赫茲)的蜂鳴聲會在偏航率達到30°每秒時響起。偏航率增大時蜂鳴的速率也會增大,在60°每秒時達到最大值。告警音在起飛配平按鈕按下,起飛配平燈亮起時也會響起,蜂鳴速率約等于45°每秒偏航率時的速率。
自動飛行控制系統(tǒng)(AFCS)
AFCS提供滾轉,俯仰,偏航的控制增強,滾轉與俯仰軸的自動駕駛以及俯仰軸的地形跟隨。地形跟隨描述參見-34-1-1手冊。
控制增強系統(tǒng){CAS}
三通道,三軸的控制增強系統(tǒng)與液力機械飛行控制系統(tǒng)相疊加。CAS根據(jù)施加到駕駛桿上的力產(chǎn)生的電信號與腳舵位置作出響應。這些信號會改變液力機械控制系統(tǒng)輸出的控制面偏轉以達到所需的飛行品質。CAS還提供三軸上的增強阻尼。由于CAS直接作用于作動器且輸入來源于力感應,不需要駕駛桿或腳舵移動,在CAS開啟時,失去任何甚至所有的機械連接時仍能維持有限的控制。三軸設計會在疑似二級故障發(fā)生時關閉任何軸。CAS只改變平尾與方向舵位置,副翼不受CAS控制。柔和的偏航瞬變可能在斷開與重接通偏航CAS、或起落架放下時發(fā)生,為正常現(xiàn)象。
CAS注意顯示
CAS YAW, CAS ROLL, CAS PITCH注意在對應的CAS軸因故障或開關關閉而斷開時出現(xiàn)在MPD/MPCD上。這些注意還會激活主注意與注意面板上的FLT CONTR注意。只要俯仰或偏航CAS斷開,滾轉CAS就會同時斷開。柔和的偏航瞬變可能在偏航CAS接通或斷開時發(fā)生,為正?,F(xiàn)象。如果滾轉CAS工作正常,其可在失去俯仰CAS后重新接通。偏航CAS不工作時滾轉CAS不能接通。LAT STK LMT注意指示滾轉指令必須被限制到橫向桿量輸入的一半。
提示
CAS YAW與LAT STK LMT提示可能在關閉一側發(fā)動機后出現(xiàn)。此為正?,F(xiàn)象,且應該嘗試重啟偏航CAS。
CAS開關
位于CAS控制面板上的滾轉、俯仰、偏航CAS開關有以下三個可選檔位。
ON檔 系統(tǒng)接通后正常運作。
RESET檔 重新接通對應軸(如果故障已排除)。開關由彈簧從RESET檔彈回ON檔。
OFF檔 斷開對應軸。
地形跟隨耦合開關
選擇TF COUPLE開關的位置可將地形跟隨系統(tǒng)與自動駕駛耦合。選擇OFF檔會解除自動地形跟隨。詳細地形跟隨操作參見-34-1-1手冊。
自檢按鈕[1-32]
BIT按鈕位于CAS面板上。按住BIT按鈕、且MPD上的AFCS按鈕按下、起落架承重、停放剎車開啟時會開始AFCS自檢。為了開始AFCS自檢,操作者必須按下MPD/MPCD上的按鈕并確認顯示了AFCS IN TEST。然后松開CONSENT開關以允許自檢運行。
自動駕駛功能
俯仰軸的自動駕駛提供了姿態(tài)控制,氣壓高度保持,雷達高度保持或雷達高度選擇,滾轉軸上的則提供商了姿態(tài)保持,航向選擇,塔康轉向,導航轉向和地面軌跡轉向。地形跟隨的描述參見-34-1-1手冊。
前上方控制(UFC)
UFC是自動駕駛模式選擇與接通的主要控制器?;A自動駕駛模式通過UFC選擇與接通。自動駕駛只能在俯仰,滾轉,偏航CAS軸都接通時才能接通。
與自動駕駛接通和系統(tǒng)與模式狀態(tài)顯示有關的UFC菜單,為菜單一與自動駕駛子菜單。參見圖1-9。菜單一顯示當前接通的自動駕駛模式,以及其是否與已選中的轉向模式耦合。自動駕駛子菜單提供了耦合飛機當前轉向模式的選項,選擇雷達還是氣壓高度保持模式的選項。自動駕駛接通時,自動駕駛狀態(tài)(與菜單一相同)會顯示在第一行。自動駕駛未接通時,A/P會居中顯示在第一行。

自動駕駛預選擇
自動駕駛運行模式在與基本自動駕駛耦合前,必須在自動駕駛子菜單中預選中。帶星號的選項(轉向模式、高度保持、雷達高度選擇)會在按下UFC鍵盤的A/P按鈕時耦合。
提示
飛機會保存上次飛行的運行模式選項。耦合自動駕駛前檢查UFC子菜單以預選擇。
自動駕駛接通-基本A/P模式
基本自動駕駛通過按下UFC鍵盤上的A/P按鈕接通。俯仰角在0±45°內(nèi)時會自動接通俯仰姿態(tài)保持,側傾角在0±7°內(nèi)時接通航向保持。如果側傾角大于±7°小于±60°,姿態(tài)保持會接通到側傾角小于±7°,此時會恢復航向保持。
按下A/P鍵時,自動駕駛子菜單會替換當前顯示內(nèi)容以便選擇接通轉向模式和/或高度保持,除非TF已接通。如果自動地形跟隨(ATF)已經(jīng)耦合,只有基本自動駕駛會接通。如果自動駕駛轉向模式在耦合ATF前就已接通,轉向模式將維持接通。此外,如果自動駕駛轉向模式已經(jīng)在UFC上預選中但未接通,耦合ATF時只有基本自動駕駛可接通。如果接通姿態(tài)保持,菜單一的當前自動駕駛模式欄會顯示A/P ATT,接通航向保持時則顯示A/P HDG。
自動駕駛解除
自動駕駛模式通過按下駕駛桿上的閘式開關、解除模式選擇或接通具有更高優(yōu)先級的模式來解除。
自動駕駛與轉向模式耦合
自動駕駛可以與以下任一轉向模式耦合:導航(NAV),地面路徑(GT)或塔康(TCN)。轉向模式通過EHSI頁面選擇(見圖1-30)。UFC自動駕駛子頁面的第二行會顯示當前在HSI頁面選中的轉向模式,以及用來將自動駕駛與選中的轉向模式耦合。如果在HSI里選中了ILSN或ILST,與轉向模式的耦合將被禁止,因為自動駕駛并不能用來飛ILS進近。自動駕駛耦合時,ILST與ILSN會在HSI中隱藏。
提示
l? 如果在HSI中已選中任一ILS模式時接通自動駕駛,合適的轉向模式(NAV或TCN)會自動接通并顯示在bHSI與UFC自動駕駛子頁面上。舉個例子,如果選中了ILSN,自動駕駛接通時,NAV轉向模式會自動在HSI中被框選。
l? TCN轉向模式在飛過迷惑區(qū)(ZOC)時不會再自動斷開。在ZOC內(nèi),塔康轉向會與期望航向平行。一旦飛離ZOC,塔康轉向會截獲并跟蹤期望航向。
如果基本A/P已經(jīng)接通,與轉向模式的耦合通過自動駕駛子菜單完成。按下UFC上轉向模式字樣旁的按鈕會在字樣旁顯示一個星號,將自動駕駛與當前顯示的模式耦合,并在EHSI頁面上顯示一個A/P符號。如果耦合的是NAV轉向模式,自動駕駛狀態(tài)在菜單一上顯示為A/P NAV,指示自動駕駛處于NAV轉向模式。塔康與地面路徑轉向模式也以相同的方式選擇與耦合。除此之外,TCN轉向模式還提供了兩種顯示格式:PLAN視角與航線偏離指示器(CDI)。與轉向模式耦合時,HUD上轉向模式字樣的左側會顯示一個“A“(圖1-9)。
高度保持[1-35]
高度保持通過自動駕駛子菜單選擇與接通,在子菜單上顯示為ALT HOLD。高度源也顯示在子菜單上,要么是雷達高度(RDR),要么是氣壓高度(BARO)。按下高度源字樣旁的按鈕以切換高度源。如果基本自動駕駛已接通,高度保持通過按下ALT HOLD旁的按鈕來選擇,選中后會在旁邊顯示一個星號。
氣壓高度保持—自動駕駛子菜單上的高度源顯示為BARO時,按下ALT HOLD字樣旁的按鈕來選擇此模式。高度會保持在選中時的氣壓高度。選中后,星號會顯示在模式旁邊。此模式在垂直速率小于2000英尺每分鐘時可以接通,在大于2000英尺每分鐘時斷開。在氣壓高度保持下,當前保持的高度不會顯示在自動駕駛子菜單中。(提示:選中BARO時,雷達高度選擇的那一行會顯示空白)
警告
在低速下(總重與氣壓高度的函數(shù))使用任一高度保持模式時,俯仰權限會被占滿,高度保持會不可靠。系統(tǒng)直到下降率超過2000英尺每分鐘才會自動斷開。
雷達高度保持—使用雷達作為高度源時,雷達高度選擇與雷達高度保持兩種模式可選。二者的主要區(qū)別是雷達高度選擇會保持鍵盤上輸入的特定高度,而雷達高度保持會保持被選中時的高度。描述如下:
a.雷達高度選擇。首先使用UFC鍵盤輸入期望保持高度,高度可以是1000到50000英尺間,間隔10英尺的任何值。顯示在暫存器上的高度,可以通過按下自動駕駛子菜單中之前的期望高度旁的按鈕(按鈕8),來確認為期望高度,該數(shù)值會轉移至UFC顯示中,ALT HOLD字樣的另一側。(之前的期望高度會在切換至雷達高度源后立馬顯示出來。)再次按下高度數(shù)字旁的按鈕會選中該高度并顯示一個星號。然后雷達高度選擇模式可以通過按下ALT HOLD 旁的按鈕選擇,其旁邊的星號指示其已被選中。接通限制與雷達高度保持的相同。飛機會上升或下降至選擇的高度并改平。不過如果在爬升時解除選擇,飛機不會轉換為高度保持而是爬升至先前選擇的高度。當爬升至選定高度時,系統(tǒng)會盡可能維持6000英尺每分的爬升率。在總重很大時可能存在失速問題。
b.雷達高度保持。選擇此模式時會維持當前雷達高度。接通限制為400至50000英尺雷達高度。在沒有選擇期望高度時按下ALT HOLD旁的按鈕來保持。
提示
雷達高度保持或選擇會在側傾角超過55°時斷開。
接通高度選擇或高度保持,在EHSI上選擇了NAV轉向模式且在自動駕駛子菜單中STR MODE帶星號時,自動駕駛狀態(tài)在菜單一上顯示為A/P NAV/ALT。
雷達高度保持或選擇會在飛機垂直速率超過下列限制時斷開:
起落架收起
高度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? 垂直速率
<17000英尺? ? ? ? ? ? ?? 8000英尺每分
17000-20000英尺????? 在8000-5600英尺每分間線性變化
>=20000英尺???? ?? ? ???5600英尺每分
起落架放下? ? ? ? ? ? ? ?? 4000英尺每分
警告
雷達高度計無前視能力,不推薦在崎嶇地形5000英尺離地高度以下使用。
駕駛桿轉向[1-36]
自動駕駛運作時的駕駛桿轉向(CSS)指的是不斷開自動駕駛情況下的手動俯仰與滾轉桿量輸入。俯仰CSS所需桿力為姿態(tài)保持時的1磅與高度保持/選擇時的3.5磅。滾轉CSS所需桿力根據(jù)自動駕駛模式不同在1至3磅間變化。處于地面路徑轉向模式時,側傾角必須小于±7°以返回地面路徑,如果側傾角>=±7°,自動駕駛會進入滾轉姿態(tài)保持模式直到側傾角減小。如果自動駕駛模式在CSS時斷開,AUTO PLT注意會出現(xiàn)在MPD/MPCD上。
自動駕駛注意顯示
與自動駕駛有關的注意有主注意燈、飛行控制注意燈與顯示在前后座MPD/MPCD上的特定注意。注意會因機組行為與自動駕駛啟動而被觸發(fā)。
自動駕駛相關的注意有三種方式被機組行為激活。第一種是使用駕駛桿閘式開關斷開自動駕駛;第二種是嘗試接通自動駕駛失?。坏谌N是在俯仰或滾轉上超過CSS力。三種方式描述如下:
a.駕駛桿閘式開關用于在非地形跟隨時斷開自動駕駛,按下開關斷開自動駕駛時會激活主注意燈,F(xiàn)LT CONTR注意燈和MPD/MPCD上的AUTO PLT注意。按下主注意燈重置告警系統(tǒng)以消除注意。
b.如果機組嘗試接通自動駕駛失敗,主注意燈,F(xiàn)LT CONTR注意燈和MPD/MPCD上的AUTO PLT注意會激活。激活失敗還包括選擇轉向模式或高度保持失敗,會導致同樣的注意激活。兩種情況下三項視覺指示都會在按下主注意燈前常亮。
c.如果機組在自動駕駛激活時使用駕駛桿轉向,并在俯仰或滾轉上超過桿力限制導致自動駕駛解除,主注意燈,F(xiàn)LT CONTR注意燈和MPD/MPCD上的AUTO PLT注意會激活。
任何不是由機組導致的自動駕駛接觸會觸發(fā)最少三項注意,主注意燈,F(xiàn)LT CONTR注意燈和MPD/MPCD上的AUTO PLT注意。大部分情況下,這種斷開會觸發(fā)其它相關的注意會并顯示出來。
注意與告警系統(tǒng)被設計為向機組提供多個自動駕駛相關問題的指示。第一個自動駕駛相關問題會觸發(fā)主注意燈,F(xiàn)LT CONTR注意燈和MPD/MPCD上的AUTO PLT注意。重置主注意后,再次發(fā)生自動駕駛問題時機組會被同一套系統(tǒng)警告。MPD/MPCD上的自動駕駛注意也會移至注意列表的最上方。
CAS功能性故障[1-37]
PCAS第一故障
CASI伺服回路
RCAS第一故障
滾轉限制
攻角故障
YCAS第一故障[1-38]
尾旋改出故障
CAS ARI關閉
后座力感應
CAS腳舵踏板
單方向舵CAS
非液壓(NON-HYD)自檢
自檢碼
{都略}