飞行控制系统

飞行控制是进行飞机设计时首要要考虑的问题，对于早期的飞机而言，飞行员只是在飞机上装一把椅子，然后用几根绳索控制飞机的主要操纵面，这种操纵方式非常简单易行。

早期飞行员坐在飞机上用绳索操纵翼面

图片来自：Aircraft Systems Ian Moir Allan Seabridge

随着飞机设计水平的不断提高，飞行时需要控制的翼面也越来越复杂，但是直到电传飞控出现以前的很长一段时间内，都是依靠绳索和滑轮将各个翼面连接到驾驶舱内，由飞行员手动进行控制的。

一开始人们还是习惯于让飞行员手动控制飞机的各个翼面，真正让游戏规则发生变化的是飞机的速度。当飞机的飞行速度逐渐进入跨音速区域时，飞机各个翼面上受到的力急剧上升，单靠飞行员人肉的力量已经很难使飞机翼面运动，因此会出现飞行员在飞行结束后满头大汗，减掉三斤肉的情况，飞行，变成了一个体力活。

为了减轻飞行员操作飞机时的负担，人们发明了液压作动机构，这与现在汽车上的液压助力装置类似，主要利用液压系统提供的力来控制飞机翼面的运动，飞行员的负担也大大减轻。但是故事远没有这么简单，液压系统的引入又带来另一个问题，那就是感觉，没错就是感觉这个虚无飘渺的东西，飞行员的飞行感觉，其实就是对于飞行过程中飞机姿态变化的感知，由于液压系统提供了飞机翼面运动时所需的力，飞行员在操纵飞机时就失去了力的反馈，很难做出准确的判断，因此需要给飞行员提供恰当的力反馈。关于力反馈，又是一个复杂的故事。

进入现代以后，飞机的飞行控制系统几乎都是使用电传飞控，但是要注意电传飞控与自动驾驶是不同的。电传飞控是指飞行员不直接控制飞机的各个翼面，而是将控制指令输入飞行控制计算机，由飞行控制计算机经过计算之后，再对各个翼面发出动作指令，采用电传飞控的计算机，飞行员还是要对飞机进行控制的。而自动驾驶则是指由计算机直接对飞机各个翼面进行控制，飞行员不用输入控制指令。电传飞控是进行自动驾驶的基础，采用电传飞控的飞机包括世界上现在几乎全部的喷气式民航客机。

飞机的姿态控制包括三个方向，即俯仰、滚转和偏航，这三个方向形成了一个直角坐标系，能够完全表达飞机的姿态变化，飞机任何复杂的机动动作都是由这三个方向的姿态变化复合而成的。

飞机的俯仰动作

图片来自：NASA Beginner's Guide to Aerodynamics

飞机的滚转动作

图片来自：NASA Beginner's Guide to Aerodynamics

飞机的偏航动作

图片来自：NASA Beginner's Guide to Aerodynamics

如果大家仔细观察上面三幅图片，会发现飞机的翼面上画出了许多的矩形区域，当飞机发生姿态变化时，相应的区域还会发生变化。其实这些就是飞机的控制翼面，主要分为两组，它们联合起来就控制了飞机飞行时的姿态。关于飞机上各个翼面的划分以及它们是如何控制飞行姿态的请见下回分解。