怎么恢复初始状态_讲讲阻尼器是怎么回事第 22 期 点击直达 讲了由于阻尼器插头插反导致的严重空难 这一期讲讲阻尼器是怎么回事 是如何导致那么严重的灾难 为了提高可读性 尽量用最通俗的语言并且不出现一个公式 00 飞机操纵系统发展简史 机械操纵系统 这是最原始的操纵系统 它由钢索 连杆 摇臂等机械装置组成的 把驾驶杆 盘的操纵传递到舵面 实现对飞机的控制
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第22期(点击直达)讲了由于阻尼器插头插反导致的严重空难。这一期讲讲阻尼器是怎么回事，是如何导致那么严重的灾难。为了提高可读性，尽量用最通俗的语言并且不出现一个公式。
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00 飞机操纵系统发展简史
这是最原始的操纵系统。它由钢索、连杆、摇臂等机械装置组成的，把驾驶杆/盘的操纵传递到舵面，实现对飞机的控制。 缺点非常明显，全部是机械装置，非常笨重，而且钢索有弹性，使飞行员的操纵不够线性。 随着飞行速度增加，作用在舵面上的气动载荷增大，飞行员需要非常大的力气操纵驾驶杆，为了解决这个问题，设计了助力器。
随着飞机能力增加，飞的越来越高，越来越快，出现飞机阻尼不足的情况，为了增加阻尼，设计了阻尼器。这是最初的飞控系统。
在阻尼器的基础上，系统中引入迎角或过载反馈，改善飞机的静稳定性，这就是增稳系统。
增稳系统带来的一个问题是，飞机的操纵性下降，为了解决这个问题，把飞行员的操纵指令引入系统，使飞行员的操纵指令和飞机响应组成闭环，这就是控制增稳系统。
以上所有系统都是和机械操纵系统并存，共同工作。在控制增稳系统基础上，去掉机械系统，发展出了电传飞控系统。
又叫自动驾驶仪，也经历了几代的发展，它可以独立于飞控系统，也可以是电传飞行控制系统的一个模态。 现在的自动驾驶仪功能非常丰富，能够辅助飞行员完成绝大部分飞行任务，极大地减轻飞行员负担。 我们乘坐的民航飞机，绝大部分时间都是自动驾驶仪在飞行，飞行员只是负责监控。
尚未广泛应用，这里不介绍了。
01 阻尼器是干什么的？
看这样一个由弹簧和质量块组成的系统，当弹簧收到压缩或拉伸然后释放，如果没有任何外力存在，这个质量块会一直在来回运动。 当然这种情况是不存在的，现实当中，由于平板的摩擦力，空气阻力等外力作用，质量块来回往复几次就会停下来，这个迫使质量块停下来的外部“作用”就是阻尼。
飞机在空中飞行，受到扰动或飞行员操纵，飞机从一个状态变化到另一个状态并稳定下来，我们把使飞机稳定下来的外部“作用”叫做飞机的阻尼。还记得前面讲的“静稳定性”吗？它是飞机恢复之前飞行状态的
趋势，注意它只是趋势，未必能真实恢复到之前的状态。 那么到底能不能恢复到之前的状态呢？现在需要引入一个概念，就是动稳定性，简单的说，动稳定性就是飞机沿着这个趋势(静稳定性)恢复之前飞行状态的动态过程。 这个动态过程可能是这样的，飞机一直朝着受扰前的初始状态变化，到达初始状态后飞机就稳定下来( A种情况 )，或者在初始位置附近来回振荡几次然后稳定下来( B种情况 )，这两种情况我们就说飞机是动稳定的；当然，还有不稳定和中立稳定两种情况，这里不讨论。 对于动稳定的两种情况，怎么描述这两种情况的不同呢？这就该“阻尼”出场了，可以说A情况阻尼大，B种情况阻尼小。阻尼由气动特性和飞机质量等多个因素共同决定。飞机的阻尼先介绍到这里。
飞机爬升到高空，由于空气密度变小(气动特性变化)，飞机自身的阻尼会下降，导致飞机容易发生振荡。想象这样一种情况，由于飞机俯仰阻尼小，发生了振荡，为了抑制振荡，飞行员需要在飞机抬头时推杆，阻止飞机抬头，在飞机低头时拉杆阻止飞机低头。 飞行员既要完成任务还要负责稳定飞机，那也太辛苦了。为了改善这种情况，减轻飞行员的工作负荷，发明了一种设备代替飞行员完成这一套啰嗦的操作，这就是阻尼器。上面只是以俯仰为例，其实横滚和偏航也是类似的。 阻尼器分为俯仰阻尼器、横滚阻尼器和偏航阻尼器。
高空飞行，阻尼变小，即使非常柔和的操作，飞机仍出现振荡。上面那条线是舵面偏度，可以理解为飞行员的操纵动作，中间和下面这两条线分别是过载和迎角，也就是飞机的响应。
俯仰阻尼器功能原理。红框内是阻尼器。
我们了解了阻尼器的工作内容，那阻尼器的工作原理就容易理解了。 飞机振荡时会产生角速率，抑制振荡其实就是通过反向偏转舵面抵抗角速率。 在飞机上安装测量飞机角速率的传感器，机有三个轴，角速率就有三个，因此需要三个角速率传感器。飞机发生振荡时，传感器感知到角速率，角速率经过一系列处理产生驱动相应舵面的指令，舵面偏转抑制振荡。这就是阻尼器的工作原理。 为了便于说明，这里以飞机振荡为例，其实，当飞行员正常操纵飞机时，阻尼器也起类似的作用，使飞机迅速稳定到目标姿态上。 俯仰阻尼器根据俯仰速率驱动升降舵来工作，横滚阻尼器是根据滚转速率驱动副翼来工作，偏航阻尼器根据偏航速率驱动方向舵工作。由于横向和航向相互耦合，横向和航向信号相互交联，也就是说副翼和方向舵会配合同时工作。
横航 向阻尼器原理
02 横向和航向插头互换的后果 第22期讲了由于插头互换导致飞机失控坠毁。这是为什么？ 横向和航向插头互换后，横滚指令信号和偏航指令信号互换，指令进入了错误的通道，也就是说本来偏转副翼的指令用于驱动方向舵了，驱动方向舵的指令用于驱动副翼了。 为什么互换后飞机变的不稳定了？ 现在需要引入另一个概念，飞控系统的稳定性。阻尼器也是飞控制系统的一种/一部分。飞控系统的灵魂是控制律，控制律的好坏直接关系到飞机是否容易驾驶，甚至影响飞机安全。设计师需要对控制律的一大堆参数进行精心的调配，使它们协调工作，并具有一定稳定性。 看上面那张图，两个插头互换后，不光是指令交换，而且参数发生了变化，当出现滚转速率或偏航速率，阻尼器就发出驱动副翼和方向舵的错乱的指令，飞机也就变得不稳定难以控制，摔飞机在所难免。
03 结束语 以上就是对阻尼器的粗略介绍。 双六空难发生后，某公司在内部技术交流时认为飞行员操作不当，并当作事故的间接原因。设想你开车时，发现油门变成了刹车、刹车变成了油门，左转方向盘汽车往右转弯，会怎样？如果在宽阔的广场上，经过一段时间适应也许能够慢慢把车开走，但是如果在高速公路上，突然出现这种奇怪的情况，有谁能够安全驾驶？
高空飞行，阻尼变小，即使非常柔和的操作，飞机仍出现振荡。上面那条线是舵面偏度，可以理解为飞行员的操纵动作，中间和下面这两条线分别是过载和迎角，也就是飞机的响应。
俯仰阻尼器功能原理。红框内是阻尼器。
横航 向阻尼器原理
02 横向和航向插头互换的后果 第22期讲了由于插头互换导致飞机失控坠毁。这是为什么？ 横向和航向插头互换后，横滚指令信号和偏航指令信号互换，指令进入了错误的通道，也就是说本来偏转副翼的指令用于驱动方向舵了，驱动方向舵的指令用于驱动副翼了。 为什么互换后飞机变的不稳定了？ 现在需要引入另一个概念，飞控系统的稳定性。阻尼器也是飞控制系统的一种/一部分。飞控系统的灵魂是控制律，控制律的好坏直接关系到飞机是否容易驾驶，甚至影响飞机安全。设计师需要对控制律的一大堆参数进行精心的调配，使它们协调工作，并具有一定稳定性。 看上面那张图，两个插头互换后，不光是指令交换，而且参数发生了变化，当出现滚转速率或偏航速率，阻尼器就发出驱动副翼和方向舵的错乱的指令，飞机也就变得不稳定难以控制，摔飞机在所难免。
03 结束语 以上就是对阻尼器的粗略介绍。 双六空难发生后，某公司在内部技术交流时认为飞行员操作不当，并当作事故的间接原因。设想你开车时，发现油门变成了刹车、刹车变成了油门，左转方向盘汽车往右转弯，会怎样？如果在宽阔的广场上，经过一段时间适应也许能够慢慢把车开走，但是如果在高速公路上，突然出现这种奇怪的情况，有谁能够安全驾驶？
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