中國(guó)飛控技術(shù)對(duì)比美俄落后嗎？

說起殲20都知道是我國(guó)自主研制的第一款五代重型隱身戰(zhàn)機(jī)，同時(shí)在殲20身上還有很多超越美國(guó)同級(jí)別F22隱身戰(zhàn)機(jī)的優(yōu)勢(shì)存在，比如殲20是當(dāng)前全球范圍內(nèi)飛控系統(tǒng)最復(fù)雜的戰(zhàn)機(jī)等等。當(dāng)然說殲20的飛控系統(tǒng)復(fù)雜不是說殲20的飛控系統(tǒng)不先進(jìn)，而是飛控系統(tǒng)越復(fù)雜既代表殲20的飛控系統(tǒng)越先進(jìn)、殲20的超機(jī)動(dòng)飛行能力越強(qiáng)的意思，那么戰(zhàn)機(jī)的飛控系統(tǒng)到底是什么呢？

所謂的戰(zhàn)機(jī)飛控系統(tǒng)說白了就是用于執(zhí)行飛行員操作命令的一套“軟硬件控制系統(tǒng)”。最早的時(shí)候戰(zhàn)機(jī)要想飛上藍(lán)天并具備一定的長(zhǎng)距離飛行能力，飛機(jī)就必須裝備有包括能夠轉(zhuǎn)向的方向舵、能夠控制飛機(jī)俯仰的平尾和控制飛機(jī)差動(dòng)轉(zhuǎn)向的副翼這三大必不可少的控制翼面，當(dāng)時(shí)這些控制翼面都是直接通過鋼索直接和飛行員操縱桿連接，用于實(shí)現(xiàn)飛行員的駕駛操縱命令。

進(jìn)入噴氣時(shí)代后，由于鋼索只能用于信號(hào)傳遞不能實(shí)現(xiàn)信號(hào)反饋，加之鋼索重量大等缺點(diǎn)，所以被空心的金屬拉桿所取代，同時(shí)為了降低飛行員駕駛強(qiáng)度，開始引入液壓控制系統(tǒng)，就像汽車方向盤一樣最開始都是駕駛員直接硬掰方向盤實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，后面引入液壓系統(tǒng)后，液壓系統(tǒng)感知方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)量繼而輸出不同壓力的液壓給轉(zhuǎn)向機(jī)完成汽車轉(zhuǎn)彎一個(gè)道理。當(dāng)然不管是早期的鋼索還是后期的空心拉桿由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的原因其反應(yīng)速度受到了很大的限制，所以早期的戰(zhàn)機(jī)超機(jī)動(dòng)飛行能力一直受限于此。

進(jìn)入七十年代后隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用電子設(shè)備傳輸駕駛操縱信號(hào)的“電傳飛控系統(tǒng)”開始出現(xiàn)，相比之前的機(jī)械拉桿控制系統(tǒng)而言，電傳飛控系統(tǒng)由一套角速度傳感器來感知飛行員操縱駕駛桿的力矩、角速度等參數(shù)值，然后經(jīng)過一套綜合控制系統(tǒng)將信號(hào)分別傳遞給包括垂尾、平尾、襟翼等控制翼面，由于電傳飛控系統(tǒng)反應(yīng)速度更快、能夠同時(shí)控制的翼面數(shù)量更多，所以戰(zhàn)機(jī)的超機(jī)動(dòng)飛行能力也更強(qiáng)了許多。比如某些戰(zhàn)機(jī)開始加入能夠提升戰(zhàn)機(jī)超機(jī)動(dòng)飛行能力的鴨翼、或者有些戰(zhàn)機(jī)開始用鴨翼取消平尾來提升戰(zhàn)機(jī)的超機(jī)動(dòng)飛行能力。

這個(gè)時(shí)候不管是多增加了鴨翼的戰(zhàn)機(jī)、還是直接用鴨翼替代了平尾的戰(zhàn)機(jī)對(duì)于飛控系統(tǒng)都提出了更高的要求，比如多增加一套鴨翼就多了一個(gè)控制翼面分支、飛控系統(tǒng)就多了一個(gè)控制通道，同時(shí)隨著飛控系統(tǒng)的升級(jí)更新、多翼面協(xié)同控制的加入也極大的增強(qiáng)了戰(zhàn)機(jī)的超機(jī)動(dòng)飛行能力，那么對(duì)于飛控系統(tǒng)而言，相比之前的多路控制系統(tǒng)屬于獨(dú)立控制而言，多翼面控制協(xié)同控制也就使得飛控系統(tǒng)需要同時(shí)控制多個(gè)翼面根據(jù)不同飛行姿態(tài)、速度等基本參數(shù)朝相同/不同方向偏轉(zhuǎn)不同角度，這個(gè)時(shí)候飛控系統(tǒng)就愈發(fā)復(fù)雜了。

這一點(diǎn)依然好比汽車一樣，電傳飛控系統(tǒng)就像是這幾年主流的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一樣，更加輕便了；而多翼面協(xié)同控制則就像是賽車漂移轉(zhuǎn)彎一樣，駕駛員需要在整個(gè)入彎道、出彎道過程中同時(shí)朝車頭偏轉(zhuǎn)方向打方向、或者是朝車頭偏轉(zhuǎn)方向反打方向同時(shí)、根據(jù)入彎速度、角度踩油門、踩剎車、或者同時(shí)踩油門、剎車一個(gè)道理，放到戰(zhàn)機(jī)身上的話，根據(jù)飛行速度、機(jī)身姿態(tài)等參數(shù)飛控系統(tǒng)就要控制包括轉(zhuǎn)向的垂尾、俯仰的平尾或者鴨翼、差動(dòng)轉(zhuǎn)彎的襟翼等多個(gè)翼面朝相同或者不同方向偏轉(zhuǎn)不同角度，以此來提升戰(zhàn)機(jī)的超機(jī)動(dòng)飛行能力一個(gè)道理。

而殲20作為我國(guó)自主研制的最先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)，殲20身上可動(dòng)的翼面數(shù)量多達(dá)12個(gè)之多、同時(shí)介于五代隱身戰(zhàn)機(jī)為了增強(qiáng)戰(zhàn)機(jī)的超機(jī)動(dòng)飛行能力，很多翼面都采用了協(xié)同控制技術(shù)，甚至整機(jī)的所有翼面都可以協(xié)同控制偏轉(zhuǎn)，因此對(duì)于殲20的飛控系統(tǒng)提出了更高的要求，比如央視《開講了》節(jié)目中曾出現(xiàn)過殲20的降落畫面，在整個(gè)降落過程中殲20一共有12個(gè)翼面參與了減速，分別是2個(gè)鴨翼、2個(gè)前緣襟翼、4個(gè)后緣內(nèi)外側(cè)襟翼、2個(gè)全動(dòng)垂尾。在空中下降過程中鴨翼、全動(dòng)垂尾差動(dòng)角度不大、前后緣襟翼差動(dòng)較大以降低機(jī)翼升力、助力殲20快速下降；等待殲20機(jī)輪接觸地面滑跑的時(shí)候，鴨翼和后緣外側(cè)襟翼同時(shí)朝下偏轉(zhuǎn)、前緣襟翼和后緣內(nèi)側(cè)襟翼則朝上偏轉(zhuǎn)、兩個(gè)全動(dòng)垂尾則分別向外側(cè)偏轉(zhuǎn)，那么此時(shí)對(duì)于飛控系統(tǒng)而言，就需要控制兩個(gè)鴨翼、控制前后緣四個(gè)襟翼、控制兩個(gè)垂尾的12個(gè)控制通道同時(shí)動(dòng)作、協(xié)同工作來助力殲20隱身戰(zhàn)機(jī)降落。

同時(shí)控制12個(gè)氣動(dòng)翼面朝相同或者不同方向、相同或者不同速度、角度偏轉(zhuǎn)、而且還要各個(gè)翼面之間協(xié)同控制，同時(shí)為了保證飛控系統(tǒng)的安全可靠性、還要建立飛控冗余備份和飛控系統(tǒng)的設(shè)定防護(hù)，可想而知其飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度有多大。

作為對(duì)比美國(guó)的F22有10個(gè)氣動(dòng)控制翼面，但是這些氣動(dòng)翼面并不具備同時(shí)超相反方向偏轉(zhuǎn)的能力，所以在可控翼面數(shù)量和功能上相比殲20就差了一大截，結(jié)果就是超機(jī)動(dòng)飛行能力差了一大截；同時(shí)F22氣動(dòng)翼面數(shù)量更少但是在試飛階段就曾因?yàn)轱w控系統(tǒng)故障墜毀過，反而氣動(dòng)翼面數(shù)量更多、功能更復(fù)雜的殲20卻沒有墜毀過，所以光是從這點(diǎn)上就能明白殲20的飛控系統(tǒng)有多復(fù)雜、比F22的飛控系統(tǒng)有多先進(jìn)。

而且現(xiàn)階段殲20的飛控系統(tǒng)能夠同時(shí)控制12個(gè)氣動(dòng)翼面偏轉(zhuǎn)還不是殲20飛控系統(tǒng)的天花板，因?yàn)楝F(xiàn)階段殲20還沒有批量裝備矢量發(fā)動(dòng)機(jī)，所以飛控系統(tǒng)不用協(xié)同控制發(fā)動(dòng)機(jī)。到后面殲20裝備矢量發(fā)動(dòng)機(jī)后，飛控系統(tǒng)除了要協(xié)同控制這12個(gè)氣動(dòng)翼面外，還要與發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)協(xié)同控制戰(zhàn)機(jī)不同飛行速度、角度等情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小、矢量噴口的偏轉(zhuǎn)角度等，而且還要在矢量噴口偏轉(zhuǎn)的過程中，殲20身上的12個(gè)氣動(dòng)翼面連同矢量噴口一起協(xié)同偏轉(zhuǎn)，到那個(gè)時(shí)候殲20的飛控系統(tǒng)“才是真正的牛掰克拉斯”。