F-35：一个不为人所注意的问题

xlan1976 · 发表于 2013-10-16 00:58:39

一身轻松发表于 2013-10-16 00:27
8 d1 L6 B- b2 |0 b6 J* K `) n) z从JAS39和F-22开始，飞控软件就成了战斗机最主要的操作系统。而原型软件早在F-14时代就大量使用了，保证 ...

飞控软件是飞行操作系统的一个组成部分，不要把概念混淆了。
从三代机开始，计算机和电传操纵开始在飞机上使用，这个保证了飞机可以即时控制飞机的姿态，但这是保证主动飞机稳定性的方式，当然这在一定程度上从设计上放宽了对稳定性的要求，可以使飞机有更高的机动性。也就是说随控的目的在于保证飞机在更宽松的稳定性的要求下实现正常飞行，而不是主动做机动飞行。
目前为止，自动飞行系统主要用于保持飞机按照预定的航路正常飞行以减小飞行员的负担。但目前为止，好像还没听说过使用自动飞行系统自动作高难度的机动动作。
民航飞机特别是121和135运行的飞机，不同情况下的着陆能力是有严格要求的，从设备和理论上讲，现在的民航121运行的飞机包括使用机械操纵的737都符合3类自动着陆的要求，但这个不仅与飞机有关，还与机场的设备直接相关，目前全球好像尚没有被批准运行3类着陆的机场。所以，所谓“B777在理论上是完全可以自主起降的”跟这里指的飞行训练其实没多大关系，飞机着陆只是一个常规项目，虽然飞机在起飞和着陆时段是最危险的时刻，但那主要是指此时外界流场的变化复杂，毕竟只要是正常着陆也不可能超出飞机的飞行包线。
总体上说，自动飞行和自动着陆系统的主要目的在于保持飞机的正常飞行，保证飞机处于设计的飞行包线范围之内，但飞行员训练，特别是战斗机的飞行训练应该包括处于飞行包线边缘的一些项目，这些本身就是自动飞行系统所避免的，基本上不能依靠自动飞行系统来实现。另一方面自动飞行系统必须给飞行员真实的反馈，目的就是在于保证飞行员在自动飞行系统的操作与实际要求不符的时候人工干预。因为实际上，真实流场的变化我们还不是完全搞得清楚，自动飞行系统只是根据我们现在对空气动力学的认知进行判断，这样在一些特殊的复杂情况下，远不如飞行员的真实感受来的准确。这也是我说我不认为美国人能够在地面模拟飞行环境让教员遥控的原因，这个与软件开发无关。

晨枫 · 发表于 2013-10-16 06:35:13

一身轻松发表于 2013-10-15 10:21
: C* Q5 S; h0 g3 {6 U7 w# \这个问题不严重，早在F-22时代就解决了
+ o9 D) r$ O4 i4 l+ x c# J: L2 c' k( b8 E4 f
从F-22开始，计算机大量涉入飞行员的实际操作，与以前不同，22和35 ...

看来你对计算机控制的的作用和局限缺乏理解。

江城如画里 · 发表于 2013-10-16 12:19:34

一身轻松发表于 2013-10-16 00:27
3 o( b4 r8 o1 N从JAS39和F-22开始，飞控软件就成了战斗机最主要的操作系统。而原型软件早在F-14时代就大量使用了，保证 ...

你算两回大气运动的方程就没那么乐观了，大多数结果都不收敛，现在能够决定的只是在限定条件内可以最佳而已，换句话说，如果突破了限制条件，目前理论上无解。所以相对而言民航机好处理多了，就是别飞出模型的限制条件，那样飞机就是安全的。问题是战斗机不可能啊，一推杆，然后面板上显示说，对不起，这个飞行状态超过方程限定范围了，不允许操作…那样做出来的战斗机机动性不比B777好多少…

一身轻松 · 发表于 2013-10-16 20:00:50

本帖最后由一身轻松于 2013-10-16 20:15 编辑

xlan1976 发表于 2013-10-16 00:58
! l7 @+ t% T6 G" m飞控软件是飞行操作系统的一个组成部分，不要把概念混淆了。$ o& f# N* m9 u6 {1 f
从三代机开始，计算机和电传操纵开始在飞机 ...

你把我说的计算机辅助等同于飞机完全自主了，我说的是飞行员操作飞机，比如拉失速机动，动作仍由飞行员给出，但具体的舵面和发动机矢量喷口等则由计算机去控制。

具体点的例子，同为变后掠翼，Mig23是手动的，而F-14则是计算机随状态控制

再具体点，飞机降落需要协调仰角、油门和襟翼。在无计算机协助时，这些都要由飞行员自己去控制，比如抬头高度、油门位置以及襟翼角度等，有了计算机协助后，飞行员就可以专心关注速度、高度以及其他情况，工作量大大降低

一身轻松 · 发表于 2013-10-16 20:01:59

本帖最后由一身轻松于 2013-10-16 20:39 编辑

晨枫发表于 2013-10-16 06:35 4 T' {5 h; K; N* ^4 ^
看来你对计算机控制的的作用和局限缺乏理解。

计算机的辅助作用在F-14上体现最明显，当然仅控制机翼后掠角也是飞控中最简单的一步。而试飞员们的主要责任不就是了解飞机在各种极端状态下的反应么？

希望能具体讲讲局限

查了一下，F-14果然有中央大气计算机。这个计算机在当时的主要作用，就是根据多个传感器的信息，自动控制飞机的机翼和襟翼

一身轻松 · 发表于 2013-10-16 20:11:12

江城如画里发表于 2013-10-16 12:19
% ]' n# e3 s5 a4 }. }9 Q5 W你算两回大气运动的方程就没那么乐观了，大多数结果都不收敛，现在能够决定的只是在限定条件内可以最佳而 ...

新手在最开始飞战术机动肯定不会是很极端的动作，这些比较柔和的动作是有大量实践经验累积的。而且新手训练最怕的就是把飞机性能飞到极限，也是因为这个状态容易出不可预测状态。用计算机辅助控制就是防止新手将飞机飞入极限状态。真到需要飞高级科目了，大多已经对飞机的正常状态有一定了解了。

训练的难度是慢慢增加的，而且高难度科目时地面会有老鸟协助解决出现的状态。但真要出现地面协助也解决不了的问题，飞行员的个人主观能力更加重要。那架著名的以色列F-15，关键因素就是前座的飞行学员而非后座的教官，事实上教官一直在要求他跳伞

一身轻松 · 发表于 2013-10-16 20:30:40

xlan1976 发表于 2013-10-16 00:58 * \ Z% K5 l& n2 q8 W" Y' o
飞控软件是飞行操作系统的一个组成部分，不要把概念混淆了。( z* ^4 T+ F2 e0 i" d% J
从三代机开始，计算机和电传操纵开始在飞机 ...

转一段F-14的说明，这是最早期的计算机辅助控制软件了吧

在近距空战中，由于可边后掠翼作动系统不能对格斗动作作出足够快的反应，所以空战中一般会将主翼固定在某一特定角度上，F-111以及苏联的米格-23就是如此设计的。然而F-14的计算机辅助控制系统以及全新的可边后掠动作系统改变了这一切，F-14的后掠角变化速度可达到7.5°/秒，大大超过了F-111的3.8°/秒，足以满足空战需要。

另一方面，F-14由于采用可可边后掠翼技术，大大降低了着舰速度。F-14在后掠角为20°时着舰速度为116节，而最大速度尚不及F-14的F-4着舰速度却达到了130节。

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如果F-14的机翼是人手动调整的，可以想象在着舰时的工作量和准确度要求有多高，而计算机辅助控制使飞行员不用关心机翼的变化情况，专心着舰。而F-14的计算机和软件还是60年代末期的水平

xlan1976 · 发表于 2013-10-16 22:46:14

一身轻松发表于 2013-10-16 20:30 & \% X9 j( H6 g I: L
转一段F-14的说明，这是最早期的计算机辅助控制软件了吧
) w9 j1 W" [) h( F, s/ u( Q% u8 L) x+ e+ J$ E6 |+ B
在近距空战中，由于可边后掠翼作动系统不能对格 ...

嗯。。不知你转的这些科普跟我们讨论的话题有啥联系。。

另外我也没看出你转的这些和我说的自动飞行系统有啥不一样的。。

希望你能仔细看明白我说的内容。
最后，再说一遍，自动驾驶不能代替人的操作而只能起到辅助的作用，不是计算机水平和软件的问题，而是我们对空气动力学还没有研究明白的问题。。
说实话，能否把你对本帖讨论的话题的看法说明白一些。。我到现在也没搞清你是同意还是不同意我的说法。。

一身轻松 · 发表于 2013-10-16 22:57:20

本帖最后由一身轻松于 2013-10-16 22:59 编辑

xlan1976 发表于 2013-10-16 22:46 - ^. z/ D/ ^: n1 L" \7 i( l# _+ K
嗯。。不知你转的这些科普跟我们讨论的话题有啥联系。。
4 Y9 q8 q: J8 l* A- L) d另外我也没看出你转的这些和我说的自动飞 ...

我说的计算机辅助控制是，由计算机针对飞机处于不同的飞行状态，比如高速大过载，低速高攻角等情况自动控制飞机的控制面以及发动机。

我举F-14的例子，是因为它是标准的战斗机，而且其计算机系统正好是在极端状态下发挥作用，协助飞行员完成对飞机性能的控制。恰好与之相对的mig-23，由于没有计算机协助，飞行员得自己控制机翼状态。

我对35的看法是，由于大量采用计算机操作，飞行员已经不象以前那样需要亲自上手，多次实机操作来了解飞机的飞行性能，初级科目在模拟器上就可以完成（主要是飞机性能相关），所以无需教练型

xlan1976 · 发表于 2013-10-16 23:08:46

一身轻松发表于 2013-10-16 20:01 9 x- u* K6 j0 w f. H
计算机的辅助作用在F-14上体现最明显，当然仅控制机翼后掠角也是飞控中最简单的一步。而试飞员们的主要责 ...

嗯。。大气计算机ADC系统基本是现在所有23部以上飞机的标配。这不是啥高科技

还有一点，ADC的作用不是你说的那样的，差的太远了。。

多看点科普没啥坏处，不过还是要有点基本知识才能有甄别能力啊。
ADC是根据各传感器包括皮托管、静压孔、迎角传感器等感受到的外界大气信息，经过计算得到飞机各系统所需的大气数据包括高度、速度、全压、全温等，并发送给个系统使用，包括显示系统、飞行操纵系统、惯导系统等。
ADC系统本身不是控制部件，它是给显示和控制系统提供数据的。不可能去直接控制飞机的舵面。
另外显然你对飞机操纵系统的工作不是很清楚。对于使用计算机化的飞控系统和电传操纵的飞机来说，飞行操纵计算机（这个可以有多种叫法，比如787上的叫FCE）跟据飞行员的指令、大气数据和舵面位置反馈对控制舵面的电液伺服或电动机构发车控制信号。
另外，飞控系统为保证飞机稳定性的随控并不是随时驱动舵面，而是根据大气数据和感受到的飞机构型保持舵面在某一微小偏离与中立位的位置，也就是我们常说的配平。根据空速的不同，配平方式会有所不同，这主要是受流体压缩性是否显著的影响。
飞控计算机内部的软件功能和FMC、FCC以及TMC一起构成飞机的自动飞行功能，包括自动驾驶、自动油门和自动着陆。
原则上，飞控系统会100%的遵从飞行员的指令，但同时它保持飞机稳定性的配平功能还是有效的。这就好像汽车上的ESP一类的系统一样，它可以辅助飞行员操纵飞机，但不可能帮助飞行员训练。。
如果米国开发了相应的飞行训练软件（LSAPS）装机，我觉得多半是一个与飞控软件FCF有交联的东西，防止菜鸟把飞机飞出飞行包线，但当进入到处于飞行包线边缘的高难度科目时，我不清楚他们怎么解决。。地面协助？这就好像陪练车不是教练在副座操着副刹，而是在车边跟着跑用喊来教学一样。。

当然，还有一种可能就是，由于超视距空战逐渐成为主流，米帝对高难度机动的要求降低了

大家不用学了，自然也就没有需求了

一身轻松 · 发表于 2013-10-16 23:16:50

xlan1976 发表于 2013-10-16 23:08 " m! ~ A3 L* @ T- w) F
嗯。。大气计算机ADC系统基本是现在所有23部以上飞机的标配。这不是啥高科技. S' Q a/ I# o; w5 d3 ~
还有一点，ADC的作用 ...

你说得对了一半，大气计算机在客机上确实不管控制面，但在F-14上，大气计算机确确实实是控制着机翼后掠角和襟翼的

你说得现在不是啥新鲜玩意也没错，只是你要知道，F-14是1972年首飞的。20年来飞行控制软件没点进步？

另外你要是有印象，应该记得1994年摔了架JAS39，1997年摔了架YF-22，两者都是在飞极端状态时，飞控软件故障导致坠机，这两起事故已经证明了计算机开始涉及实际的飞机控制，而且在极端状态下也在协助飞行员控制飞机。

xlan1976 · 发表于 2013-10-16 23:20:19

一身轻松发表于 2013-10-16 22:57
4 B4 r1 J" o/ P% b8 }我说的计算机辅助控制是，由计算机针对飞机处于不同的飞行状态，比如高速大过载，低速高攻角等情况自动控 ...

首先，F14那个不是啥极端状态

，凡是处于设计飞行包线之内的都是正常状态。
另外，你对自动飞行系统的理解有误，不是你想象的那个样子的。在你说的所谓的高速大过载，低速高攻角的状态下自动飞行系统除了配平舵面基本不会有作用，因为这个超出了它们的能力范围。我一再强调这个不是计算机和软件水平的问题，而是气动力学的研究问题，希望你不要视而不见。。
目前的自动飞行系统和飞行控制系统只是在飞行员指令之外实现正常飞行和舵面配平，作机动是不可能的。而且从人机工程的角度，再计算机化也要让它符合飞行员的驾驶习惯。正常的指令和操作时省不了的，不可能让计算机来代替。另外，想要摸清飞机的飞行性能就要去做处于包线边缘的那些科目，这不是什么初级科目。。
模拟机无法复制真正的实际环境，原因上面我已经说过了。不可能用模拟机代替实际飞行训练。

xlan1976 · 发表于 2013-10-16 23:30:32

一身轻松发表于 2013-10-16 23:16
! h5 t; M6 Q+ f; v# x7 \, \你说得对了一半，大气计算机在客机上确实不管控制面，但在F-14上，大气计算机确确实实是控制着机翼后掠角 ...

。。好吧。。我实在不知说什么了。。有F14的手册吗，拿出来晒晒，不然你这种明显违反常规的说法怎么能让人信服？当然也可能F14的早期型号飞控系统没有计算机化，对后掠角和襟翼的配平就让ADC兼任了。但以现在的角度看，这也是一种落后的设计。。而且就算如此，ADC也不可能绕过飞控部件去直接操纵襟翼的，这在设计上根本行不通。你的问题就是基本知识太少，太多的想当然。。
再有，我说了N多遍，这不是软件的问题。。沟通不会这么困难吧。。
空军的事故，外面很难看到完整的调查报告，很难说是什么原因。民航飞机也有自动驾驶系统问题导致飞机失控的，但那不是自动飞行系统在控制飞机进入极限状态，而是它出现了故障或是机组没有正确的解除自动驾驶，这正是自动飞行的局限之处。所以你的论据不成立。。

一身轻松 · 发表于 2013-10-16 23:31:41

xlan1976 发表于 2013-10-16 23:20
; x, q$ _; q' l首先，F14那个不是啥极端状态，凡是处于设计飞行包线之内的都是正常状态。
1 c% A( ?/ {* K" f另外，你对自动飞行系 ...

配平舵面就是很大的作用了，举个不恰当的比喻，这个作用就象把飞机的传统仪表升级成平显一样，飞行员可以省不少的劲去专心对付敌机，而不是自己的飞机。

另外你也应该知道，任何飞机正式装备之前，会有专门的试飞员进行试飞，以此为依据来撰写训练大纲，可以这么说，你所说的了解飞机性能，已经在训练大纲中有说明。真正的在包线边缘的科目，已经不是普通新手去操作的了。

顺便一说我还想起来了，F-14也没有教练机

一身轻松 · 发表于 2013-10-16 23:36:40

本帖最后由一身轻松于 2013-10-16 23:45 编辑

xlan1976 发表于 2013-10-16 23:30 % J& w3 y6 \0 e- Y
。。好吧。。我实在不知说什么了。。有F14的手册吗，拿出来晒晒，不然你这种明显违反常规的说法怎么能让 ...

The Central Air Data Computer is the integrated flight control system used in the early versions of the US Navy's F-14 Tomcat fighter. It is notable for its early use of a custom-designed MOS-based LSI microprocessor chipset, the MP944.[1]

The CADC was designed and built at Garrett AiResearch by a team led by Steve Geller and Ray Holt, and supported by the startup American Microsystems. Design work started in 1968 and was completed in June 1970, beating out a number of electromechanical systems that had also been designed for the F-14.

The CADC consisted of an A-to-D converter, several quartz pressure sensors, and the MOS-based microprocessor. Inputs to the system included the primary flight controls, a number of switches, static and dynamic air pressure (for calculating stall points and aircraft speed) and a temperature gauge. The outputs controlled the primary flight controls, wing sweep, the F-14's leading edge "glove", and the flaps.

你说不是软件问题，可事实就是软件问题，因为F-14的机翼变角明显不是手动控制的。而且F-14的大气计算机很明显一种整合过了的飞行控制系统

xlan1976 · 发表于 2013-10-16 23:53:53

一身轻松发表于 2013-10-16 23:31
6 w/ ^* s3 G, r1 W1 {! {配平舵面就是很大的作用了，举个不恰当的比喻，这个作用就象把飞机的传统仪表升级成平显一样，飞行员可以 ...

自己摸清飞机的性能跟看大纲完全是两回事

没有实践就是菜鸟，你的实际经验太缺乏了

配平舵面这个作用跟自动飞行系统可以辅助训练代替教员相去太远

越来越离题万里了。。

xlan1976 · 发表于 2013-10-17 00:02:10

一身轻松发表于 2013-10-16 23:36
2 k2 u% _% P" j6 }The Central Air Data Computer is the integrated flight control system used in the early versions o ...

你在说啥呢？我啥时候说F14 的后掠角是手动控制的了？不要随便给别人强加观点

这段科普式的话能说明啥呢？超出我在上个贴子里说的范围了吗？你描红的部分什么也不能说明，只是说CADC给出了控制信号到飞行控制而已

CADC的控制信号到了飞行操纵系统而已才能去操纵那些东西，不然它什么也做不了

另外，你看明白我说的不是软件的问题的那个问题时什么问题了吗？跟啥“F-14的机翼变角明显不是手动控制的”有因果关系吗？

一身轻松 · 发表于 2013-10-17 00:11:16

本帖最后由一身轻松于 2013-10-17 00:39 编辑

xlan1976 发表于 2013-10-17 00:02 1 v6 ?+ U4 W. K% S: i
你在说啥呢？我啥时候说F14 的后掠角是手动控制的了？不要随便给别人强加观点
+ G, F0 O9 c. u) r: R这段科普式的话能说 ...

对不起，我还真有F-14的飞行手册：

按照你的大纲无用论，手册里完全没有必要注明什么条件下用什么速度什么姿态去飞行，至于那些醒目的“Warning”更是画蛇添足了，反正新手是要上飞机去体验的。

那段话很明确的表明了，F-14的CADC就是直接控制着飞行控制系统，换句话说，CADC的控制信号（机翼变动和襟翼系统）是直接输出到动作机构上，而不是提示给飞行员看，然后再让飞行员去调整这些部位。

你也许在客机维护上很有经验，但在你没涉及的领域，我不认为你的观点比我看到的更权威

这张图很清楚地显示了，进气道的空气压缩系统是可以自动控制的，这个也无关飞机性能吗

在飞行手册中，明确指出了CADC可以有限地控制飞机操纵，并且全权控制主翼和襟翼

这段文字应该可以结束关于F-14的争论了吧

xlan1976 · 发表于 2013-10-17 00:53:35

一身轻松发表于 2013-10-17 00:11 3 P4 W! @( u$ \, j! _5 `
对不起，我还真有F-14的飞行手册：

我什么时候说大纲无用了？你又在给别人强加观点了

我说的是看大纲不能代替实践，这么浅显的道理你不会不知道吧，莫非你认为光看看大纲就能成飞行员了？你那些演绎的话留给你自己吧。
另外你下面给的图更加莫名其妙，这个跟自动飞行系统完全是两回事，你对基本概念完全不懂，很容易把稍有关联但不相关的事物想当然的联系起来。你的翻译也很搞笑，AICS是空气压缩系统？至于那个AUTO位的含义你根本就不明白，而这个但凡有点机械基础知识的人都知道
飞行手册中的意思是CADC计算机翼后掠角、襟/缝翼控制指令，但具体舵面的操作还需要这个控制指令发到相应的电液伺服组件再通过飞行操纵系统的作动部件才能实现。在计算机应用到飞机的飞行操纵的初期有可能这样做，这个我在前面的帖子讲过了，自己回去看去。
你的问题在于你看到的东西超出了你的知识和理解能力，所以你的结论充满了想当然和逻辑混乱

我现在确实做得是民航飞机维修，但我是学飞机设计出身的，无论在飞机的任何方面，我都比你专业的多

一身轻松 · 发表于 2013-10-17 01:01:09

本帖最后由一身轻松于 2013-10-17 01:08 编辑

xlan1976 发表于 2013-10-17 00:53 - l) }* Q5 g7 l
我什么时候说大纲无用了？你又在给别人强加观点了
; |( S9 |. [ B) X" y我说的是看大纲不能代替实践，这么浅显的道理你 ...

我只看事实，现在事实证明了F-14的CADC可以根据状态自动控制飞机翼面，这就行了

当然了，咱没上过北航，叫专业名词方面可能没有专业人士那么正确，如果我叫错了，我希望能帮我纠正提高。如果你是1976年生人，也许我们还在北航碰过面，想当年北航学生会副主席还给我神神叨叨地塞了张据说记录有北航全部女生资料的光盘。

如果你还不承认F-14确实有计算机超越控制机翼的能力，那么，要么是这个手册是在忽悠人

要么就是你的记忆稍微有点偏差

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