新舟700飞机的控制系统架构以及舵面布局图解析

新舟700飞机，是新舟系列涡桨支线飞机的最新产品，定位于承担800公里以内中等运量市场的区域航空运输业务，能够适应高原高温地区的复杂飞行环境和短距频繁起降。据最新消息，新舟700飞机预计于2020年1月总装下线。作为我国完全自主研发的新一代支线涡桨飞机，新舟700依托的关键性技术有哪些？又实现了哪些重大的突破和创新？11月22日起，民航资源网将推出系列报道，解密新舟700背后的“硬核技术”。

新舟700飞机是首型采用电传飞控系统的涡桨支线飞机，飞控系统以国际民机研制标准ARP-4754A为导向，严格按照“双V”流程开展设计，将主飞行控制、高升力、自动飞行系统整合在一起。

舵面配置

新舟700飞机采用上单翼、T型尾翼、翼吊两台涡桨发动机、前三点式可收放机身起落架布局型式，配置两块升降舵、两块副翼、一块方向舵、左右内外襟翼和左右内外扰流板，舵面布局如图1所示。

图1新舟700飞机舵面布局

主飞控系统

新舟700飞机采用双余度飞行控制计算机（FCC）+4台作动器控制电子（ACE）+电液伺服作动器为核心的主飞控系统架构，以余度配置、表决监控等方式保证系统安全；通过部件的精益设计和减少电缆的用量达到减重的目的；通过增加电子配重、俯仰自动配平等功能提升操纵品质和乘坐舒适度；大量采用货架产品和成熟技术降低研制成本；采用模块化设计，并通过简化维护程序、加大维修间隔来提高系统利用率并降低维护成本。此外，先进且易于人机交互的机载中央维护系统采用高度集成的系统故障监控手段，充分保证了测试效率，减少隐蔽故障存在的可能性，为航后维护工作节约大量时间。

主飞控系统构架如图2所示。

图2主飞控系统架构

驾驶舱操纵系统

采用常规驾驶杆/盘/脚蹬的双人驾驶体制，双通道配置，左右驾驶之间通过解脱机构形成机械互联，一侧通道卡阻时迅速脱开，完成故障隔离，确保飞行安全。通过多轮次的人机工效评估，不断对驾驶杆/盘/脚蹬、减速操纵手柄、襟翼手柄等驾驶舱操纵装置及布局进行改进优化，最终达到飞行员满意。

主飞控电子系统

采用三轴四余度控制架构和成熟可靠的控制技术，提供正常、降级和直接三种工作模式，通过余度配置和容错技术保证系统安全，同时提高系统的可用性。在整个飞行过程中，飞控系统工作状态被持续实时监测，可及时发现并定位具体故障的LRU（航线可更换单元），为飞机安全飞行提供坚实保障，提高排故效率。同时，电子调零功能也为系统换件维护提供了极大便利。

作动系统

作动系统由升降舵作动系统、副翼作动系统、方向舵作动系统和扰流板作动系统组成，所有的作动器均采用EHSV（电液伺服阀）闭环控制，以保证舵面控制精度。作动系统具有足够的飞机最小操纵面构型下的舵面控制能力，同时具备舵面颤振抑制功能。

控制律

主飞行控制律主要包括增益调节、电子配重、扰流板辅助滚转、地面自动减速、偏航阻尼、俯仰构型自动配平和边界保护等功能。依据校正空速调参确保飞机在全包线范围内飞行时飞行员操纵感受的一致性；电子配重极大提高了飞机本体的杆力过载特性，从而保证机动飞行的安全操纵；扰流板辅助滚转提高了飞机的滚转性能，同时在着陆接地时自动打开作为减速板使用，大大降低了飞行员的操纵负担；偏航阻尼提高了飞机的荷兰滚特性；俯仰构型自动配平确保襟翼收放造成的飞机姿态变化可由升降舵自动偏转进行平衡调节；边界保护避免飞机由于超出安全飞行边界造成的舵面结构破坏。主飞行控制律在多轮次单机仿真验证优化及工程模拟器品模试验的基础上，充分采纳飞行员的意见，最终达到满意效果。

新舟700飞机的失速保护系统采用推杆形式，不仅进行双通道对比监控，更增加了失速保护功能的绝对断开手段，从根本上杜绝了类似B737MAX的悲剧重演。

高升力系统

新舟700飞机高升力系统采用电信号控制、电气驱动、机械作动的形式，采用襟翼电子控制装置（FECU）+襟翼马达控制模块（FMCM）+襟翼动力驱动装置（FPDU）+滚珠丝杠作动器（FBSA）的体系架构，最大程度地减轻系统重量，分布式、模块化的设计也提高了系统的可靠性和维修性。高升力系统构架如图3所示。

图3高升力系统架构

自动飞行系统

新舟700飞机自动飞行控制系统可实现飞行指引、自动驾驶、自动油门和偏航阻尼功能，具备II类自动进近能力。自动飞行控制系统采用双通道飞行控制板+双/双通道自动飞行控制模块+双通道自动驾驶仪作动器/自动油门伺服机构的体系架构，将自动功能的可用性倍幅提高，显著降低飞行员操作难度和提高乘坐舒适度。自动飞行控制系统构架如图4所示。

图4自动飞行控制系统架构

飞控系统将以其安全、高效、经济的特点助力新舟700飞机作为全球首款电传涡桨支线飞机取得商业成功