6）第六阶段：近未来 1981~ 2020（Near future） 特征：
智能控制
结构重构；
自修复 一体化智能控制
图 4 变形机翼飞机
此阶段气动/结构/控制融为一体，飞机成为一个智能体，根据飞行条件和平台状态飞 机平台的结构随控布局，系统资源重组，保证飞机平台的性能—操纵性、机动性 、隐身 性能、 安全性等。
数字电传系统虽然达到了成熟状态，但随着技术进步和需求的提高，仍难以满足新一代
飞机需求，主要体现在下面个五个方面：
（1）统自身的性能需要提高；（2）需减少验证代价；（3）应在高电磁环境下工作；（4） 提高性价比；（5）提高飞机性能和燃油经济性。
光传系统应用就可满足（1）~（3）的需求；采用飞行器管理系统）可满足（4）~（5） 的要求；采用光传分布式飞行器管理系统可满足以上五项要求。
50 年－1959 年 初创和仿制阶段 初创阶段主要维修苏制飞机――米格－15 米格－9 拉－9 拉－11 伊尔－10 图 －2 里－2 伊尔－12 波－2 雅克－12 雅克－18 雅克－11 雅克－17 等； 仿制阶段主要仿制雅克－18 和米格－17Ф 米格－19。 雅克－18 其操纵系统为拉杆钢索系统； 米格－17Ф其操纵系统的特点是在副翼通道采用可逆助力器操纵；
3 中国飞行控制系统发展史 旅美华侨冯如，1910 年独立设计制造了飞机，并参加了当年在美国旧金山举行的飞行
比赛，这可以说是最早的中国人制造的飞机。
从 1910 年至 1950 年，中国一直在战争中挣扎，从推翻清朝统治-军阀混战-内战-抗日 战争-解放战争-抗美援朝，根本没有精力进行飞机的研发。
中国的航空工业应当说是从新中国成立后才真正建立起来，主要分下面几个阶段。
先驱理论家；编写了关于飞机稳定性与操纵行的经典论著（在赖特兄弟首次飞行那一年 1901）；在假定小扰动前提下，研究飞机线性化后的运动；发现了纵向和侧向的分离；发明 了稳定性推导公式等。
（2）Bairstow 和 Melvill Jhons 在 G. H .Bryan 之后,Bairstow 和 Melvill Jhons 在英国国家物理实验室测试了稳定性
于传输介质不同，同时带来了系统结构的不同。
光纤系统的特点： (1) 改善信号泄漏； (2) 减少重量和尺寸； (3) 消除了串扰、电磁干扰和
电磁脉冲干扰； (4) 防止了短路； (5) 消除了地环流； (6) 改善了热防护品质； (7) 消除了电火花； (8) 频带宽； (9) 消除了线路腐蚀。 工艺性差，易损坏，不宜修复。
1 开篇 “飞行器从发明开始，飞行控制就是最难的难题！” 1901 年维尔伯·赖特（Wilbur Wright）在西方工程师协会上说：“人类已经知道如何
制造机翼或飞机，当其在空气中以足够的速度进行驱动，不仅能支撑它们自身的重量，同 时也能支持发动机和工程师的重量，人类也知道如何制造发动机和足够轻的螺旋桨以一定 地速度驱动飞机···，无法平衡和驾驶飞机仍然是研究者们面对的飞行难题，一旦此问题得 以解决，飞行机器时代就会到来，其它难题都显得微不足道。”
飞行控制的发展历史按照挑战、应对、创新和总结的发展规律可分为六个阶段（时期）： 第一阶段：从早期到 1901 年，此阶段称为“黎明初期”; 第二阶段：1901 年-1931 年，此阶段称为“古典时期”; 第三阶段：1931 年-1956 年，此阶段称为“前天”; 第四阶段：1956 年-1981 年（1990），此阶段称为“仅仅昨天”; 第五阶段：1981（1990）年-至今，此阶段称为“自昨天以来”； 第六阶段：2020--？近未来 2 飞控各发展阶段的特征与特点 1）第一阶段—黎明初期(early dawn)从早期到 1901 年
故 障 工 作 机械备份。
距和垂直起降等。F-107，F-111; Concord (1969)
（FO）
成 熟 的 模 拟 全权限全时和二次故 AVRO CF-105 Arrow 采用，但未服役；YF-16 采用于 1970 年首
电传系统
障工作的系统，四余 飞 ； F － 16 第 一 个 采 用 FBW 的 服 役 的 现 代 战 斗
飞行控制由单余度模拟式到多余度数字式；
单余度模拟系统（限制权限）— 双余度模拟系统（限制权限）— 全权限三余度模拟 系统(带机械备份) —全权限四余度电传系统—全权限四余度数字系统— 三余度数字系统；
数字飞控计算机发展由单CPU计算模块--双CPU计算模块--多个独立计算模块，并由硬 件和软件相似余度--硬件非相似余度--软件非相似余度
米格－19 其操纵系统不可逆液压助力器操纵； 米--19C（歼 6）采用不可逆液压助力器操纵（国内掌握该项技术），全动平尾 操纵和力臂调节器； 1964 年开始自行设计 主要型号有：歼 7、歼 8、歼 8Ⅱ（系列）、歼 8Ⅲ、歼 10、歼 11。 歼 8 ：64 年设计，1967 年 7 月 5 日首飞，77 年 12 月定型，81 年交付部队。飞行控 制系统带助力器的机械操纵系统。 87 年－92 年作为验证机完成了单轴四余度模拟式和数字式电传系统的研制 与试飞验证。 歼 8Ⅱ： 84 年研制，87 年定型，飞行控制系统为先进的机械操纵系统； 92 年－98 年作为验证机完成了三轴四余度数字电传系统研制与试飞验证。 歼 10：85 年与外方合作研制，98 年首飞，2003 年定型，四余度数字电传。 歼 11： 四余度模拟电传控制系统。 根据目前的技术现状，我国处于电传控制增稳系统阶段(第四阶段)；美国等西方发 达国家处于飞行器管理系统阶段(第五阶段)；俄罗斯处于两者之间。
二次故障工 度无机械备份系统。 机，;A300-B2(1972)采用。
作（FO/FO）
功能扩展：放宽静稳定性、载荷分布控制、颤振抑制等主动控
制功能。
数 字 式 电 传 多余度系统，功能更 F-8C 数字电传验证机在数字式取代模拟式起了重要作用。
取 代 模 拟 式 强。工作模态更多。 F-16、F-18、JAS39 等
系统结构改进，由集中式变为分布式，总线式系统形成；
抗电磁干扰，光传系统（FBL:Flight-By-Light）出现； 系统综合，性能提升，飞行器管理系统（VMS: Vehicle Management System）出现； 多模态、高鲁棒非线性控制律设计采用现代控制理论；
软件开发验证，提高软件可靠性，代码自动生成与自动验证；
图 2 几种操纵系统构
图 3 阻尼器和增稳系统
表 2 电传发展史列表
发展过程
用途
备注
单 余 度 模 拟 用于限定权限的阻尼 系统设计采用了控制理论和仿真相结合的复杂方法，此时期许
系统
器，
多系统设计难题被解决。
F-106A 飞机和同时代的战斗机、 轰炸机和第一代的喷气运输
机的系统采用的单通道模拟系统
二 余 度 模 拟 用于全权限增稳系统 由于增稳系统的应用，本能地要求全时工作，与飞行员的输入
1909 年初到 1910 年，Elmer Sperry 与他的两个儿子 Laurence 和 Elmer A. Jr.及助 手的帮助下进行了一系列使用陀螺仪的飞行控制试验，1912 到 1914 年间，Sperry 的飞机 稳定器广泛传送并到处展示。
拇指印
图 1 赖特兄弟首飞飞机 3）第三阶段： “前天”1930－1956（before yesterday） 特征：
导数并计算了实际使用中的飞机运动，从 1910 年到 1930 年间，人们计算了飞机的稳定性、 对扰动的响应、对控制使用后的响应；进行了全比例飞行测试。 （3）Gates Garner 和 Cowley
Gates Garner 和 Cowley 在此期间对形成自动控制概念做出突出贡献；1924 年 Gates 认为控制根据特定的控制规律变化；1926 年 Garner 分析了飞机在反馈控制下的横航向运动， 1928 年 Cowley 分析控制应用后产生的时延更精密方法，处理了纯时延和二阶时延问题。 发明家及其成果 （4）Elmer Sperry
飞行控制发展史与未来的发展
范彦铭
（沈阳飞机设计研究所 沈阳 110035）
摘 要 本文详细综述分析了世界飞行控制技术发展阶段和技术特点，介绍了典型的飞行控制系 统，分析了未来飞行控制系统发展方向；概述了中国飞行控制技术发展史和主要采用的飞行控 制的特点，论述了与世界飞行控制技术的差距和努力的方向；详细分析了光传飞行控制系统的 特点与主要实施方案；重点分析了飞行器管理系统（VMS）的特征和系统构成，论述了 VMS 的设 计理念和重要技术。 关键词 飞行控制 电传 光传 行器管理系统
电传
系 统 由 多 人 集 体 完 A300-600(1983);A310(1982)
成。
应 用 于 商 业 余度更多，系统更复 Airbus320 首先采用(1988)。Boeing777 飞机也采用数字电传。
飞机
杂，可靠性更高，成
本降低。
5）第五阶段 从昨天开始（1981（1990）年至今）（since yesterday） 特征：
J8‫ װ‬飞 机机
驾
驶
单轴四 余度模
械 操 仪 为 拟电传
纵 系 代表 为代表
统为
代表
J8ACT 单轴四 余度数 字电传 为代表
J8‫װ‬ACT 和 J10 三轴四余 度数字电 传为代表
图 5 中国飞控发展史缩略图
简单机械操纵系统
机
械
助力机械操纵系统
操 纵
软式钢索
硬式拉杆
系 统
克服铰链力矩
可逆助力操纵 不 可 逆 助 力 操
系统
纵系统
解决短周期振荡
增大等效飞机 的固有频率
解决操纵性和机 动性的矛盾
解决功能和性能 的矛盾
混
阻尼操纵系统
合 操
纵
系
增稳操纵系统