自飞机诞生伊始，如何降服这头飞行的巨兽就成了人类航空科技发展的重要命题，人类飞行百年来，飞行控制系统也随着客机的发展从最早的钢缆变成了一个复杂的系统。今天就带大家了解一下飞控系统在飞机诞生百余年以来的发展历史。

最早的飞行控制系统为机械式操控，即飞行员的操控动作通过连杆，滑轮，绳索钢缆等机械结构装置直接反映在控制面上。这种控制系统可以给飞行员一个良好的操控反馈。换言之出多少力，操纵面就偏多少度。这种控制方式广泛应用于早期的低速螺旋桨式飞机以及小型飞机上。此时，由于飞机速度较低，飞机操纵面较小，气动舵面移动所需的杆力尚在人类承受范围以内，机械式飞控在一段时间内得到广泛应用。时至今日一些小型飞机例如塞斯纳172等一些轻型飞行器，仍采用结构简单的机械式飞行控制系统以降低成本，减轻重量。

随着航空工业和相关技术的发展，飞行器开始朝着更快，更大的方向发展。伴随而来的，就是飞机控制舵面的面积增加，进而控制舵面的力量也相应增加。此时，机械控制的结构变得越来越复杂，飞行员的操纵压力也越来越大。液压系统便被引入飞行操控以提高飞行控制的效率，减轻飞行员的负担

液压式控制系统一般由两部分组成：

机械回路，用于连接驾驶舱和液压动作机构，将飞行员的操控指令从驾驶舱传导到相应的动作机构

液压回路，用于各执行机构。飞行员的操纵动作通过机械回路传递到液压回路中相应执行机构的的伺服阀，然后指示液压泵驱动执行机构通过操纵面的控制装置执行相应动作。液压式飞控整体操纵指令的流动方向为驾驶舱→机械回路→伺服器及执行机构

液压式飞控使得飞机的尺寸和性能脱离了飞行员自身力量水平的限制，但是也带走了飞控系统的触觉反馈。在机械式飞控中，作用在舵面上的气动力可以通过机械装置直接反馈给飞行员，这种触觉的反馈一定程度上保障了飞行的安全性。为了弥补这种缺失的反馈，航空工程师通过增加力反馈装置以及抖杆装置给予飞行员力量反馈或提示飞行员飞机即将进入非可控状态（例如失速）

机械式操纵系统部分减轻了飞行员则操纵压力，但由于其在引入液压操纵系统的同时仍保留机械操纵结构，两个系统还要配装备份操控系统，为飞行器减重带来了一定的负面影响。虽然液压飞控系统能对飞行员的操控进行有限的补偿，但因为缺乏对操控的约束能力，诸如失速，尾旋，人机耦震荡合等一些与飞机本身气动和结构特性相关的危险飞行状态仍难以避免。

为了克服这一系列问题，飞控系统进入了电传操控时代。电传操控本质上是使用电子信号传递飞行员的操控动作至相应执行机构从而取消了老式液压式飞控系统中的机械传动结构，减轻飞机重量。此外，电传操控并不单一只是传递介质的改变，通过综合分析飞行员的操纵指令和飞机当前飞行姿态，飞行控制装置本身可对飞行员的操纵进行适当修正以避免飞行员的过度操纵使飞机进入危险姿态。此功能可以通过在飞控中增加攻角，过载等参数的限制来实现。

想了解电传式飞控，有一些基本概念首先要了解。最基本的，轴和余度。当前较先进的飞控一般都会有三轴，四余度之类的标签。首先说轴，飞控系统的轴一般指飞机自身的纵轴，滚转轴和俯仰轴。在这三个轴上分别有移动，旋转总共6种独立的运动，成为6自由度。余度指的是飞控系统中的信号传输通道，四余度一般为三条数字信道和一个备用的仿真信道。换言之，轴数体现飞控系统的应用范围，余度体现飞控系统的传输效率和安全冗余。

另外一个基本概念是模电传和数字电传。 简单来说模拟电传是早期使用电子线路控制对液压式飞控系统中的机械回路进行的简单替代，将机械信号模拟成电信号操纵执行装置完成操控。数字电传则可以提供更精确的操纵量，并且由于数字信号的引入，飞控可以更好的把飞行员的操纵限制在一个预设范围（飞行包线）内，同时飞行控制装置可以过滤飞行员的操纵输入从而避免飞行员引发人机耦合振动等危险特性。模拟电传和数字电传是电传飞控的不同表现形式，进程上一个初级阶段一个高级阶段。

电传飞控目前已经发展的比较成熟，但通过电传飞控减重的初衷却没能实现。机械式和液压式操纵在失效时主要以渐进式失效为主，即失效过程缓慢且早期只是控制力的衰减但飞行器仍然可控，而电传飞控在失效时则是瞬间完全失效，所以一般配备电传飞控的飞机都会留有机械或液压飞控备份（比如波音的祖传钢缆）这样一来用电传减重的目标就难以实现。

对于未来飞控系统的发展，当前重点一是通过提高计算机性能和引入光纤替代电缆提高飞控的传输和响应效率。另一方面则是继续减重，比如通过限制备份机械/液压系统的完整控制能力实现减重。以及使用电动机驱动替换执行装置中的液压机构来实现减轻飞控系统整体重量。飞控系统当前的进化方向还是限定在了在数字电传系统上针对不同特性的深度优化，但是在可见的未来内，新的飞控体制必然会以高效，高安全冗余的特性取代当前的电传操纵系统