波音777电传飞控系统架构详解
波音777电传飞控系统架构详解
波音777是美国波音公司研制的一款中远程双发宽体客机，以其先进的电传飞控系统和卓越的性能而闻名。本文将详细介绍波音777的电传飞控系统架构，包括其舵面布置、系统组成以及工作模式等关键内容。
B777 家族
波音777是一款由美国波音公司研制的中远程双发宽体客机，波音777系列飞机包括777-200、777-200ER、777-200LR、777-300、777-300ER、777F、777X等。
家族新成员B777X
以波音777-300ER为例，飞机全长73.9m，高18.4m，翼展64.8m，三级客舱布局可搭载365人。
东航B777-300ER
波音777是目前全球最大的双引擎宽体客机，从B777开始，波音公司形成了具有自己特色的电传飞控系统设计体系。
B777 飞控舵面布置
波音777飞机采用了传统外型布局，翼吊两台发动机。两侧机翼上布置有一对外侧副翼、一对襟副翼、七对扰流板，以及前缘缝翼、后缘襟翼等增升装置。尾翼布置有一块水平安定面、一对升降舵和一块方向舵。
具体的舵面布置如下图所示。
波音777飞控系统舵面布置
其中，升降舵和水平安定面用于实现俯仰控制；襟副翼、副翼和扰流板用于实现横滚控制；方向舵用于实现偏航控制。方向舵的下段有一个活动小舵面（调整片）。调整片的转动速度是主舵面的2倍，以提供附加的偏航控制能力。
根据波音公司的设计理念，飞控系统是有限权限的，飞控系统不能影响到飞行员对飞机的最终控制。
B777 飞控系统组成
B777电传飞控系统主要由以下部件组成：3余度主飞行计算机PFC、4余度作动器控制电子装置ACE、动力控制单元PCU、驾驶杆/盘、脚蹬、ARINC 629总线等。与外部交联的分系统包括：自动驾驶/飞行指引计算机AFDC，飞机信息管理系统AIMS，大气数据惯性基准单元ADIRU、备用姿态和大气数据基准单元SAARU等。
具体架构设计如下图所示。
波音777飞控系统架构
波音777有飞控系统三种工作模式：正常模式、次级模式和直接模式。
正常模式
正常模式下，驾驶员控制驾驶杆/盘、脚蹬以及减速板手柄，将传感器模拟信号发送到作动器控制电子装置ACE，并被转化成数字信号通过ARINC 629总线发送到主飞行计算机PFC。PFC通过飞控总线与飞机系统交换数据，它接收大气数据惯性基准单元ADIRU或备用姿态和大气数据基准单元SAARU以及飞机信息管理系统AIMS的信号，经控制律计算产生相应的控制指令。计算所得的数字指令信号从PFC通过飞控总线再发送到ACE。ACE将这些指令信号转换成模拟信号，并将其发送到副翼、升降舵、水平安定面、方向舵等共计31个PCU，完成飞机操纵控制。
次级模式
当飞控系统内部故障或者缺少其他系统输入信息而不能支持正常模式工作时，系统自动转换到次级模式，PFC执行重构的控制律。
直接模式
当系统丧失3台PFCs时，系统进入直接模式。由ACE接收驾驶员指令，提供杆到舵的基本操纵能力。
B777 机械备份（终级备份）
当电气系统完全失效后，系统仍然提供了一对扰流板（4#和11#扰流板）和水平安定面的机械操纵备份（终极备份），仍可短暂操纵飞机。与空客A380的备份系统不同，B777的备份形式不能实现安全飞行和着陆，仅用于稳定飞机姿态，等待电传飞控系统重启。