三、飞机的构造 之 飞机的“尾巴”和操纵机构（下）

    正因为如此，在设计和制造飞机的过程中，工程师们为使飞机的操纵机构能够尽量小地消耗驾驶员的精力和体力而做出了不懈的努力。例如：当驾驶员操纵驾驶杆或脚蹬而偏转各个舵面时，各舵面便产生较大的空气动力，对舵面的枢轴形成力矩，反抗驾驶员的操纵，并且飞行速度和舵面面积越大，这种反抗力也就越大，因而驾驶员要改变舵面的偏转角度所需付出的力量也就越大。所以，为了使驾驶员不需付出很大的力量去推拉驾驶杆或蹬脚蹬，人们在飞机的舵面上都装有空气动力补偿装置。所谓空气动力补偿装置，就是使舵面的一部分面积产生与其他大部分面积相反的气动力矩，以抵消一部分舵面的枢轴力矩。这种补偿装置主要有两种形式：一种是让舵面的一部分伸到枢轴的前面，叫突角补偿装置，它适用于低速飞机；另一种是枢轴不设置在舵面的最前缘，而是自舵面的前缘向后移动一定的距离，这种叫轴式补偿装置。另外，还有补偿片等，也能起到补偿作用。

    尽管如此，倘若是飞机需要长时间地保持某一飞行状态，则也容易使驾驶员疲劳。为了解决这一问题，人们在升降舵上一般都装置了调整片，它的作用是：当升降舵上偏时，可根据需要将调整片向下偏转一定的角度，使其产生与舵面的枢轴力矩相反的力矩，以减轻驾驶员的拉杆力以至于使其xxxx。

    从上述可知，飞机舵面的空气动力补偿装置和调整片的设置使驾驶员用比较小的力量就可以改变或保持飞机的飞行状态。但是，这仅xx于速度较小的飞机，而对于速度较大的飞机来说，补偿装置仍然解决不了根本问题。因为随着速度的不断增大，作用在飞机舵面上的空气动力和以此形成的力矩也大大增强，所以仍需要驾驶员付出很大的力量才能操纵舵面偏转。譬如，一架飞机的飞行速度由音速的零点八倍增加到音速的一点三倍时，造成同样的载荷因数（即空气动力与飞机重力之比值）所需要的舵面偏转力矩将增加四十到五十倍之多，这个力量若换算到驾驶杆上去，可达几百公斤，显然，驾驶员的力气再大也将无济于事。所以，简单的拉杆——摇臂机构的机械操纵系统已经远远不能适应飞行的需要了。于是，人们就采用了液压操纵系统。

    液压操纵系统就是在拉杆——摇臂机构的基础上安装了一个液压助力器。这种助力器，一方面能把驾驶杆和脚蹬传来的操纵力“放大”，使驾驶员在飞行中用很小的力量就能克服枢轴力矩，从而转动舵面；另一方面，它又能将舵面上的作用力按一定的比例“缩小”，再传到驾驶杆和脚蹬上，以便驾驶员能根据感觉来适量操纵飞机。

    然而，旧的矛盾被解决，新的矛盾又接着出现。随着飞行速度的进一步增大，各个舵面必须产生更大的作用力以形成更大的力矩才能改变或保持飞机的飞行状态。这样，飞行员往往即使把小小的舵面偏转到{zd0}角度也还不能满足需要。因此，人们又针锋相对地采取了新的对策，如：在俯仰操纵方面，现代高速飞机往往采用全动式水平尾翼，即整个水平尾翼都是一个可操纵的舵面，以此来大大提高飞机的俯仰操纵效率；在方向稳定方面，则采取了增大垂直尾翼面积、安装背鳍腹鳍、甚至用多个垂直尾翼等办法，来改善飞机的方向稳定性。目前，垂直尾翼最多的飞机当属美国的FE——20预警机，它有五个垂直尾翼。

        （全动式平尾及背鳍、腹鳍）

    现在，随着科学技术日新月异的发展，飞机的飞行速度也更加增快，可是飞机的水平尾翼和垂直尾翼却不能随之无限制的加大、增多，因为飞机的尾翼过于笨重将会影响到飞行速度的提高和其他性能的改善。为了解决这一矛盾，人们又采取了新的操纵系统——电传操纵系统。

    电传操纵系统是用电器装置和导线代替从驾驶杆到操纵面之间的机构和液压联动装置，让驾驶员通过电讯号来操纵飞机。电传操纵系统可使飞机操纵灵活，只用较小的尾翼即可达到良好的稳定性和操纵性，从而大大减轻了飞机的重量，改善了飞机的飞行性能，也大大减轻了驾驶员的负担。

    总之，人类是在实践中不断地总结经验，不断地改进飞机尾翼的结构、布局和操纵机构，从而克服了重重矛盾，取得了更大的飞行自由。  （待续）