✈ CH09 | Flight Controls

第9章 飞行操纵系统

B737-800飞行操纵系统详细说明，涵盖主操纵面（副翼、升降舵、方向舵）、辅助操纵面（襟翼、缝翼、扰流板）、配平系统、液压源及飞行操纵指示。

参考章节 FCOM Vol.1 Sec.9
适用机型 B737-800
修订日期 2026-05
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9.1 飞行操纵系统概述

Sec.9.1

B737-800飞行操纵系统采用常规机械液压操纵方式，通过驾驶舱操纵杆和方向舵脚蹬控制各操纵面。主操纵面（副翼、升降舵、方向舵）通过钢索和液压助力系统驱动，辅助操纵面（襟翼、缝翼、扰流板、配平）通过电机或液压马达驱动。

B737-800飞行操纵系统的设计特点是保留了机械钢索备份，在液压系统完全失效的情况下，飞行员仍可通过机械方式操纵飞机。这是B737系列与电传操纵（FBW）飞机的重要区别。

操纵面分类

分类 操纵面 功能 驱动方式
主操纵面 副翼（内/外侧） 绕纵轴滚转 液压助力 + 机械钢索
升降舵 绕横轴俯仰 液压助力 + 机械钢索
方向舵 绕立轴偏航 液压助力 + 机械钢索
辅助操纵面 后缘襟翼 增加升力和阻力 液压马达
前缘装置（缝翼/克鲁格襟翼） 增加升力，防止失速 液压作动筒
扰流板（飞行/地面） 辅助滚转、减速、着陆减速 液压作动筒
水平安定面 俯仰配平 电动配平马达

操纵系统架构

驾驶舱操纵

操纵杆（驾驶盘）
方向舵脚蹬
配平手轮
襟翼手柄
减速板手柄

信号传递

机械钢索系统
扇形盘和滑轮
液压伺服活门
电信号（配平）

执行机构

液压助力器
液压作动筒
电动配平马达
机械连杆机构

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9.2 副翼系统

Sec.9.2

系统概述

B737-800每侧机翼各配备两块副翼：内侧副翼（低速副翼）和外侧副翼（高速副翼）。副翼用于控制飞机绕纵轴的滚转运动。飞行员通过转动驾驶盘控制副翼偏转，驾驶盘转动通过钢索传递到副翼液压伺服活门，液压助力器驱动副翼偏转。

内外侧副翼特性

参数 外侧副翼（高速副翼） 内侧副翼（低速副翼）
位置 机翼外侧后缘 机翼内侧后缘，紧邻襟翼
功能 高速飞行时提供滚转控制 低速飞行时提供滚转控制
液压源 系统A和系统B 系统A和系统B + 备用系统
偏航补偿 有（偏航阻尼器协调） 有（偏航阻尼器协调）
最大偏转角 约 +/-20 度 约 +/-20 度

副翼液压作动

每块副翼由两个液压助力器驱动（一主一备），分别由液压系统A和系统B供压。当一个液压系统失效时，另一个液压系统仍可提供副翼控制。内侧副翼还可由备用液压系统驱动。

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副翼与扰流板协调：当飞行员转动驾驶盘进行滚转操纵时，上偏一侧的飞行扰流板会自动升起，辅助副翼提供更快的滚转响应。这种副翼-扰流板协调功能在低速时效果尤为明显。

低速/高速副翼转换

B737-800的副翼系统具有低速/高速转换功能。当后缘襟翼收上（UP）时，外侧副翼和内侧副翼同时工作。当后缘襟翼放下时，外侧副翼被锁定在中立位，仅内侧副翼工作，以避免低速大迎角时外侧副翼产生不利的气动效果。

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设计原因：在低速大迎角飞行（如进近着陆）时，机翼外侧气流可能分离，外侧副翼在此条件下可能产生反向操纵效果（控制反转）。因此，襟翼放下时锁定外侧副翼是安全设计措施。
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9.3 升降舵系统

Sec.9.3

系统概述

升降舵安装在水平安定面后缘，用于控制飞机绕横轴的俯仰运动。B737-800升降舵为两块独立的面板（左升降舵和右升降舵），分别由液压系统A和系统B驱动的助力器控制。飞行员通过推拉驾驶杆控制升降舵偏转。

升降舵控制回路

机械钢索回路

  • 驾驶杆输入：推拉驾驶杆通过钢索和扇形盘传递到升降舵
  • 液压助力：钢索控制液压伺服活门，液压助力器驱动升降舵
  • 人工感力：感觉计算机（Q弹簧）提供模拟气动力的操纵力反馈
  • 机械备份：液压失效时，钢索直接驱动升降舵（需较大操纵力）

自动驾驶输入

  • 自动驾驶伺服：自动驾驶计算机通过伺服马达控制升降舵
  • 配平马达：自动驾驶配平马达（A/P trim motor）控制升降舵配平
  • 优先权：飞行员操纵杆输入可超控自动驾驶输入
  • 脱开：操纵杆上的自动驾驶脱开按钮可断开自动驾驶

安定面配平与升降舵的关系

水平安定面的配平角度直接影响升降舵的效能和所需的操纵力。安定面配平通过改变水平安定面的安装角度来调整飞机的俯仰配平状态。当安定面配平正确时，升降舵基本处于中立位附近，飞行员不需要施加持续的操纵力来维持期望的俯仰姿态。

注意：安定面配平不当可能导致起飞时异常俯仰。起飞前必须确认安定面配平绿区指示在正确范围内。安定面配平绿区根据起飞重心位置确定，通常为5-9单位（约2.5-4.5度机头向上配平）。
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9.4 方向舵系统

Sec.9.4

系统概述

方向舵安装在垂直安定面后缘，用于控制飞机绕立轴的偏航运动。B737-800方向舵由液压系统A和系统B共同驱动。飞行员通过方向舵脚蹬控制方向舵偏转。方向舵系统还集成了偏航阻尼器和方向舵比率转换功能。

方向舵系统组件

组件 功能 说明
方向舵脚蹬 飞行员偏航输入 机械钢索连接至方向舵
液压助力器 驱动方向舵偏转 系统A和系统B各一个主助力器 + 备用助力器
偏航阻尼器（YD） 抑制荷兰滚 自动控制方向舵进行小幅度偏航修正
方向舵比率转换 调整方向舵行程 空速大于137 KIAS时方向舵行程减小
感觉计算机 提供操纵力反馈 随空速增加增大操纵力

偏航阻尼器（Yaw Damper）

偏航阻尼器是方向舵系统的重要组成部分，用于抑制飞机的荷兰滚（Dutch Roll）振荡。偏航阻尼器通过偏航速率陀螺感知飞机的偏航运动，自动驱动方向舵进行修正，无需飞行员干预。

  • 工作模式：偏航阻尼器在地面自动接通，飞行中持续工作
  • 控制范围：偏航阻尼器的方向舵行程有限，不会干扰飞行员的方向舵操纵
  • 故障保护：偏航阻尼器故障不会影响飞行员正常使用方向舵
  • 指示：偏航阻尼器故障时，头顶板上YAW DAMPER灯亮起

方向舵比率转换

方向舵比率转换系统根据空速自动调整方向舵的最大行程。在低速时，方向舵具有较大的行程，提供充足的偏航控制能力。在高速时，方向舵行程自动减小，防止过大的侧向载荷导致结构损伤。

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转换速度：方向舵比率转换的空速约为137 KIAS。当空速超过此值时，方向舵行程减小。这是B737-800方向舵系统的重要安全设计，防止高速飞行时方向舵偏转过大导致方向舵结构失效。
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9.5 水平安定面配平

Sec.9.5

系统概述

水平安定面配平系统通过电动配平马达改变水平安定面的安装角度，实现飞机俯仰配平。安定面配平是B737-800主要的俯仰配平方式，配平范围从机头向下（ND）到机头向上（NU）。

安定面配平有三种操作方式：主电配平（自动驾驶配平）、人工电动配平和人工机械配平。

配平操作方式

操作方式 控制位置 配平速率 说明
主电配平（自动驾驶配平） 自动驾驶计算机控制 约 0.2 度/秒 自动驾驶接通时，由A/P自动控制安定面配平
人工电动配平 驾驶盘上的配平电门 约 0.4 度/秒 飞行员通过驾驶盘外侧的配平电门控制
人工机械配平 中央操纵台配平手轮 手动旋转 电动配平失效时的机械备份方式

配平限制与保护

配平范围

  • 机头向上（NU）最大：约 12.5 单位
  • 机头向下（ND）最大：约 4.0 单位
  • 起飞配平绿区：约 5-9 单位（根据重心）
  • 配平单位：1单位约等于0.5度安定面偏转

配平切断开关

  • 位置：中央操纵台两侧各一个
  • 功能：切断所有电动配平（主电+人工电动）
  • 使用场景：安定面失控（runaway trim）时立即使用
  • 备份：切断后仍可使用配平手轮进行机械配平
安定面失控（Runaway Stabilizer Trim）：安定面失控是B737-800的紧急非正常情况。当安定面配平发生非指令运动时，飞行员应立即：同时拉住驾驶杆并按压配平切断开关，然后使用配平手轮进行人工配平。此程序为记忆项目，飞行员必须熟练掌握。
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9.6 襟翼系统

Sec.9.6

系统概述

B737-800襟翼系统包括前缘装置和后缘襟翼两部分。前缘装置包括克鲁格襟翼（Krueger Flaps）和缝翼（Slats），后缘襟翼为双缝式后退襟翼。襟翼系统通过液压马达驱动，由驾驶舱中央操纵台上的襟翼手柄控制。

后缘襟翼

襟翼位置 偏转角度 主要用途 典型使用阶段
0 (UP) 0 度 巡航/高速飞行 起飞后收上，着陆后收上
1 1 度 少量增升 过渡位置
2 2 度 少量增升 过渡位置
5 5 度 中等增升 起飞襟翼设置（常用）
10 15 度 较大增升 进近阶段
15 15 度 较大增升 进近/复飞
25 25 度 大增升 进近阶段
30 30 度 大增升 着陆襟翼设置
40 40 度 最大增升 着陆襟翼设置（短跑道）

前缘装置

B737-800前缘装置包括两种类型：

克鲁格襟翼（Krueger Flaps）

  • 位置：机身内侧机翼前缘（2块）
  • 类型：铰接式前缘襟翼
  • 功能：增加机翼弯度，改善低速升力特性
  • 展开角度：全展开时从前缘向下偏转

缝翼（Leading Edge Slats）

  • 位置：机翼外侧前缘（6-8块）
  • 类型：滑动式前缘缝翼
  • 功能：打开缝隙，引导气流通过上表面，防止失速
  • 展开方式：向前下方滑出

襟翼不对称保护

襟翼不对称保护系统监控左右两侧后缘襟翼的位置。当检测到左右襟翼位置差异超过设定阈值时，系统自动停止襟翼运动并锁定在当前位置，防止不对称展开导致飞机失控。

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襟翼不对称指示：当襟翼不对称保护触发时，驾驶舱会显示"LEADING EDGE DEVICES"或"TRAILING EDGE DEVICES"信息。飞行员应参考QRH执行襟翼不对称非正常程序。

襟翼操作限制

限制项目 限制值 说明
最大襟翼展开速度 取决于襟翼位置 襟翼1: 250 KIAS; 襟翼5: 250 KIAS; 襟翼10: 210 KIAS; 襟翼15: 200 KIAS; 襟翼25: 190 KIAS; 襟翼30/40: 162 KIAS
襟翼机动速度 显示在PFD速度带上 当前襟翼位置下的最大机动速度
起飞襟翼设置 1, 2, 5, 15 根据性能计算选择
着陆襟翼设置 15, 25, 30, 40 根据跑道长度和进近速度选择
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9.7 缝翼系统

Sec.9.7

系统概述

前缘缝翼系统与后缘襟翼系统联动，由襟翼手柄统一控制。当襟翼手柄离开UP位时，前缘装置自动展开；当襟翼手柄回到UP位时，前缘装置自动收上。

前缘缝翼由液压作动筒驱动，通过机械同步机构确保左右对称展开。系统具有不对称保护和非指令展开保护。

缝翼指示

  • 前缘装置指示灯（LE DEVICES）：位于顶部通告面板。绿色灯亮表示前缘装置已展开；红色灯亮表示前缘装置过渡（未完全展开或收上）
  • 前缘襟翼指示灯：左侧指示灯显示左侧前缘装置状态，右侧指示灯显示右侧状态
  • PFD显示：在PFD上也可查看前缘装置状态

前缘装置过渡（LE FLAPS TRANSIT）

当前缘装置未在完全展开或完全收上位时，前缘装置过渡灯（红色）亮起。这可能是由于：

  • 襟翼手柄位置与前缘装置实际位置不一致
  • 前缘装置不对称或机械故障
  • 液压压力不足导致前缘装置未完全到达指令位置
注意：前缘装置过渡灯亮起时，飞行员应确认前缘装置的实际位置。如前缘装置未正确展开，飞机的失速特性将发生改变，失速速度增大。飞行员应参考QRH执行相应程序。
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9.8 扰流板系统

Sec.9.8

系统概述

B737-800每侧机翼配备多块扰流板面板，分为飞行扰流板和地面扰流板两组。扰流板系统具有三种功能：辅助滚转、空中减速（减速板）和着陆减速。

扰流板分类

类型 数量（每侧） 位置 功能
飞行扰流板（Flight Spoilers） 4块 机翼中部 辅助滚转 + 空中减速
地面扰流板（Ground Spoilers） 2块 机翼内侧 着陆减速 + 地面减速

扰流板功能详解

辅助滚转功能

  • 驾驶盘转动超过一定角度时自动激活
  • 上偏一侧的飞行扰流板升起
  • 减小该侧机翼升力，辅助副翼滚转
  • 在低速时效果尤为明显
  • 襟翼收上和放下时均可工作

减速板功能（Speed Brakes）

  • 减速板手柄从DOWN位拉起
  • 所有飞行扰流板对称升起
  • 空中使用可增加阻力，快速减速
  • 减速板手柄在飞行卡位（FLT DET）时自动保持
  • 地面扰流板不参与空中减速

地面扰流板

地面扰流板在着陆接地后自动展开（如减速板手柄预位），或在地面时通过减速板手柄手动展开。地面扰流板展开后同时破坏机翼升力并增加阻力，使飞机重量迅速转移到起落架上，提高刹车效率。

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地面扰流板自动展开条件：（1）减速板手柄在ARMED位；（2）油门手柄在IDLE位；（3）两台油门手柄均在IDLE位；（4）任一主起落架接地（空/地传感器感受地面状态）；（5）无减速板自动收回条件存在。满足以上所有条件时，地面扰流板自动展开。

减速板手柄位置

手柄位置 功能
DOWN（下卡位） 所有扰流板收上
ARMED（预位） 地面扰流板预位，着陆后自动展开
UP（全升起） 飞行扰流板全升起（空中减速板）
FLT DET（飞行卡位） 飞行扰流板部分升起（约50%行程）
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9.9 飞行操纵液压源

Sec.9.9

液压系统概述

B737-800飞行操纵系统由三个独立的液压系统提供动力：系统A、系统B和备用液压系统。三个系统互为备份，确保在单一或双液压系统失效时仍能保持基本的飞行操纵能力。

液压系统与操纵面对应关系

操纵面 系统A 系统B 备用系统
副翼 主用 主用 备用（仅内侧）
升降舵 主用（左） 主用（右） 备用
方向舵 主用 主用 备用
后缘襟翼 主用 备用 备用（电动）
前缘装置 主用 主用 备用
飞行扰流板 主用 主用 备用（部分）
地面扰流板 主用 主用 N/A
安定面配平 N/A N/A 电动（独立）

备用液压系统

备用液压系统在系统A和系统B均失效时提供基本的飞行操纵能力。备用液压系统由电动液压泵驱动，可为以下操纵面提供液压动力：

  • 内侧副翼：提供基本的滚转控制
  • 升降舵：提供基本的俯仰控制
  • 方向舵：提供基本的偏航控制
  • 前缘缝翼（部分）：提供前缘装置展开能力
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备用液压系统激活：备用液压系统可通过备用液压电门（STBY HYD）手动激活，或在特定故障条件下自动激活（如双液压系统失效、低空速条件等）。
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9.10 马赫配平

Sec.9.10

系统概述

马赫配平系统（Mach Trim System）是B737-800飞行操纵系统的重要组成部分，用于在高速飞行（通常M 0.615以上）时自动补偿因马赫数增大导致的飞机低头趋势。

当飞机速度接近马赫配平激活速度时，马赫配平系统通过自动调整水平安定面的配平角度（机头向上配平），补偿马赫效应导致的气动中心后移和低头力矩增大。

马赫配平工作特性

参数 数值/说明
激活马赫数 约 M 0.615
配平方向 机头向上（NU）
配平速率 缓慢渐进
配平范围 随马赫数增加而增大
指示 MACH TRIM灯（故障时亮起）
故障影响 高速时可能出现异常低头趋势
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马赫配平原理：在跨音速飞行时，机翼上表面局部气流速度达到超音速，形成激波。激波导致气动中心后移，产生额外的低头力矩。马赫配平系统通过自动调整安定面配平来补偿这一效应，确保飞行员不需要持续施加拉杆力来维持平飞。
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9.11 人工操纵

Sec.9.11

机械备份系统

B737-800飞行操纵系统保留了完整的机械钢索备份。在所有液压系统失效的情况下，飞行员仍可通过机械钢索直接操纵各主操纵面。这是B737系列与电传操纵（FBW）飞机的核心区别之一。

液压失效时的操纵力要求

操纵面 正常液压操纵力 无液压人工操纵力 说明
副翼 约 1-3 lb 约 20-40 lb 操纵力显著增大
升降舵 约 1-3 lb 约 40-80 lb 操纵力显著增大，可能需要双飞行员配合
方向舵 约 5-15 lb 约 80-140 lb 操纵力极大，高速时可能无法操纵
水平安定面 电动配平 配平手轮（约 100-200 圈全行程） 机械配平速率很慢
重要提示：在完全无液压的情况下，方向舵的人工操纵力极大，尤其在高速飞行时可能超出飞行员能力范围。因此，在液压系统失效时，飞行员应尽快降低速度至安全范围，减小气动载荷。升降舵的人工操纵虽然力较大，但在低速时通常可由单名飞行员完成。

人工操纵操作要点

  • 降低速度：液压失效后应尽快减速至适合人工操纵的速度范围
  • 使用配平手轮：安定面配平手轮是液压失效时主要的配平手段
  • 避免大机动：人工操纵时避免大幅度操纵输入
  • 考虑备用液压：确认备用液压系统是否可用，如可用可显著减轻操纵力
  • 双人配合：升降舵人工操纵可能需要两名飞行员配合操作
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9.12 飞行操纵指示

Sec.9.12

飞行方式信号牌（FMA）

飞行方式信号牌（Flight Mode Annunciator，FMA）位于PFD顶部，显示当前自动飞行系统的状态，包括自动驾驶、自动油门和飞行指引仪的接通状态和工作模式。

FMA区域 显示内容 说明
第一行（自动驾驶） A/P工作模式（如CMD、FD） 显示自动驾驶接通状态和俯仰/横滚模式
第二行（自动油门） A/T工作模式（如THR、SPD） 显示自动油门接通状态和推力/速度模式
第三行（状态/警告） A/T状态、警告信息 显示自动油门状态或其他警告
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FMA模式变化提示：当FMA上显示的模式发生改变时，新模式会闪烁约10秒以提示飞行员注意。飞行员应在每次模式变化时进行"模式确认"（Mode Awareness），口头确认当前工作模式。

操纵面位置指示

驾驶舱仪表指示

  • 安定面配平指示：中央操纵台上的配平指示窗显示当前安定面配平单位值
  • 配平绿区：配平指示窗上的绿色弧段表示起飞配平范围
  • 襟翼位置指示：襟翼手柄旁的指示窗显示当前后缘襟翼位置
  • 前缘装置指示灯：顶部面板上的LE DEVICES灯显示前缘装置状态

发动机显示/机组告警系统（EICAS）

  • 操纵面位置：在发动机显示页面上可查看各操纵面位置
  • 液压系统状态：显示液压系统压力和油量
  • 系统警告：飞行操纵系统故障时显示相应警告信息

主要飞行操纵警告汇总

警告信息 触发条件 级别
YAW DAMPER 偏航阻尼器故障 琥珀色（主警告）
MACH TRIM 马赫配平系统故障 琥珀色（主警告）
LE DEVICES 前缘装置过渡/不对称 红色/琥珀色
TE FLAPS 后缘襟翼不对称/偏斜 红色/琥珀色
SPEEDBRAKE EXTENDED 减速板在空中展开 琥珀色
STABILIZER MOTION 安定面非指令运动 红色（主警告）
A/P DISCONNECT 自动驾驶脱开 红色灯 + 警告声
学习要点：飞行操纵指示是飞行员监控飞机状态的重要信息来源。学员应熟练掌握FMA模式显示、操纵面位置指示和各警告信息的含义。在模拟机训练中，应养成定期扫视FMA和飞行操纵指示的习惯，确保及时发现任何异常状态。