運20
近期的一篇官媒文章中， 提到了運20的機械飛控開發過程。 這帶來了一個很有意思的問題：運20到底算電傳飛控飛機還是機械飛控飛機？
首先放結論：運20是非常純正的電傳飛控飛機， 只是帶有備份用的機械飛控， 不影響其核心技術特征。 無論是戰斗機還是客貨機， 實際上都有大量成功的先例設計。
一：到底什么是機械飛控飛機？
除開矢量推力不談， 飛機在天上的所有動作都是依靠各種氣動面的偏轉組合而實現的：
比如飛機要向左邊翻滾， 那么就需要左邊的升力比較小， 右邊的比較升力大；這樣形成的升力差，
而以最簡化的主流控制設計來說， 這種效果的實現， 就是依靠機翼的翼型變化完成的——更具體的說， 是左邊的副翼往上偏（減小升力）， 右邊的副翼往下偏（增大升力）。
F15的翻滾機動， 紅圈副翼， 紅框水平尾翼。 要注意的是， F15平尾也會通過不對稱偏轉， 參與翻滾控制
飛行員在做這個動作的時候， 他的主要操作是把操縱桿往左邊壓倒， 或者把操縱盤向左邊偏轉。 這個動作的信號， 是通過什么樣的聯系方式傳遞給副翼的， 才是決定飛控類型的關鍵所在——比如機械飛控，
典型機械飛控構架
飛控連桿
所謂的機械飛控飛機， 就是操縱桿/盤以及腳蹬的指令， 會通過金屬桿（比如輕質的高強度空心鋁桿）或者鋼索這樣的機械結構傳遞——哪怕只是一部分。 這是機械飛控最核心、最根本的特征。
二：機械飛控是怎么進化成電傳飛控的？
實際上隨著飛機的飛行高度和速度在不斷增大， 從很早的年代開始， 機械飛控的信號通道就不是純粹的機械結構了， 而是引入了大量的電子電氣部件， 結合速度、高度、飛機自身運動趨勢、飛行指令等等， 對飛行過程進行輔助性的干預和修正， 提升飛機的飛行穩定性和可控制性。
F15飛控核心架構
上圖是F15的機械飛控原理， 分別展示俯仰、橫滾、偏航（方向舵）操作。
后來高速、中大型飛機的機械飛控， 幾乎都是機械與電子電氣控制的結合設計——比如F-15就是典型。 不然飛機在天上總是不斷搖擺跌蕩的話， 飛行員縱使能穩住飛機， 也沒精力干別的事情了。 這類飛機中， 整個氣動面偏轉幅度中， 往往有15-25%（不同型號不同情況下并不一致）比例的權限被電子電氣系統所占據。
F16電傳飛控
隨著飛控中的電子電氣部分性能不斷強化， 以至于最終反客為主， 權限達到100%；徹底取消金屬連桿/鋼索， 使得飛行員與氣動面之間完全不存在機械形式的聯系以后，
三：有機械飛控備份， 不等于就是機械飛控飛機
對于一架飛機來說， 通常談及的它的飛控類型， 是以其最主要、也是絕大多情況下使用的系統來定義的。 在正常飛行過程中， 機械飛控不參與飛機的控制， 除了自重、占據身內空間（最終也要轉化成飛機結構重量和阻力的增大）等因素帶來的飛行性能降低之外， 對飛行無其它影響。
有機械飛控備份
比如美軍F18系列戰機， 就是數字電傳飛控為主， 但是保留了YF17原始設計上的機械飛控作為備份， 后來一直到放大成重型機的F18EF平臺上才被取消。 而在大型飛機上， 無論軍民用飛機， 機械飛控備份設計都不少見。
比如從至今仍然是全球最先進軍用運輸機的C17， 比如雖然已稱不上最先進、但依然是技術非常領先的波音777， 都具備機械飛控備份。
四：運20采用機械飛控備份的核心理念：非相似原則， 安全性優先于性能和成本
運20采用機械飛控備份的核心理念， 是刻意形成主系統和應急備份系統的差異性；尤其是硬件上、基本原理上的差異。 這種非相似設計， 可以把發生以下情況的幾率降低到最小：由于設計、或者產品質量缺陷， 出現一個毛病發作就導致所有系統全部崩潰失能的災難性局面。
運10是參照仿制的產品， 飛控上參照藍本設計
運20是中國第一次獨立開發大型運輸機， 其氣動布局本身雖然是典型的世界主流成熟設計， 控制思路也很明確；但是在具體的工程問題上，由于國內的經驗欠缺，依然存在一定的不確定因素。在這種背景下，運20設計團隊將極端情況下的安全性放置在首位，是完全可以理解的。
五：機械飛控對運20最大的影響：只能用盤式操作
機械飛控本身分為硬式（金屬連桿為主）和軟式（鋼索為主）。運20這樣的大型飛機由于尺寸太大，只能采用軟式飛控；由操縱盤通過拉動鋼索將操縱信號傳遞到氣動面上。它的特點是操縱力很大，但是反應較慢，精確性較低。而機械飛控的戰斗機則相反，由駕駛桿通過拉桿進行硬式傳動，操縱力小、反應快，精確性高。
用側桿肯定是電傳飛機，但不用側桿也未必就不是電傳飛機
只針對電傳飛控來說，由于只需要給出電信號，因此大飛機用駕駛桿還是方向盤都沒有技術上的問題。但是運20由于保留了軟式機械飛控，因此就必須采用操縱盤設計，而不能像空客的電傳客機那樣，使用戰斗機式的側桿。
運20展出模型中的盤式操縱設計
但對于大飛機來說，這點缺陷并不算嚴重——特別是考慮使用和訓練習慣。比如波音787已經沒有機械飛控備份，但是為了減小操縱差異，降低飛行員培訓成本，依舊選擇了操縱盤——這樣以前飛777等機型的飛行員轉飛787要容易的多，培訓省時間省錢。
結語：
運20采用機械飛控備份，是一個不求最好，但求避免最壞的設計；雖然它花了很多錢，但這個設計這輩子都派不上用場，才是最好的事情。隨著技術的成熟和發展，中國的下一代運輸機，取消機械飛控備份，解放飛機性能，將會是順理成章的事情。
控制思路也很明確；但是在具體的工程問題上，由于國內的經驗欠缺，依然存在一定的不確定因素。在這種背景下，運20設計團隊將極端情況下的安全性放置在首位，是完全可以理解的。五：機械飛控對運20最大的影響：只能用盤式操作
機械飛控本身分為硬式（金屬連桿為主）和軟式（鋼索為主）。運20這樣的大型飛機由于尺寸太大，只能采用軟式飛控；由操縱盤通過拉動鋼索將操縱信號傳遞到氣動面上。它的特點是操縱力很大，但是反應較慢，精確性較低。而機械飛控的戰斗機則相反，由駕駛桿通過拉桿進行硬式傳動，操縱力小、反應快，精確性高。
用側桿肯定是電傳飛機，但不用側桿也未必就不是電傳飛機
只針對電傳飛控來說，由于只需要給出電信號，因此大飛機用駕駛桿還是方向盤都沒有技術上的問題。但是運20由于保留了軟式機械飛控，因此就必須采用操縱盤設計，而不能像空客的電傳客機那樣，使用戰斗機式的側桿。
運20展出模型中的盤式操縱設計
但對于大飛機來說，這點缺陷并不算嚴重——特別是考慮使用和訓練習慣。比如波音787已經沒有機械飛控備份，但是為了減小操縱差異，降低飛行員培訓成本，依舊選擇了操縱盤——這樣以前飛777等機型的飛行員轉飛787要容易的多，培訓省時間省錢。
結語：
運20采用機械飛控備份，是一個不求最好，但求避免最壞的設計；雖然它花了很多錢，但這個設計這輩子都派不上用場，才是最好的事情。隨著技術的成熟和發展，中國的下一代運輸機，取消機械飛控備份，解放飛機性能，將會是順理成章的事情。