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二、具有縱向阻尼器的操縱系統(tǒng)
+具有縱向阻尼器的操縱系統(tǒng)的組成圖  " "為具有縱向阻尼器的操縱系統(tǒng)組成方塊圖，該系統(tǒng)在機(jī)械操縱系統(tǒng) •’,•
 
中引入飛機(jī)俯仰速率作為反饋信號(hào)，增加飛機(jī)短周期模態(tài)的動(dòng)穩(wěn)定性，以抑制高頻不衰減的“低頭”現(xiàn)象，起到穩(wěn)定俯仰速率的作用。圖中虛線所框的方塊為縱向阻尼器，它由敏感元件（速率陀螺、速壓傳感器）、放大器和舵回路等三個(gè)主要部件組成。下面對(duì)這些部件做簡要說明。
（）敏感元件。敏感元件的作用是感受或測量飛機(jī)對(duì)預(yù)定狀態(tài)的偏差，并根據(jù)這個(gè)偏差的方向和大小，輸出一個(gè)相應(yīng)的電信號(hào)。最常用的敏感元件是雙自由度陀螺儀（姿態(tài)陀螺儀）、單自由度陀螺儀（速率陀螺儀）和高度表等。
（"）放大元件。放大元件又稱變換放大元件，簡稱放大器。從敏感元件輸出的電信號(hào)一般都是很微弱的。為了使執(zhí)行元件能夠工作，必須將此信號(hào)加以放大和變換，使它具有足夠的功率。
（）執(zhí)行元件（又稱舵機(jī)或舵回路）。舵機(jī)與助力器一樣也是操縱舵面的一種機(jī)構(gòu)。其主要功用是產(chǎn)生較大的力，以克服作用于舵面上的氣動(dòng)力或滑閥上的摩接力，并根據(jù)敏感元件輸出的電信號(hào)極性和大小直接帶動(dòng)舵面偏轉(zhuǎn)或驅(qū)動(dòng)助力器的滑閥。
由圖 " % 可知：阻尼器通過復(fù)合搖臂與飛機(jī)（含助力器）組成一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)稱為飛機(jī)阻尼系統(tǒng)。它可以在沒有駕駛員的參與下自動(dòng)工作，阻尼器靠復(fù)合搖臂并入不可逆助力操縱系統(tǒng)中，從而構(gòu)成具有阻尼器的操縱系統(tǒng)。
復(fù)合搖臂在圖 " % 中用綜合點(diǎn) “ ”表示。它起加法機(jī)構(gòu)作用，其工作原理圖如圖 " % "所示。由圖可知，它由基本搖臂和附加搖臂組成。它們可分別繞 &—&，"—"軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且附加搖臂接舵機(jī)端的孔之軸線與 &—&軸重合，以便附加搖臂有可能隨基本搖臂繞 &—&軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)駕駛員推拉駕駛桿時(shí)，其輸入量為 ’(由于此時(shí)設(shè)舵機(jī)不動(dòng)，只能使附加搖臂隨基本搖臂繞 &&軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使附加搖臂接助力器端有一個(gè)輸出量 ’()。同理，當(dāng)阻尼器通過舵機(jī)推拉附加搖臂時(shí)，其輸入量為 ’*"。由于此時(shí)設(shè)駕駛桿不動(dòng)，使附加搖臂繞 "  "軸轉(zhuǎn)動(dòng)，也使其接助力器端有一個(gè)輸出量 ’("，即它們之間相互不干擾，當(dāng)駕駛桿、阻尼器同時(shí)工作時(shí)，則它們各自的輸出量同時(shí)輸入復(fù)合搖臂，此時(shí)復(fù)合搖臂綜合這兩個(gè)信號(hào)，其輸出量為 ’( +’( ’("。這里負(fù)號(hào)表示阻尼器來的信號(hào)與駕駛桿輸入信號(hào)相反，即負(fù)反饋。由此可見，復(fù)合搖臂不僅起加法機(jī)構(gòu)作用，而且還使阻尼器重疊在不可逆助力操縱系統(tǒng)之上，從而構(gòu)成具有縱向阻尼器的操縱系統(tǒng)。但必須指出，此時(shí)舵機(jī)與助力器的聯(lián)接方式是并聯(lián)的，相府的舵機(jī)稱為并聯(lián)舵機(jī)。
無論舵機(jī)與助力器是串聯(lián)還是并聯(lián)聯(lián)接，不可逆助力操縱系統(tǒng)與阻尼器（或增穩(wěn)系統(tǒng)）間都有一個(gè)操縱權(quán)限分配問題。所謂操縱權(quán)限是指能操縱舵面偏轉(zhuǎn)角有多少度的范圍（或助力器行程大小）。對(duì)于確定的飛機(jī)，舵面最大偏角是一定的，如果阻尼器的舵機(jī)能操縱舵面在最大偏角內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)（含最大偏角），則稱為全權(quán)限；若只能使舵面作部分偏轉(zhuǎn)，則稱為有限權(quán)限。為了避免因阻尼器出現(xiàn)故障而使駕駛桿的位移量與
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圖  " "%具有縱向阻尼器的操縱系統(tǒng)方塊圖（&）結(jié)構(gòu)原理圖；與圖相應(yīng)的傳函方塊圖
（’）（&）舵面偏角失調(diào)，導(dǎo)致駕駛員無法操縱飛機(jī)，一般分配給阻尼器的操縱權(quán)限是有限的。通常只有最大舵偏角的（() *+)），有時(shí)甚至更小；這種小權(quán)限，一旦阻尼器有故障，飛機(jī)仍是安全的，此時(shí)系統(tǒng)可做成單通道系統(tǒng)。
,工作原理
當(dāng)飛機(jī)在預(yù)定的航向上作等速平飛時(shí)，敏感元件無輸出信號(hào)，放大器也無輸出，舵機(jī)不動(dòng)，故舵面處于某一平衡位置。當(dāng)飛機(jī)受到某種擾動(dòng)，例如在擾動(dòng)脈沖力矩作用下，使飛機(jī)剛開始繞橫軸（ -.軸）有一個(gè)抬頭的旋轉(zhuǎn)角速度（ /0）時(shí)，就被阻尼器中速率陀螺感受，并輸出一個(gè)相應(yīng)的電壓 12，此電壓既反映的極性和大小，也反映當(dāng)時(shí)
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圖  " "%復(fù)合搖臂工作原理圖的飛行高度和速度，再經(jīng)放大器、舵回路輸出一個(gè)位移至附加搖臂，通過它使助力器帶動(dòng)舵面向下偏轉(zhuǎn)某個(gè)角度（ &’），由此產(chǎn)生低頭力矩來阻礙飛機(jī)抬頭轉(zhuǎn)動(dòng)。與此同時(shí)，通過舵回路中位移傳感器產(chǎn)生一個(gè)負(fù)反饋信號(hào)，使舵面固定在所需要的位置上。由于該力矩與飛機(jī)本身產(chǎn)生的阻尼力矩是同方向的，所以飛機(jī)的縱向阻尼力矩增加了，從而使飛機(jī)的阻尼比 也增大了。
由上可知，阻尼器的作用是通過一套自動(dòng)裝置使操縱面偏轉(zhuǎn) "(，以增加飛機(jī)的縱向阻尼力矩系數(shù) )((，從而增大了飛機(jī)的動(dòng)穩(wěn)定性。因此，凡是能增加飛機(jī)短周期運(yùn)動(dòng)動(dòng)穩(wěn)定性的系統(tǒng)稱為阻尼器。無論在操縱和外擾情況下，它都能使飛機(jī)角速度振蕩迅速地衰減。眾所周知，飛機(jī)繞其質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)通常分為繞三個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)，因而阻尼器也相應(yīng)地分為縱向、橫向和航向阻尼器。阻尼器與飛機(jī)（含助力器）組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，它是一種自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。在每一種系統(tǒng)中只具有一個(gè)角速率反饋信號(hào)。當(dāng)阻尼器通過復(fù)合搖臂并人不可逆助力操縱系統(tǒng)后，可構(gòu)成具有各種阻尼器的操縱系統(tǒng)。
由以上可知，阻尼器（或增穩(wěn)系統(tǒng)）是目前增加飛機(jī)短周期動(dòng)穩(wěn)定性最行之有效的方法之一。因此，在現(xiàn)代超音速飛機(jī)上，在不可逆助力操縱系統(tǒng)中均廣泛地加裝自動(dòng)增穩(wěn)器，從而構(gòu)成近代有人駕駛飛機(jī)的飛行操縱系統(tǒng)。
*+對(duì)飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱品質(zhì)的作用（）增加飛機(jī)縱向短周期模態(tài)的動(dòng)穩(wěn)定性。經(jīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行傳遞函數(shù)分析可知，縱向阻尼器系統(tǒng)增加了飛機(jī)系統(tǒng)阻尼比，但降低了飛機(jī)系統(tǒng)的縱向靜操縱性。
為了維持原操縱性，最簡單的方法是增大駕駛桿到舵面間的傳動(dòng)比，使系統(tǒng)的總傳遞系數(shù)等于原來值。但這種做法較難實(shí)現(xiàn)。因此，目前常用的方法是在系統(tǒng)中引入清洗網(wǎng)絡(luò)，通常接在速率陀螺與舵回路之間。
引入清洗網(wǎng)絡(luò)的基本思想是：當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)短周期振蕩時(shí)阻尼器起增加阻尼作用， •*,•
 
在駕駛員作正常的機(jī)動(dòng)操縱時(shí)阻尼器不起作用。鑒于前者是高頻信號(hào)，后者是低頻
　
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