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大话A320(二)老寡头与理想国

2021-08-03 18:01 作者:航理小课堂  | 我要投稿

让我们设想这么一个场景。

当森林古猿们第一次无意识地抱团取暖时,社会的进步就在无情而高效的自然选择中开始了。对生产效率的要求筛选出了分工,对资源多样性的要求筛选出了交换,对共同利益保护的要求筛选出了集体意识,诸如此类。历史的车轮开始滚滚旋转,之后是交易,货币,部落,国家,政体…一个又一个当今我们熟悉的名词开始产生。从大的尺度来看,其动力几乎是完全自发的,并没有一个更高层次的意识为社会的演进提前设定好框架和日程表。到了20世纪,这种自发演进形成的体制达到了当时的巅峰。近代帝国的触角已经能遍布到整个世界,资本主义解放出的生产力开始集中喷发,冒着黑烟的巨轮开始联通大洲,为工业中心送来万里外殖民地的原材料,源源不断的制成品又支撑着探险者们踏足这个世界实体和思想的最后边界。

但是,无数岁月的无序发展除了堆砌出如此的辉煌,所带来的弊病同样积重难返。一旦上层建筑不再能指导实践,矛盾就将集中爆发。第一次世界大战无疑是这头房间里的大象最响亮的怒吼。在这种情况下,哲人们开始思考,是否可以从历史中总结出某些形而上的发展规律,对其加以改进后从头重建一个全新的,保留了历史沉淀的精华,同时又更完美的社会。他们也的确将这一想法付诸了实践。

这段历史与飞机的进化极其相似。空客的手册把飞机分为“传统飞机”和“电传飞机”。“传统飞机”的定义自莱特兄弟开始就从未改变,即操作杆和舵面的偏转角有直接的一阶函数关系。这种飞机在民用方面的演进如同前面提到的社会自然发展一样,仅仅在一个简单的“增升减阻”的筛选条件下自发前进(而造成这个条件的原因又是飞机区别于其他交通工具最大的不同,以后详述)。因此,传统飞机是一件完全由功能决定形态的工具。而在操纵方面,操作杆和舵面的直接对应带来的最大特点是分析的复杂,以俯仰方向为例,对一个新手驾驶员而言,如果他想理解往后带杆并保持不动时飞机姿态的变化,他要想到带杆导致升降舵上偏,增大的尾翼曲度使得尾翼向下的升力值增大,带来了抬头力矩。抬头力矩使飞机产生了绕横轴的角速度,这一运动带来了阻尼力矩,而运动的结果使尾翼迎角减小,同时产生了稳定力矩。最后飞机在它们的共同作用下平衡在一个新的较大俯仰姿态上。而且仅仅知道这样定性的结论是不够的,为了建立预定的俯仰角,则要进一步了解杆量和姿态变化的定量关系,而这其中所用到的数学工具就超出我的能力范围了。

很显然,空客的工程师们面对这一堆祖传屎山也像近代的哲人一样,有着将其大刀阔斧全部砍掉之后用提炼出来的简明定理将其重塑的冲动。因此,在空客的电传飞机上,同样以俯仰为例,驾驶员不需要再想这一堆弯弯绕,而只需要背诵“空客第一定律”:侧杆纵向偏转对应载荷因数!而这里的原文“载荷因数”还不是特别明确,可以换个更直白的说法:抬头率!而后面如何操纵,就回到了高中物理按定律解题的时代。假如手册上写着10度侧杆偏转对应3度每秒的抬头率,那么如果驾驶员想建立一个10度的爬升姿态,只用带10度的杆,心里默数一二三然后——松手!为了维持姿态,建立后要不要带一点杆?如果遇到了顶风要不要顶杆?高气温下舵面效应变差要不要多带一点?答案全部是——不用!为什么?——空客第一定律里提到这些了吗?没有,那就别做,驾驶员只需要一字不差地按照定律解题,增稳计算机就会处理好剩下的一切,欢迎来到空客的电传世界。

上面仅仅举了一个俯仰的例子,在其他自由度乃至系统上,空客电传飞机的逻辑也完全相同。从A320开始,空客制造出的不再是一架飞机,而是一个全新的小世界。在正常法则下,这个世界如同小滑块之下的光滑平面,一切运动都完美地遵照空客制定的定律进行。如果说20世纪末的传统飞机是自然演进出的老牌资本主义寡头,那么A320就是下一个时代的理想国——一个哲人们通过总结历史规律并去粗取精,自上而下设计出的完美国度。

但是,这样的国度真的如此完美吗?

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