光傳操縱技術提升飛機安全性
2008年3月18日,灣流航空公司宣佈成功進行了採用光傳飛控技術（“Fly-By-Light“ (FBL)）進行了飛機控制的演示驗證，這是灣流公司第一次在其商用飛機的主飛行操縱舵面上進行的光傳飛控技術測試。在灣流GV測試飛機上，一組光纖線束傳輸了從飛控計算機到擾流板的駕駛員控制輸入信號，完成了近75分鐘的飛行測試。
光纖是光導纖維的簡稱。光纖是以光脈衝的形式來傳輸信號，材質以玻璃或有機玻璃為主的網絡傳輸介質。在傳輸過程中一般是在發送端將電信號轉換為光信號，信號通過光纖傳輸，在接受端將光信號轉換為電信號，實現光傳輸的通信。在飛機上採用光傳輸，首先帶來的是飛機安全性的提升：光纖可以有效地防禦電磁干擾及由雷擊或閃電引起的電磁衝擊，並且對核爆炸等引起的電磁脈衝不敏感；光纖的電隔離性好，消除了電火花的產生及引起爆炸的危險；光纖故障隔離性好，因而當一個通道發生故障時不會影響到其它的通道；光纖是介質材料，不向外輻射能量，因而不存在金屬導線所固有的地環流和由此引起的瞬間擾動；光纖可以有效地消除各信號之間的串擾；光纖的抗腐蝕性和熱防護品質優良。
光傳輸系統以光纖取代電纜，也帶來了飛機經濟性的提升：光纖一般由SiO2晶體制成，纖芯很細，光纖比電纜輕，因而採用光纖可以極大地減少系統的重量和尺寸；光纖可以利用時分複用或波分複用技術實現多路傳輸，採用波分複用技術還可實現單個光纖雙向傳輸,在佈線數量和維護上帶來優勢。
在飛機上採用光傳輸，可以帶來傳輸速率的提高：光傳輸在數據傳輸率方面具有較大的優勢，一般電纜傳輸最高速率100Mbps，光纜傳輸信號速率可輕鬆達到1-4 Gbps，可見其對具有高數據傳輸率要求的新系統具有支持作用。
光傳操縱技術發展歷程
歐美國家的光傳操縱及光總線組網技術研究起步較早，最初主要針對軍機，以使其適應複雜的作戰環境。隨著研究的深入，該技術在民用飛機上也逐漸得到應用，用以提高飛機的性能。
為提高直升機的性能水平，美國陸軍自上世紀60年代發起“先進數字光學控制系統（ADOCS）計劃”研究，以使直升機具有全天候貼地飛行的性能。該技術在UH-60A（黑鷹）直升機上進行了試飛，波音公司研製了光傳操縱系統，採用了光傳感器、三餘度光纜、微處理機等作為主系統，機械系統作為備份系統。
上世紀70年代到90年代，美國飛行試驗中心在A-7D飛機上進行“數字戰術飛行控制系統（DIGTAC）計劃”的研究，它利用光纖作為飛控系統的數據傳輸線，採用了電傳/光傳混合控制，是戰術飛機光傳操縱的雛形。在A-7D飛機上，利用1553通信連接了駕駛艙遠程終端、作動器伺服和傳感器終端以及總線控制器，並進行了多次試飛。
1979年，美國洛克希德-喬治亞公司在一架卡普羅尼噴氣滑翔機上實驗了光傳操縱系統，把光纖信號傳輸用於俯仰通道的控制，其目的是在飛行中研究和評定一種採用光纖進行指令和反饋信號傳輸的閉環數字飛行控制系統，於1979年9月進行了試飛。試驗表明與電傳操縱系統相比，光傳操縱系統在抗電磁干擾、減輕重量、提高可靠性等方面有明顯的優勢。
八十年代末至九十年代初，美國開展了光纖控制一體化（FOCSI）計劃，FOCSI的目的是開發並評估用於推力控制和飛行控制的光傳感器和光電轉換架構（EOA）。光傳感器和EOA僅用於測試平臺上的開環測量，測量的數據與傳統的電傳感器數據進行對比，以檢測光傳感器和EOA工作的可行性。該技術的研究平臺是一架F/A-18飛機，在推進系統控制和飛行控制上採用了光傳感器。
光傳操縱飛機閉環測試（FACT）計劃使用FOCSI開發的光傳感器和光電轉換架構，在飛控系統的作動器上實現閉環控制系統。FACT計劃主要是檢測整個系統是否能夠正常工作，以支持後期的其它光傳項目的研究。FACT在F/A-18飛機上進行了試飛試驗，用以表明光傳操縱可以實現電傳操縱方向舵的控制。
隨後的光傳操縱先進系統硬件（FLASH）計劃的目的是開發出一整套用於光傳操縱的硬件技術。在前期FACT研究成果的基礎上，進一步對傳感器、操縱部件、計算機、作動器、接口裝置等關鍵部件進行研製，以成就光傳操縱技術。主要集中在：滿足飛機要求的光纜技術；低成本的飛控系統用傳感器和控制鏈，包括革新性的控制系統設計架構；作動器技術。FLASH中使用了FACT中取得的硬件技術，如光傳感器和EOA等部件，實現了從駕駛杆到作動器的閉環仿真演示。FLASH是一個大的計劃，但並沒有進行飛行試驗，只在部分系統上得到了實現。
麥道飛機公司利用FLASH研究成果，在MD-90飛機研製了光傳副翼配平（FLOAT）系統，並進行了空中演示。其先進的光傳系統項目中有二項任務：任務一為綜合光纜裝置及部件的開發，如高密度光纖條狀纜線和接口部件，及其在飛機上的安裝和維修技術；任務二為基於飛行控制和航空電子系統的柔性結構，進行光傳飛行控制硬件及系統的開發，並演示光傳飛機閉環控制系統的功能。
中國民機業對光傳操縱技術的探索
民用飛機安全性要求較高，光傳操縱及光總線組網技術滯後于軍機的研究，但是從上世紀末開始，民機也在逐漸開始應用光傳輸技術。
八十年代末至九十年代初，美國為保持光傳操縱系統的領先地位，就已開展了一系列研究開發計劃，包括光纖控制一體化計劃、光纖推進管理接口系統、光傳飛機閉環測試計劃等。其研究計劃之間相互承接，主要目標是到2000年開發出具有明確規範的光傳飛控系統。
我國光傳起步較晚，光傳操縱目前主要集中在理論分析和實驗室仿真階段。目前從事光傳操縱研究的主要高校有清華、北航、西工大，研究所有618所、631所等。國內研究目前還沒有一個系統的將光傳輸技術向軍、民機轉化應用的頂層規劃，成果集中在光傳操縱體系、光傳硬件設計理論及試驗件研製、光傳數據總線技術與標準等。
中國商飛未來客機項目在使用複合材料減重的同時，對雷擊、閃電等引起的電磁衝擊和電磁干擾問題提出了更高的要求；未來客機功能多，電子設備複雜，重量問題愈顯突出，減重解決飛機經濟性問題的需求比較突出。未來客機將採用健康監測等新技術，高數據傳輸率的需求也是與日俱增。基於以上未來客機的需求，中國商飛公司於“十二五”期間適時啟動了光傳操縱技術的研究，以期提高飛機的安全性、經濟性和技術先進性，為未來客機具有競爭性提供支持。
中國商飛北研中心作為項目的牽頭單位實施了光傳操縱項目的研究，並聯合了中航工業，設計了光傳飛控系統的可行性方案，研製了光傳飛控計算機，實現了飛控系統光總線傳輸的仿真與驗證，進行了側杆、腳蹬等典型操縱部件的集成，在國內率先實現了民機光傳飛控系統的演示驗證。
北研中心多電綜合研究部主要負責下一代客機關鍵技術攻關、系統概念方案論證等技術研究工作，自創立伊始的3人到如今的18人，走過了快速發展的3年。部門成員中有“千人計劃”專家2人，擁有海外經歷的7人。其中飛控專業組5人，通過光傳操縱項目的歷練，已形成自己特色的專業技術能力，制定了2項北研中心級的光傳技術標準規範，申報了2項光傳專利，實現了光傳飛控的演示驗證。
在民用飛機越來越多使用光傳輸的大趨勢下，民用飛機光傳操縱技術需要持續研究和積累，自主創新掌握該項技術，以用於未來客機的研製。
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