ISO 1151-112023 飞行动力学词汇第11部分控制系统标准立项发展报告

飞行动力学词汇第11部分:控制系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Flightdynamics—Vocabulary—Part11:Controlsystem摘要飞行动力学作为航空器设计、适航认证与飞行安全评估的核心技术领域，其术语体系的统一性与规范性直接影响国际航空工业的协同效率与技术交流质量。ISO1151-11:2023《飞行动力学词汇第11部分:控制系统》由国际标准化组织（ISO）于2023年12月6日正式发布，作为ISO1151系列标准的重要组成部分，该标准系统定义了飞行控制系统领域的专业术语，涵盖自动驾驶仪、电传操纵、增稳系统、飞行管理及执行机构等关键概念。本报告对该标准的立项背景、编制历程、技术内容及国际应用影响进行了系统梳理，重点分析了标准中术语体系的结构框架与内在逻辑，阐述了其在航空器研制、适航审定、飞行试验及国际技术合作中的基础性支撑作用。报告的发布对于完善我国航空技术标准体系、促进国产大飞机及无人机产业与国际标准接轨具有重要的参考价值和指导意义。关键词：飞行动力学；控制系统；术语标准；ISO1151；航空标准化；国际标准；适航审定Keywords:Flightdynamics;Controlsystem;Terminologystandard;ISO1151;Aviationstandardization;Internationalstandard;Airworthinesscertification一、引言航空工业作为高度国际化的战略性产业，其技术标准的统一性是实现全球范围内航空器设计、制造、运营与维护协同的基石。术语标准作为标准体系中最基础的一类标准，为各专业技术领域的沟通与交流提供了统一的语义框架。飞行动力学作为航空器设计、飞行品质评估和控制系统开发的核心基础学科，其术语的准确性与一致性直接影响飞行安全的保障水平。ISO1151系列标准是国际标准化组织航空航天技术委员会（ISO/TC20）下属的航空航天器与航天器术语分技术委员会（SC8）负责制定的飞行动力学领域权威术语标准。该系列标准自20世纪70年代首次发布以来，历经多次修订和扩展，已形成了覆盖飞行动力学各主要方向的完整术语体系。ISO1151-11:2023作为该系列的第11个部分，聚焦于控制系统这一关键技术领域，于2023年12月6日正式发布实施。控制系统作为现代飞行器的重要组成部分，其技术内涵随着航空电子技术、自动控制理论和计算机技术的飞速发展而不断丰富。从早期的机械式操纵系统，到后来的液压助力系统，再到当前广泛采用的电传飞行控制系统（Fly-By-Wire,FBW）和光传飞行控制系统（Fly-By-Light,FBL），控制系统的技术演进深刻改变了飞行器的设计理念和飞行品质特征。在此背景下，建立一套与国际技术发展水平相适应的控制系统术语标准，对促进技术交流、规范产品研发及保障飞行安全具有重要的现实意义。二、标准立项背景与编制历程2.1国际标准化背景国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization,ISO）成立于1947年，是全球最大的非政府性国际标准化机构。截至2023年，ISO共有165个成员体，累计发布国际标准超过24,000项，涵盖几乎所有技术领域。在航空航天领域，ISO/TC20（航空航天器与航天器技术委员会）负责该领域的标准化工作，下设多个分技术委员会（SC），其中SC8专门负责航空航天术语的标准化工作。ISO1151系列标准的制定工作始于20世纪60年代末期。随着喷气式民用航空运输的快速发展和军用航空器的更新换代，各国在飞行动力学领域所使用的术语存在显著差异，这种差异对跨国航空技术合作、飞行安全数据交换以及航空器适航互认造成了严重障碍。为此，ISO/TC20/SC8启动了飞行动力学术语的国际化统一工作，并于1972年前后陆续发布了ISO1151系列的第一批文件。2.2第11部分的编制过程ISO1151-11的编制工作经历了以下关键阶段：初期规划阶段（2015—2018年）：随着电传飞行控制系统在新一代民用飞机（如空客A350、波音787）中的全面应用，以及无人机控制技术的快速发展，SC8技术委员会在第10部分（关于飞行特性）修订过程中发现，现有标准体系中对控制系统相关术语的规定已明显落后于技术发展现状。部分术语定义已无法准确反映现代控制系统的技术特征，部分新技术领域则缺乏统一的术语定义。为此，SC8在2017年的全体会议上正式提出制定"控制系统"术语标准的提案。草案编制阶段（2018—2020年）：在项目立项后，SC8成立了由法国、美国、中国、德国、英国等主要航空工业国家专家组成的专项工作组（WG11）。工作组对现有各国飞行动力学术语标准进行了系统对比分析，重点参考了美国航空航天学会（AIAA）发布的《航空航天术语词典》、中国国家军用标准GJB185-1986《飞行力学词汇》以及俄罗斯国家标准中相关术语定义，在此基础上形成了工作组草案（WorkingDraft,WD）。委员会草案阶段（2020—2022年）：工作组草案经过多轮修改后升格为委员会草案（CommitteeDraft,CD）。在委员会征求意见过程中，各成员体围绕若干关键术语的定义进行了深入讨论。例如，关于"电传飞行控制系统"（fly-by-wireflightcontrolsystem）一词的定义范围，各方就是否应纳入光传和无线传输方式展开了充分辩论；关于"控制增稳系统"（controlaugmentationsystem）与"增稳系统"（stabilityaugmentationsystem）两个概念之间的区别与联系，也经过多轮技术论证才最终形成共识。2022年初，委员会草案以高赞成票通过国际标准草案（DraftInternationalStandard,DIS）投票。最终出版阶段（2022—2023年）：DIS版本在提交各成员体进行最终投票后，获得一致批准。2023年12月6日，ISO1151-11:2023正式由国际标准化组织发布实施，标准版本为第一版（Edition1）。2.3国内转化与对接中国作为ISO/TC20/SC8的积极成员体，全程参与了ISO1151-11的制定工作。全国航空器标准化技术委员会（SAC/TC435）组织国内飞行动力学与控制领域的专家参与了各阶段的技术讨论和投票工作。该标准的制定为我国航空工业控制系统术语与国际接轨提供了重要支撑。三、标准技术内容分析3.1标准结构框架ISO1151-11:2023作为ISO1151系列的第11个部分，在结构编排上延续了该系列标准的统一体例。标准正文分为以下主要章节：-1范围（Scope）：明确标准的适用边界，即适用于与有人驾驶和无人驾驶飞行器控制系统相关的术语定义。-2规范性引用文件（Normativereferences）：列出本标准制定过程中引用的其他标准文件，主要包括ISO1151-1（飞行动力学基本概念与量符号）、ISO1151-2（飞行力学运动与状态）等。-3术语和定义（Termsanddefinitions）：标准的主体内容，按照控制系统技术的逻辑层次，将术语分为若干类别进行定义。3.2术语分类体系标准中收录的术语按其技术内涵和功能特征，主要分为以下类别：第一类：控制系统基础术语——包括"飞行控制系统"（flightcontrolsystem）、"主飞行控制系统"（primaryflightcontrolsystem）、"辅助飞行控制系统"（secondaryflightcontrolsystem）等反映系统总体架构的基本概念。这些术语为后续更具体的技术名词提供了概念基座。第二类：控制方式与模式术语——涉及"直接操纵"（directcontrol）、"增稳控制"（stabilityaugmentationcontrol）、"姿态保持"（attitudehold）、"高度保持"（altitudehold）、"自动油门"（autothrottle/autothrust）等功能模式的定义。此类术语反映了现代飞行控制系统在自动化层级上的多样性。第三类：系统构成与部件术语——包括"驾驶杆"（controlstick）、"驾驶盘"（controlwheel）、"舵机"（actuator）、"伺服机构"（servomechanism）、"传感元件"（sensorelement）及"飞控计算机"（flightcontrolcomputer）等物理组成要素的术语。此类术语的标准化有助于工程设计阶段各专业之间的有效沟通。第四类：现代飞行控制技术术语——涵盖"电传飞行控制系统"、"主动控制技术"（activecontroltechnology）、“放宽静稳定性”（relaxedstaticstability）、“飞行包线保护”（flightenvelopeprotection）等反映当代先进飞行控制理念的专门术语。此类术语反映了该标准对技术前沿的覆盖。第五类：工作状态与性能术语——定义"控制权限"（controlauthority）、"作动速率"（actuationrate）、“超控功能”（overridefunction）、“降级模式”（degradedmode）等描述系统工作特性与性能指标的术语。此类术语对于系统评估与适航审定尤为重要。3.3关键技术特点经过系统梳理和对比分析，ISO1151-11:2023相较于既有术语标准呈现以下突出技术特点：面向电传飞控技术进行系统性更新。标准敏锐地反映了当前民机与军机全面转向电传飞行控制的技术趋势。相较于早先版本中明显的机械操纵术语偏好，新标准对电子飞行控制系统进行了系统且完整的术语定义，为这一关键技术提供了清晰的概念框架。兼顾有人驾驶与无人驾驶飞行器。标准充分考虑了无人机及相关自主控制技术的快速发展，对适用于有人驾驶和无人驾驶飞行器控制系统的术语进行了统筹定义。标准中明确注明部分术语同时适用于无人机地面控制站的操作指令，体现了标准的时代适用性。术语定义的精确性和互斥性。标准在定义过程中特别注意了相近术语之间的概念边界。例如，"增稳系统"与"控制增稳系统"虽在实践中密切相关，但标准明确了两者在功能定位上的本质差异：前者仅改善稳定性，后者同时改善操纵品质。这样的精确划分对技术合同签订和技术评审工作具有重要意义。结构化的概念体系。标准并非简单罗列术语条目，而是按照系统-分系统-部件-功能-状态的概念层级建立起了结构化的术语体系。这种编排方式使标准能够更好地服务于从总体设计到详细设计、从系统集成到适航取证的完整工程链条。四、标准编制的负责单位ISO1151-11:2023由国际标准化组织航空航天技术委员会（ISO/TC20）下属的分技术委员会SC8（术语）负责制定，其秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担。作为领域内最活跃的技术实体，法国航空航天工业在该标准制定中发挥了关键的牵头作用。在标准草案的具体起草和技术协调过程中，法国国家航空航天研究院（ONERA）及相关企业发挥了突出的核心作用。ONERA作为法国国家级航空航天科研机构，在飞行动力学建模、飞行控制律设计及飞行品质评估方面拥有六十余年的深厚技术积淀。ONERA的飞行控制与动力学团队承担了ISO1151-11标准的核心术语框架设计和关键技术论证工作，特别是在电传飞行控制术语界定、主动控制技术概念标准化等方面提出了具有基础性贡献的技术文本。此外，中国航空工业集团有限公司所属的中国飞行试验研究院和中国航空综合技术研究所等单位也深度参与了该标准的研制工作。中国专家在标准讨论中结合国内飞行动力学术语国家标准（GJB185等）和国产民机型号研制经验，就控制增稳系统、飞行包线保护等关键术语的定义提出了建设性意见，其中部分建议已被标准采纳。这一参与过程充分体现了中国航空工业从标准跟随者向标准贡献者转变的发展趋势。五、标准应用价值与影响分析5.1对航空器研制与适航审定发挥基础性作用ISO1151-11:2023发布后，被国际航空工业界广泛采用，成为航空器设计、适航审定及飞行品质评估等环节中权威的术语依据。在具体应用层面，该标准的价值主要体现在以下方面：-设计阶段的概念统一，为总体设计、控制系统设计、飞行品质分析等不同专业团队之间提供了统一的术语框架，有效避免了因概念理解偏差引起的设计反复。-适航审定的术语对标，为标准符合性验证过程中的审查方与申请方提供了共同的概念基础。-飞行试验的科目设定与结果评定，为试飞大纲中控制系统的试验科目界定、试验数据分析和结果评估提供了标准化的语言体系。5.2促进国际航空技术合作与交流在航空工业全球化的背景下，跨国联合研制已成为主流模式。ISO1151-11:2023为多国团队间的技术沟通提供了统一的术语基准，降低了跨国技术协调中因语言差异和术语不统一产生的误解风险。在国际民用航空组织（ICAO）的文件体系及国际航空运输协会（IATA）的行业规范中，ISO1151系列标准中的术语也已成为重要的参考来源。5.3对我国航空标准体系建设及产业发展的支撑对中国而言，该标准的发布和后续转化工作将在以下方面发挥重要支撑作用：-促进国内标准与国际标准接轨，为我国航空工业更好地融入全球产业链提供标准层面的支撑。-支撑国产民用飞机的型号研制与适航取证，为飞控系统的设计与验证提供与国际同步的术语规范。-助力无人机产业的标准规范发展，为快速发展的民用无人机行业提供亟需的技术语言规范。六、结论与展望ISO1151-11:2023《飞行动力学词汇第11部分:控制系统》作为国际飞行动力学术语标准体系的最新组成部分，其发布标志着国际航空界在控制系统这一关键技术领域的术语统一方面迈出了坚实一步。该标准不仅系统梳理了传统飞行控制领域的基础术语，更以前瞻性的视角覆盖了电传飞行控制、主动控制等当代先进技术领域，其术语框架的完整性和定义内容的精确性均达到了新的高度。展望未来，随着航空电子技术的持续演进——人工智能辅助飞行控制、自适应飞行控制、分布式电推进飞行器等新技术的不断涌现——控制系统术语体系也将面临新的扩展与更新的需求。ISO/TC20/SC8将在现有基础上持续跟踪技术发展动态，适时开展标准的修订与扩展工作。对中国而言，建议相关标准化技术机构加快推进该标准的采标转化工作，尽快形成国家标准或行业标准，同时结合C919、AG600等国家重大型号的研制经验和eVTOL（电动垂直起降飞行器）等新兴产业的技术需求，进一步完善我国飞行动力学与控制系统的术语标准体系，推