Comenzi electrice de zbor

La comenzile de zbor electrice (engleză, fly-by - wire sau FBW ) sunt un set de dispozitive electrice , electronice și de calculator , prin intermediul căreia driver controlează o aeronavă , spre deosebire de tradiționale de control al zborului mecanic în cazul în care pilotul acționează asupra controlului suprafețelor de aeronava printr-o legătură mecanică directă sau asistată de servo-comenzi . Uneori folosim termenul englezesc fly-by-wire .

În aviație , comenzile de zbor sunt sistemele care fac legătura dintre pilot și suprafețele de control aerodinamic care fac posibilă modificarea traiectoriei avionului. Ansamblul este alcătuit din membrii pilotarea ( mâner , de exemplu), elemente de acționare ( hidraulice sau electrice cilindre ) pentru a opera suprafețele de control și un sistem de transport mai mult sau mai puțin sofisticate între membrii și pilotare actuatoarele.

Comenzile electrice de zbor au apărut pentru prima dată în 1958 pe Avro Canada CF-105 Arrow , urmate de avioanele cu Concorde (control electronic parțial de zbor) și Airbus A320 (control computerizat complet al zborului). Boeing , mai recent, le-a introdus din 777 .

Un control computerizat de zbor cuprinde computere redundante care pun în aplicare legile de pilotaj ale avionului, precum și reguli de siguranță care împiedică sau descurajează pilotul să depășească anvelopa de zbor a avionului.

Istoric

În primele avioane, și încă și astăzi pe avioanele ușoare, conexiunile dintre baston, cârmă și cârme și ascensor au fost realizate folosind tije sau cabluri, iar pilotul și-a exercitat forța direct pe suprafețele de control.

Când avioanele au devenit mai grele, producătorii au adăugat sisteme de asistență hidraulică, făcând astfel posibilă multiplicarea efortului pilotului.

Se face distincția între comenzile de zbor primare (ascensor, eleron, cârmă, frână de aer, actuator plan orizontal) utilizate pe tot parcursul zborului și comenzile de zbor secundare (lamele și clapete) utilizate în timpul fazelor de aterizare și decolare.

Primul avion non-experimental care a fost echipat cu control electric al zborului a fost Avro Canada CF-105 Arrow, un interceptor care a zburat pentru prima dată în 1958. Concorde a fost primul care a exploatat această tehnologie în transportul comercial. Ulterior, controalele digitale sunt experimentate pe un F-8C Crusader numit F-8 Digital Fly-By-Wire pe25 mai 1972. În 1984, Airbus A320 a devenit primul avion comercial ale cărui controale erau controlate în întregime de un computer.

Tehnologie de acționare electrică

La dispozitivele de acționare hidraulică sunt putere egală, mai grele decât motoarele electrice (trebuie să includă greutatea generatorului de presiune (compresor) și greutatea tubulaturii sau puterea de transmisie fiu); pe de altă parte, sunt mai rapide, ceea ce explică utilizarea lor încă foarte obișnuită. Masa necesară a conductelor este în prezent (2006) redusă prin creșterea presiunii fluidului și prin utilizarea conductelor cu diametru mai mic.

Inițial, progresul realizat cu servovalve electro-hidraulice a permis dezvoltarea unor comenzi complet electrice. Fiabilitatea sistemelor a permis, de asemenea, eliminarea legăturii mecanice, care a fost văzută ca un element important de siguranță.

În al doilea rând, apariția computerelor digitale rapide a făcut posibilă modificarea sarcinii pilotului. Aceasta nu mai determină mișcarea suprafețelor de control pentru a controla apoi efectele folosind instrumentele sale de la bord, ci determină mișcarea avionului, lăsând computerul să controleze mișcările de control necesare în funcție de altitudine, de viteză  etc. Nu mai este necesar niciun efort fizic. Unii producători au putut apoi să înlocuiască sistemul tradițional (mâner și cârmă) cu un mini- mâner simplu ( Airbus A320 , A330 , A340 , A380 , A350 ). În plus, computerul poate interzice mișcările de direcție care ar putea implica riscuri pentru siguranța zborului.

Un control computerizat de zbor cuprinde computere redundante care pun în aplicare legile de pilotare a aeronavei, precum și reguli de protecție a anvelopei de zbor care limitează schimbările aeronavei în interiorul anvelopei sale de zbor , adică la diete și atitudini sigure.

Există, de asemenea, diferențe de filozofie pe acest subiect între cei doi principali producători de aeronave de pe piață, fiecare având detractorii și apărătorii săi:

Echipamente pentru aeronave

Comenzile electrice de zbor au apărut pentru prima dată pe avioanele civile cu Concorde (control analogic de zbor electronic ) și Airbus A320 (control computerizat complet al zborului ), urmate de alte avioane Airbus . Boeing , mai recent, le-a introdus din 777 .

De Servomotoarele sunt hidraulice de putere . O inovație a Airbus A380 este că unele servomotoare sunt alimentate electric ( (ro) Actuatoare hidrostatice electrice  (ro) ).

Pe avioanele militare, Mirage IV a primit prima comandă pentru zboruri electrice la înotătoare în 1964 .

Primii care au fost complet echipați în serie au fost F-15, apoi F-16 la începutul anilor 1970, apoi Mirage 2000 în 1978.

Prezența acționărilor electrice controlate de un computer utilizat pentru a construi aeronave în mod normal instabile (avionul nu revine la o poziție de echilibru după o perturbare). Reducerea suprafețelor care stabilizează aeronava pe traiectoria sa face posibilă reducerea greutății aeronavei și a semnăturii radar, dar , mai presus de toate, are ca rezultat o îmbunătățire considerabilă a manevrabilității . Aeronava va putea efectua manevre rapide într-o situație de luptă aeriană și, astfel, va încerca să scape de raza de tragere a unei rachete inamice. Vorbim apoi de control activ generalizat (GAC) care reflectă integrarea tuturor tehnologiilor CDVE, instabilitate, și asta din proiectarea aeronavei. Sistemul AGC este apoi capabil să acționeze suprafețele de control ținând cont de mulți parametri pentru a obține un rezultat mai bun decât cel care ar fi putut rezulta din aplicarea strictă a comenzilor pilotului. Avionul va putea astfel, de exemplu, să evite rotirea sau să se oprească la viteză foarte mică sau să aibă o rată de rulare excepțională.

Note și referințe

  1. W. (Spud) Potocki, citat în The Arrowheads, Avro Arrow: the story of the Avro Arrow de la evoluția sa până la dispariția sa , paginile 83-85. Boston Mills Press, Erin, Ontario, Canada 2004 (publicat inițial în 1980). ( ISBN  1-55046-047-1 ) .
  2. Whitcomb, Randall L. Războiul rece Războiul tehnic: Politica apărării aeriene a Americii . Apogee Books, Burlington, Ontario, Canada 2008. Pagini 134, 163. ( ISBN  978-1-894959-77-3 ) .
  3. (în) „  Proiecte anterioare - F-8 Digital Fly-By-Wire  ” , pe site-ul NASA , nasa.gov.
  4. AF447: dezavantajele filozofiei Airbus
  5. „Moștenirea Concorde: o amprentă tehnologică încă intactă”, Air & Cosmos , nr .  2161, 27 februarie 2009.