Википедија

Систем команди лета авиона — разлика између измена

Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
м разне исправке; козметичке измене
м Разне исправке
Ред 104:
=== Механичке ===
 
Механичке команде лета су прва технолошка решења, која су се користила на првим авионима у току ваздухопловне историје. Задржана су као најједноставнија решења на [[Ултралаки авион|ултра-лаким авионима]], где су се задржале мале силе, потребне за померање палице и педала. Код ових команди, све су компоненте механичке:<ref name="Команде">[http://www.freepatentsonline.com/7668627.html Команде], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref>
<ref name="Механичке команде">[http://www.tesionline.com/intl/glossary.jsp?id=2908 Механичке команде], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref>
* палица/педале/ручице,
* сајле,
Ред 116:
* због преласка центра потиска на другу страну шарнирне осе, што мења смер шарнирног момента па и сили на палици и онемогућава управљање.
 
Ова ограничења су постала препрека за даљи развој авиона. Решење је нађено са увођењем хидрауличког покретача командне површине, са неповратним дејством. При томе се шарнирни момент уравнотежава са силом хидропокретача, а на палици се осећа безначајан отпор трења у чворовима механичког преноса и у разводнику хидро уља. Овде се јављају нови проблеми, пилот губи осећај о учињеној радњи, преко информације пораста силе реакције на палици и педалама, при његовој команди. Тај се осећај мора вештачки симулирати, што је приказано у поглављу „Симулација осећаја силе на палици“. Други је проблем је осетљивост разводника хидропокретача и на најмањи нежељени улаз, што изазива и нежељени отклон крмила. Због дужине механичког кола команди лета, од палице до разводника, тај услов је тешко испунити због зазора у чворовима и због еластичности целог командног кола. Компромисно решење се налази у повећању преклапања клипова разводника и пролазних отвора. На тај начин се повећава толеранција на нежељени улаз у разводник, али се повећава нелинеарност система хидропокретача.<ref>[http://www.tesionline.com/intl/glossary.jsp?id=2909 Хидромеханички систем], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref>
 
==== Хидраулички покретачи ====
Ред 127:
[[Повратна спрега]] је механичка, са системом полуга (на слици назначено са плавом бојом), која обезбеђује прецизно позиционо управљање са крмилом. Преносни однос, дефинисан је са кинематиком повратне спреге, дефинише се као ''појачање'' исте. Блок шема, на горњој слици, алгоритамски дефинише принцип рада хидрауличког покретача. Са „А“ је означен цилиндар са двоструким клипом, „Б“ је структура повратне спреге и „С“ је упоређивач, који направи разлику између жељеног и стварног помака клипњаче (крмила). Уочена разлика је допунски (корективни) улаз на разводник и такав се одвија процес, све док се грешка (разлика) између жељеног и постигнутог отклона крмила не изједначи са нулом. Хидраулички покретач, бољих перформанси, то брже оствари.{{Напомена|Било је веома озбиљних покушаја решавања овог проблема погона крмила и са електричним покретачима. Због практичних проблема је напуштена та технологија и ако је било неколико примена и у серијској производњи. У последње време, у склопу електричних команди лета, поново се истражују та решења, у циљу елиминације дугачких водова хидросистема и велике масе хидроуља.}}
 
Хидраулички покретач је веома поуздан уређај. Поузданост његовог рада једино може да угрози отказ напајања и нечистоће у хидроуљу. Преклапање клипова вентила мора постојати због несавршености механичког кинаматског кола од палице до улаза у вентил. Са друге стране би вентили без икаквог преклапања имали одређено унутрашње цурење хидроуља, што би изазивало корективно померање улаза на њима, па и нестабилност рада. У стварној примени хидропокретача на авионима виших перформанси постоје и аутопилоти и пригушивачи, чији излази (команде) исто пристижу у хидропокретач. То су електронски улази, са ограниченим ауторитетом и они се саопштавају хидропокретачу преко сервовентила. Код електричних команди лета су сви улази електронски сигнали, али потпуног ауторитета (у пуним границама између два крајња отклона крмила).<ref name="Dowty покретачи">[http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1986/1986%20-%200838.html Dowty покретачи], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref>
{|align="center" style=" background-color:#FFFFFF; border-style:solid; border-width:2px; border-color:#87CEEB; padding:8px;
|-
Ред 147:
* Интеграцији [[аутопилот]]а, широког спектра функција.
* Реализацији лаке, поуздане и благовремене размене података са системом за навигацију.
* Развоју система команди лета, пошто се лако и у раној фази укључује пилот у тај процес, преко [[симулатор лета|симулатора лета]], који почиње да функционише од самог почетка развоја авиона.<ref name="Dowty покретачи"/><ref name="Електричне команде ЭДСУ-200">[http://www.airshow.ru/expo/22/prod_2024_r.htm Електричне команде ЭДСУ-200], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref name="Електричне команде лета">[http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/3962/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F Електричне команде лета], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref name=" FBW-CCV">[http://www.ausairpower.net/AADR-FBW-CCV.html FBW-CCV], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref>[http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-024-DFRC.html Дигитални FBW F-8], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref>[http://www.rafmuseum.org.uk/cosford/collections/aircraft/sepecat-jaguar-act-demonstrator.cfm FBW Јагуар], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref>
{{double image|center|Airbus A380 cockpit.jpg|355|Fly by wire.jpg|304}}
 
Ред 156:
Напајање хидро–покретача са хидро уљем је задржано као код механичко–хидрауличког система. Оваква, прва и најједноставнија варијанта електричних команди лета је изведена на ''авиону лабораторији'' Авро Вулкан [[1950]]. године. Осећај потребне силе на палици, за командни помак исте, вештачки је симулиран. Сличан систем, коришћен је и на првом надзвучном путничком авиону [[Конкорд (авион)|Конкорд]]у.
 
Касније је примењен савршенији аналогни систем на борбеном авиону [[F-16 фајтинг фалкон]]. У овој апликацији су коришћене и друге опције из менија могућности, као што је смањење статичке стабилности, што је овом познатом [[Ловачки авион|ловцу]], значајно повећало могућности у маневру. У овим унапређеним решењима, коришћени су аналогни рачунари, већих могућности..<ref name="Dowty покретачи"/><ref>[http://www.vectorsite.net/avf16_1.html#m2 F-16 FBW], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref>[http://www.centennialofflight.gov/essay/Evolution_of_Technology/Computers/Tech37.htm Развој копјутера за FBW F-16], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref>[http://www.glenair.com/html/tiftac.htm Каблови за пренос сигнала], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref>-{''L'héritage de Concorde : une empreinte technologique toujours intacte'', Air & Cosmos, n°2161, 27 février 2009}-</ref>
 
==== Дигитална технологија ====
Електричне команде лета, са дигиталним електронским сигналом, сличног су општег принципа као и претходна варијанта са аналогним сигналом. Разлика је само у електронском облику преноса сигнала и у томе што се у овом случају користи дигитални рачунар, већих могућности и бољих перформанси. [[Дигитални рачунар]] поред наведених предности је и флексибилнији за пријем сигнала од авионских [[сензор]]а. Са дигиталним рачунаром се могу остварити излази, према серво–вентилу, по сложенијем, задатом софтверу. [[алгоритам|Алгоритми]] сличног нивоа није могуће реализовати код логичког блока аналогног система, који има велика ограничења. Са дигиталним електричним командама лета се потпуно спроводи жеља пилота, уз побољшани квалитет и уз пружање велике помоћи у управљању са авионом. Пилот се ослобађа бриге о свима ограничењима које прате управљање са авионом, као што је гранична издржљивост структуре и граница нападног угла. [[Софтвер]], са којим рачунар обрађује сигнале, исте и филтрира од осцилаторних побуда, што обезбеђује и стабилност рада целог система. Овај [[систем]] команди лета, између осталог, отвара могућност за измештање палице, бочно од пилота. Значајно њено смањење и повећани нагиб пилотског седишта, прате овај концепт. Концепт мале бочне палице ослобађа централни део инструменталне табле, за бољу прегледност, а заваљено седиште омогућава пилоту лакше подношење услова већих оптерећења, при повећаним убрзањима. Један од пионира, у примени ових решења, је борбени авион [[F-16 фајтинг фалкон]], а на путничком авиону [[Аирбус А380|Аирбусу]], примењена је бочна палица.
 
Технологије електричних команди лета, освојене су и потврђене са обимним теоретским и лабораторијским истраживањима и са више десетина авиона–лабораторија, преправљених на бази тих нових технологија. Сада су то усвојени стандарди, за савремене борбене, транспортне и путничке авионе, широм света. У томе смислу, Федерална ваздухопловна администрација [[САД]] ({{јез-енг|Federal Aviation Administration (FAA)}}), стандардизовала је софтвер за електричне команде лета, под ознаком: -{RTCA/DO-178B}-, а закони управљања, морају да испуне услове -{DO-178B Level A}-. Савремени серијски борбени и комерцијални авиони се производе са овом технологијом управљања, примери су [[F-16 фајтинг фалкон]], [[F-22 раптор]], [[Авион Рафал]], [[JAS 39 Грипен]], [[МиГ-29|МиГ-29СМТ]], [[Сухој ПАК ФА]], [[Ербас А320]], [[Боинг 777]] и други.<ref>[http://www.fzt.haw-hamburg.de/pers/Scholz/dglr/hh/text_2007_09_27_A380_Flight_Controls.pdf Команде лета A380, презентирано на Универзитету у Хамбургу], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref>[http://personales.upv.es/juaruiga/teaching/TFC/Material/Trabajos/AIRBUS.PDF Команде лета A320/A330/A340], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref>[http://ukacc.group.shef.ac.uk/Lecture/2001_Lecture.pdf Дигиталне електричне команде лета]</ref><ref name="Студија о електричним командама лета">{{Cite web | url = http://ia600503.us.archive.org/3/items/nasa_techdoc_19760010066/19760010066.pdf | title ="Preliminary System Design Study f o r a D i g i t a l Fly-by-Wire F l i g h t Control System f o r an F-8C A i r c r a f t " | quote = Студија о електричним командама лета | author = Report No.NASA CR-2609 | date = January 1976 | format = pdf| publisher = NASA Langley Research Center | location = | pages = | language = {{en}} | accessdate =7. 05. 2012.}}</ref>
 
[[Датотека:Шема електричних команди лета.jpg|центар|700п]]
Ред 186:
==== Промена преносног односа ====
[[Датотека:Нелинеарни механизам.svg|Нелинеарна крива преноса палица–крмило.|десно|мини|220п]]
Код почетног развоја авиона, већ при помаку максималних брзина авиона преко 300 -{km/h}-, уочена је значајна промена у условима и у осећају пилота при управљању са авионом. Сила на палици/педалама је много увећана због пораста шарнирних момената са порастом брзине. Такође је авион постао преосетљив и на веома мале помаке палице/педала, због смањених потребних равнотежних отклона крмила, са порастом брзине. Тај проблем је код механичких командних система разрешен са „нелинеарним механизмом“. Уградњом овога механизма, постиже се измена градијента хода рукохвата палице по углу отклона крмила <math>\left(\frac{d{x_p}}{d\phi_h}\right)</math>, са изменом положаја (отклона) палице, по законитости приказаној на скици, датој на слици десно. Овом техником, могао се компромисно решавати овај проблем само у малом распону брзина. Са даљим порастом тога распона и при употреби хидро–покретача прешло се на механизовани систем аутоматске адаптације кинематског преносног односа палица/педале–покретач а и уједно и према опружном механизму за вештачку симулацију силе на палици/педалама. На авионима [[J-22 Орао]] и [[МиГ-21]], примењен је механизам АРУ-3В, а на [[МиГ-29|Мигу-29]] АРУ-29-2.<ref name="-{Perkins, C.D., Hage, R.E. Aeroplane Performance Stability and Control, John Wiley, New York, 1950.}-"/><ref name="АРУ-29-2">{{Cite web |url=http://www.lepse.com/ru/product/208 |title=АРУ-29-2 |accessdate= 14. 3. 2010.|last= |first= |coauthors= |date= |work= |publisher=}}</ref><ref name="Команде лета МиГ-29">[http://combatavia.info/index1mig29.html Команде лета МиГ-29], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref>
 
==== Симулација осећаја силе на палици ====
Ред 212:
Под појмом авионског [[аутопилот]]а, подразумева се уређај за аутоматско одржавање задатих номиналних параметара лета, као што су висина, правац, брзина и тако даље. Аутопилот је интегрисан у систем команди лета авиона. За начине интеграције важи све што је речено за пригушиваче, они се заједно интегрално и решавају. Функција аутопилота је да одржава номинално стање параметара лета, а функција пригушивача је да обезбеди стабилно то стање и квалитетан прелазни процес, при задатом преласку са једног на друго номинално стање. Спецификације аутопилота путничких авиона, веома су захтевне, док за борбене су доста једноставне. За борбене авионе је најважнија функција да га врати у правилан положај, када пилот тренутно изгуби оријентацију, у акробацијама и у току борбе. Код борбених авиона, аутопилот одржава последње задате параметре, које је командовао пилот. На путничким, линијским авионима, аутопилот је интегрисан са системом за навигацију и уређајима за навођење са земље. Принципске шеме, ова два прилаза, илустрована су на доњој слици.
 
Аутопилот је ограниченог ауторитета, у односу на цео распон отклањања крмила. Код савремених авиона, функције пригушивача и аутопилота интегрисана су у јединствен рачунарско аутоматичарски блок. Код авиона [[Ј-22 Орао]] је то УПСУ, код [[МиГ-29]] је САУ-451-04.<ref name="Команде лета МиГ-29"/><ref>[http://www.century-of-flight.freeola.com/Aviation%20history/evolution%20of%20technology/autopilot.htm Развој аутопилота], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref><ref name="-{Stabilnost i upravljivost letelica, drugi deo, strana 562, Miroslav Nenadović, Mašinski fakultet, Beograd, 1972.}-">-{Stabilnost i upravljivost letelica, drugi deo, strana 562, Miroslav Nenadović, Mašinski fakultet, Beograd, 1972.}-</ref>
 
{{double image|center|Аутопилот 1.svg|380|Аутопилот 6.svg|335|<center>Блок шеме уобичајених улога аутопилота, за борбене и путничке авионе.<ref name="-{Stabilnost i upravljivost letelica, drugi deo, strana 562, Miroslav Nenadović, Mašinski fakultet, Beograd, 1972.}-"/></center>}}
Ред 219:
Даљи развој система команди лета је усмерен на повећање поузданости, смањење масе и на смањење трошкова производње и одржавања. Поузданост је значајно повезана за електромагнетно ометање електронског сигнала, скривених грешака у софтверу рачунара и губитка хидронапајања. Решења умножених хидросистема, са цевима укупне велике дужине и великом запремином хидроуља значајно повећава масу и цену авиона.
 
Истражују се методе препознавања промене карактеристика авиона у ванредним случајевима отказа и оштећења и адаптације команди лета на те нове услове, у циљу очувања управљивости и спашавања летелице. На основу добијених резултата, биће надограђени софтвери команди лета.<ref>[http://www.nasa.gov/centers/dryden/news/FactSheets/FS-076-DFRC.html Паметне команде лета], Приступљено 10. 4. 2010. године.</ref>
 
==== Пренос сигнала преко оптичких каблова ====
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/wiki/Систем_команди_лета_авиона”