מבוא ל Fly-by-Wire in Helicopters

טכנולוגיית Fly-by-wire (FBW) שינתה באופן יסודי את בקרת המסוק, החלפת קישורים מכניים כבדים ומורכבים עם אותות אלקטרוניים קלים קלים.מסוקים מוקדמים שנתמכו על מבוך של כבלים, דחפוצים, ומצמי הידראוליים לתרגם קלטי פיילוט לתנועות אבטחה ריקות ושליטה.מערכות אלה דורשות תשומת לב מתמדת, הציגו תחזוקת משמעותית, ומגבלות הכוח של המטוס על פני מערכות ההפעלה החשמליות והטיס האחרונות, באמצעות פעולות אלה, באמצעות פעולות אוטומטיות של מערכות בקרה.

מה הם מערכות תעופה-על-ידי-Wire?

בליבתו, מערכת חוט-על-ידי-חוט מחליפה קישורים מכניים או הידרומכניים ישירים בין בקרים לבין הרוטור של המסוק, שטיפת שיער, ורוטב זנב. במקום זאת, חיישנים בתחנות המחזוריות, הקולקטיביות והפדרליות להמיר את תנועות הטייסים לסיגנלים חשמליים.אלה נשלחים למחשבים של אחד או יותר של שליטה (FCC) שמחילים את החוקים של הבקרה על פני השטח כדי להשיג את המנגנונים חשמליים או לתקן את המנגנונים הדרושים.

הטכנולוגיה FBW זכתה לראשונה בהסתברות במטוסי מטוסים קבועים, בעיקר בקורקוראן ובהמשך ל-F-16, לפני שהושתל עבור מערכות מסוק מוקדם FBW הופיעו בפלטפורמות ניסיוניות כמו סיקורסקי SHEC-60 Seahawk של לוחם הטבור-בייט-חוט של ה-Fund-by-wire (RH-66 Comanche) וכיום, מסוקים כגון ה-H Airbus, 5160Flents, ו-R.

מערכת ההליקופטר FBW

  • (FLT:0)Control-Input Sensors:031) השתלות עמדה, חיישנים כוח וטרימ מתגים בכל תחנת טייס ללכוד פקודות בזמן אמת.
  • (FLT:0)Flight Control מחשבים (FCCs): ibLT:1 בדרך כלל משולש או יחידות מרובעות של איסוף נתונים, חוקי שליטה מותנים, ופקודות של תפוקה.הם גם ממשק עם ניווט, טייס אוטומטי ומערכות הגנה בריאות.
  • (FLT:0) פועלים: 1 אלקטרו-hydraulic או כל פועלי חשמל שממירים אותות מחשב להילוך מכני של swashplate, זנב-rotor קישור, וכל servo-flaps או כוננים יציבות מכשירים.
  • (FLT:0) חוקי המסחר: אלגוריתמים של 1FLT (המידע על כך) שהגדרתם כיצד המטוס מגיב לקלטים.ניתן להתאים לחוקים אלה למשטרי טיסה שונים (למעלה, הפלגה, הגזר) ויכול לכלול הגנה על המעטפה, גישה, וקצב לחות.
  • (FLT:0) אדריכלות: 1FLT 1u מספר אספקה עצמאית, אוטובוסים נתונים ונתיבי חיישן להבטיח כי כשל אחד לא יוביל לאובדן של שליטה.

התקדמות טכנולוגית חדשה ב-Helicopter FBW

בעשור האחרון, פריצות דרך בכוח מחשוב, טכנולוגיית חיישן, והסמכת תוכנה מאיצה את אימוץ FBW במסוקים.התתתת הסעיפים הבאים מפרטת את ההתפתחויות המשפיעות ביותר.

חוקי בקרת טיסה

מערכות FBW המודרניות מעסיקות את חוקי הבקרה הלא-לינאריים והלא-לינאריים (FLT:1) היוצאים הרבה מעבר לקצב הפשוט לחיבית.לדוגמה, חוקי בקרה המבוססים על מודלים מתמטיים בזמן אמת של האירודינמיקה של המסוק ודינמיקה כדי לחזות את התגובה של המטוס ותיקון מוקדם של ההפרעות כגון גורית, שינויים משמרות, או מנגנונים מהירים של טייסים כגון "מסלולאריים" (Ricopic) יכולים להפעיל את ה-" (Hopicial) או "אפקטים מהירים יותר" (או" (או" (או") של פיילוטים) על מנת למנוע שינויים מהירים יותר ממריצים מהירים יותר ממריצים מהירים יותר ממריצים) או "מתאים ל" (ראויים) או "מתאים ל" (Hopicial) על מנת למנוע את ה-160) של הטייסים) או "מתאים לפעמיים מהירים יותר ממריצים מהירים יותר ממריצים מהירים יותר ממריצים מהירים יותר ממריצים מהירים יותר מאשר "מספקים" (ראויים" (ראויים מהירים יותר) ללא מגבלות מהירות) של הטייסים" (ראו" (ראו" (ראו" (ראו" (ראו" (ראו" (ראו" (ראו" (

יתרה מכך, אלגוריתמים להגנה מפני FLT:0envelope אלגוריתמים מונעים כעת את המסוק מלהיכנס לתנאי טיסה לא בטוחים.אלגוריתמים אלה מגבילים באופן אוטומטי את מהירות האוויר, זווית ההתקפה, גורם העומס, והופכים לסיבוב מהיר יותר.אם טייס מושך באופן בלתי נמנע מדי על מחזורי במהלך סיבוב חזק, המחשבים FBW יעמדו מעל הפיקוד כדי לשמור על המטוס בתוך המעטפתו, בעוד שעדיין ניתן להשיג ביצועים מרביים אלה ניתן להגיע להשגה, לעומת אבטחה מתקדמת יותר מאשר מערכות מכניות, לעומת זאת.

סובלנות ו Redundancy

Redundancy תמיד היה מרכזי בעיצוב FBW, אבל ההתקדמות האחרונה השתפרה הן את ה-FLT:0 Speed ואינטליגנציה של ניהול כשלים ניהול FBWLT:1 . . . .מערכות אנלוגיות מסורתיות משולשות מאומתות מוחלפות על ידי אדריכלות דיגיטלית מובנית-אדום עם תוכנות נוגדות חיים דיסימיות. Dissimilarity פירושה שמערכות שונות מנהלות קוד שונה, מצמצםות את הסיכון של תוכנה משותפת, כלומר, לדוגמה, שימוש ב-D, ו-D-D-D, ו- 525, גורם לכל שימושים, שימושים ב-Backsimilar-BCC, גורם, כלומר, כלומר, שימוש ב-Bc-Bc-D.

יכולות הערכה עצמית גם השתפרו.מודרניות FCC מבצעים ללא הרף בדיקות בנויות (BIT) וניתן ל-FLT:0reconstructing את חוקי הבקרה או הפעלת סמכות הפעלה של סמכות ההפעלה של FLT:1 בתגובה לכישלונות מזוהים.אם אחד המפעיל הידראולי מאבד לחץ, המתרגלים הנותרים חולקים את העומס באמצעות הפצת תוכנה.

שילוב עם טייס אוטומטי ומערכות ניהול טיסה

מערכות Fly-by-wire משולבות כעת בצורה חלקה עם טייסים מתקדמים וניהול מטוסים.בעיצובים קודמים של מסוקים, טייס אוטומטי היה מערכת נפרדת, לעתים קרובות מוגבלת שיכולה רק להחזיק גובה, כותרת או מהירות אוויר.הטייסים האוטומטיים של היום יכולים לבצע את ה-FLT:0 בגישות מתוחכמות, כולל מעברים אנכיים ונחיתות (VTOL) מעברים (FLT) לדוגמה, AWoltoltoltoltoltoltoltoltol, שימושים עם מערכת ההפעלה המוארנקסטרומטרהמולקולאריים, כדי לנהל באופן אוטומטי, כדי ל-FR.

הפחתה של עומס העבודה היא יתרון מרכזי: FLT:0 חוקי טיסה כלי טייס (IFR) פעולות חיקויFLT:1 להיות אפשרי כאשר טייס אוטומטי FBW מטפל יציבות ומשימות ניווט. טייסים יכולים להתמקד על קבלת החלטות ומודעות התנועה ולא רק שיבוש מתמיד ותיקון המטוס, יתר על כן, שילוב עם מערכות ניהול טיסה מאפשר פונקציות מתקדמות כמו מערכת נחיתה זוגית, ואפילו גישה אוטומטית - אפילו , יכולות אוטומטיות - ניתוק.

משקל ותחזוקה

על ידי חיסול קישורים מכניים כבדים, כבלים, שרטוטים, מערכות FBW להפחית במשקל ריק על ידי כמה מאות ק"ג במסוקים בינוניים.הקונספט FBW החשמלי, שבו פועלים הם חשמליים לחלוטין ולא אלקטרו-hydraulic, מציע אפילו חיסכון במשקל גדול יותר.

יתרונות של מערכות טיס מודרניות-by-Wire

ההשפעה המצטברת של ההתקדמות הטכנולוגית הזו היא סדרה של יתרונות ברורים, שניתן לכמתים למפעילי מסוקים.

  • (FLT:0) שיפור הבטיחות: FLT:1 Envelope Protection, סובלנות לקויה, ו אדמוניות להפחית באופן דרמטי את הסבירות של תאונות אובדן שליטה.FAA ו-EASA הכירו כי מסוקי FBW יש שיעורי תאונות נמוכים בקטגוריות כגון אובדן יעילות של זנב (LTE) ושלטו על פני השטח (CIT).
  • (FLT:0) גדול יותר מאנברנטיות: חוקים של בקרה הסתגלותיים 1 (FLT:1) מאפשרים לטייסים לנצל את המעטפה המלאת של הביצועים ללא מעבר לגבולות מבניים או יציבות.
  • (FLT:0) אספקת פיילוט עבודה עומס: 1. אוטומציה של טרים, יציבות ומשימות שגרתיות מאפשרת פעולות טייס חד פעמיות בטוחות יותר, במיוחד תחת IFR או בסביבה חזותית מוזנחת.זה קריטי עבור שירותי חירום רפואיים (EMS) ומשימות אכיפת החוק שבו טייסים מנהלים גם דפוסי חיפוש או פעולות הורות.
  • (FLT:0) ביטול המשימה גמישות: אינטגרציה 1:1 עם טייסים ומערכות ניווט פירושה כי מסוקי FBW יכולים לפעול בתנאים של יכולת נמוכה ולבצע פרופילים מורכבים כגון הנחיתה עלית, גישות לוחיות, ופעולות מגבילות-שטח עם דיוק גדול יותר.
  • (FLT:0) עלויות התפעול של לואוור: הפחתה במשקל 1FLT משפרת את יעילות הדלק ואת יכולת העומס.הפחתה של תחזוקה מתחומים מכניים פחות ואבחון חיזוי מורידה עלויות תחזוקה ישירות ומגדיל את זמינות המטוסים.
  • (FLT:0) אימון טייסים: FBW מערכות לספק טיפול ריאלי בסימולטורים, ואת היכולת לכוון חוקים עבור שלבים שונים של הכשרה עוזר לתלמידים להתקדם יותר בבטחה.

אתגרים ושיקולים

למרות היתרונות ברורים, אימוץ של חוט-על-ידי במסוקים אינו ללא אתגרים. סיווג מורכבות פיזור (FLT:1] הוא גורם מרכזי: פיתוח ומימוש תוכנה ל- DO-178C רמה A (הביקורת הבטיחות הגבוהה ביותר) הוא יקר וזמני-consuming דרישות הכשל עבור מערכות מקודמות גם להוביל עלויות פיתוח עבור יצרנים, אשר עדיין יכול להיות שימוש קטן יותר.

(FLT:0CybersecurityFLT:1) הוא עוד דאגה גוברת. כמו מערכות FBW להיות משולב יותר עם avionics, תקשורת לווינית ורשתות קרקעיות, משטח ההתקפה מתרחב. OEM חייב לשלב אמצעי אבטחת סייבר חזקים, כולל הצפנה, אימות וזיהוי חדירה, בתוך מערכות קריטיות טיסה.

(FLT:0) עיבוד פילוט (Pilot הסתגלות) 1 (Pilot) יכול להיות מכשול, במיוחד עבור טייסים מנוסים התרגלו משוב טקטילי של בקרה מכנית.בכמה עיצובים של FBW, מערכות כוח או יחידות תחושה מלאכותיות נוספו לתת לטייסים תחושה של טעינה, אבל התגובה יכולה להרגיש מלאכותי.אימון וסימולציה הם הכרחיים כדי להבטיח טייסים לפתח זיכרון שרירים תקין ואמון במערכת ההגנה של המערכת.

לבסוף, (FLT:0) עלות רטרופיטפלוף 1:1 מול ייצור חדש נשאר מחסום לציים מורשת.התרסק מסוק מבוגר עם FBW לעתים קרובות דורש שינויים נרחבים של מערכת אוויר, פועלים חדשים, ותיקון, אשר לעתים רחוקות משלם. כתוצאה מכך, FBW נמצא בעיקר על פלטפורמות הדור החדש, אם כי כמה תוכניות שדרוג אמצע החיים (למשל, CHR) של פונקציות דיגיטליות של צ'י-FBNW.

כיוונים עתידיים

הגבול הבא של מסוק זבוב-על-ידי-חוט הוא FLT:0integration עם בינה מלאכותית (AI) ולמידה מכונה (ML)Build-by-wire:1; חוקרים מפתחים חוקים שליטה שיכולים ללמוד מנתוני טיסה כדי לייעל ביצועים בזמן אמת.לדוגמה, בקר הסתגלות יכול באופן אוטומטי ללחוץ ולתגובה עבור משמרות מרכז-הגרביטחוניות כאשר עומס חיצוני כבד מוסר או להסתגל ליעילות לאחור.

(FLT:0) פעולות טיסה בלתי מאוישות של טיסה 1FLT הם עוד אזור מחקר גדול.FAA ונאס"א נבדקו מוניות אוויר בלתי מאוישות ומסוקים מטען כי מסתמכים על FBW כבסיס לאוטונומיה מלאה. במערכות כאלה, מחשבי בקרת הטיסה הופכים מקבלי ההחלטות העיקריים, ביצוע מפלט ממכשולים, תכנון נתיב ונחת חירום ללא קלט אנושי.

(FLT:0) כל-חשמלי ActuationFLT:1, סביר להניח להיות תקן במסוקים עתידיים. הסרת המערכת הידראולית לא רק חוסך משקל אלא גם מבטלת סיכונים אש ומשפרת את הקיימות הסביבתית.פעילי חשמל גם מאפשרים שליטה מדויקת יותר וזמני תגובה מהירים יותר מאשר מערכות הידראוליות, אם כי כיום הם עומדים בפני אתגרים בדחיסות כוח ברמות גבוהות יותר.

לבסוף, (FLT:0) חילקו ארכיטקטורות FBWERELT:1) באמצעות אוטובוסים נתונים אופטיים סיבים ותקשורת אלחוטית בין רכיבי בקרת טיסה עשויים להפחית עוד במשקל ולהגביר את סובלנות הפגמים.עם כל רכיב בעל כוח עצמאי ועיבוד, המערכת יכולה לגרוע יותר מבחינה חן.

מסקנה

טכנולוגיית Fly-by-wire עברה ממיטות ניסיוניות של תכנון מסוקים מודרני.חוקי בקרה משופרים, סובלנות מתקדמת ושילוב עמוק עם מערכות אוטומציה הפכו מסוקים לבטוחים יותר, זריזים יותר וקלים יותר לטוס. בעוד אתגרים הקשורים עלות, הסמכה, והתאמה לטייס להישאר, המסלול יהיה ברור: FBW תהפוך לארכיון עבור כל חדש רוטט מעל משקל מסוים, כמו גם אוטונומיה גבוהה יותר, לפני אימון חשמלי, ועוד, על בסיס חשמלי, יותר, יותר, יותר מאשר על בסיס חשמלי, יהיה מסוגל יותר מאשר על בסיס חשמלי, יותר, יותר מאשר על בסיס יותר, 000, 000, להמשיך להיות גמיש, יותר, יותר, יותר מאשר על ידי אימון, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר, יותר מאשר על בסיס חשמלי, יותר מאשר על בסיס חשמלי, 000, 000, 000 מסוגל יותר מאשר על ידי חשמלאי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מסוגל יותר, 000, 000, 000, 000, 000 מסוגל יותר מאשר תחבורה, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מסוגל יותר מאשר תחבורה, 000, 000, 000, 000 מסוגל יותר, 000, 000, 000 מסוגל יותר, 000, 000, 000,

[ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]], [ה], [ה]], [ה'], [ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[דרושה]']''''''']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''