Como a proteção de envelope funciona em aeronaves Airbus vs. Boeing?

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Continuo lendo o seguinte: "No Airbus, o computador substitui o piloto, não no Boeing". Cheira a mito urbano ou pelo menos simplificação grosseira. Como a proteção de envelope funciona de maneira diferente nas aeronaves Airbus e Boeing?

Boeing: até onde eu entendi, é possível aplicar força na coluna para substituir o piloto automático e ter zero limitações, ou seja, você é livre para (tentar) pilotar a aeronave na atitude que quiser.

Airbus: se todos os sistemas estiverem livres de falhas, não há como substituir o piloto automático, ou seja, você não pode voar com a atitude que desejar.

Minha compreensão / comparação é precisa?

Seria realmente maravilhoso se alguém com conhecimento factual sobre o assunto elaborasse mais, talvez explicando as diferentes leis e quando elas podem ser / são ativadas.


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por Caterpillaraoz 06.10.2017 / 12:59

1 resposta

Existem dois tipos de "pilotos automáticos", e é importante fazer uma distinção entre os dois. Um é pelo comportamento da aeronave em torno de seu Centro de Gravidade (CoG), o outro é pela definição do caminho do CoG.

  1. O piloto automático do Inner Loop: comportamento em torno do CoG ou controle de atitude da aeronave. Esse piloto automático não deve ser chamado de piloto automático, pois suas características são realmente protegidas do piloto: ele faz seu trabalho sem mostrar o que está fazendo. Ele move apenas as superfícies de controle (elevador, ailerons) ou a placa oscilante do helicóptero, e não os controles de vôo (manípulo, roda). Para o piloto, o sistema é invisível e resulta apenas em uma plataforma estável, no caso do A320 e do B777, uma plataforma com proteção de envelope que não permite que o avião entre em uma situação que seria perigosa. Nos helicópteros, esse sistema é conhecido como SAS (Stability Augmentation System).

  2. O piloto automático Outer Loop: definindo o caminho do CoG, que é basicamente o valor pago pelos pilotos :). Eles estão no controle da trajetória de vôo e administram esse controle desviando os controles de vôo (manípulos, pedais). O piloto pode delegar esse controle a um sistema de feedback que fornece entradas para os mesmos controles de vôo, por meio de um atuador com uma embreagem deslizante. Com uma articulação mecânica antiquada, o atuador move todo o circuito do manche para as superfícies (ou placa oscilante em um helicóptero); o piloto pode substituir essa entrada aplicando uma força maior que a força de substituição da embreagem deslizante.

Normalmente, por projeto, o piloto automático Outer Loop mostra aos pilotos o que está fazendo movendo os dispositivos de entrada da trajetória de vôo para eles, de uma maneira transparente e que pode ser substituída intuitivamente pela aplicação de uma força elevada. É neste ponto que o A320 tem uma filosofia diferente: o stick de entrada nunca se move além da mão do piloto. Esse recurso principal de distinção entre os dois tipos de piloto automático não existe em um A320. Ele funciona em um B777, que também possui um piloto automático de loop interno mais proteção de envelope, e um piloto automático de loop externo que realmente move a coluna / jugo. Portanto, o B777 é funcionalmente idêntico ao A320 em todos os aspectos significativos, além de manter o recurso de mover controles de vôo. Não possui ligação mecânica e utiliza dois conjuntos separados de atuadores para esta função: um conjunto para as superfícies e outro para os controles de vôo.

Essa é a situação no Airbus> A320 e na Boeing> 777, quando todos os sistemas estão funcionando. Essas aeronaves são dinamicamente estáveis: a aerodinâmica cuida de trazer de volta a atitude da aeronave para uma posição neutra. O F16, por exemplo, é aerodinamicamente instável, a fim de proporcionar alta capacidade de manobra: ele sempre quer arremessar e rolar já, e os computadores de controle de vôo fornecem entradas rápidas e constantes aos elevadores e ailerons para manter a atitude pelo controle ativo. Este não é o caso de aeronaves de passageiros, que não precisam ser tão manobráveis ​​quanto um avião de combate e só precisam levar os passageiros para casa com segurança.

Portanto, tanto nos Airbuses & Boeings, a aeronave também pode voar sem os pilotos automáticos do Inner Loop, sem problemas. A aeronave simplesmente perde sua proteção de envelope e agora é possível comandá-los em situações potencialmente perigosas, como barracas totalmente desenvolvidas. Nos dois tipos, é sempre possível desconectar o piloto automático do loop externo. Para os de loop interno:

  • O B737 não possui um.
  • No A320, não é possível desconectar os pilotos automáticos do circuito interno se tudo estiver funcionando corretamente, exceto puxando os disjuntores para redefinir os ELACs como este sítio indica;
  • No B777, há um comutador protegido que permite desconectar a proteção de envelope, como o @Cpt Reynolds apontou.

Nos dois últimos tipos, o sistema desconecta os recursos por si só, se forem detectadas falhas, para permitir o controle no modo degradado. Ambos os fabricantes implementaram um modo direto como o modo mais baixo, onde a deflexão da superfície é uma função direta da deflexão da vara. No entanto, não há conexão direta por cabo mecânico com as superfícies, mesmo o modo direto ainda é uma entrada elétrica; portanto, tecnicamente ainda o Fly By Wire.

insira a descrição da imagem aqui

A imagem acima é de Sistemas de aeronaves Integração de subsistemas mecânicos, elétricos e aviônicos Terceira edição Ian Moir Allan Seabridge, e mostra a comparação de nível superior da implementação dos loops de controle de vôo. Os recursos de redundância são diferentes, a funcionalidade é a mesma: as duas implementações evitam o AoA excessivo que leva a aeronave a um estol e o ângulo excessivo do banco.

Portanto, embora a funcionalidade dos modernos Airbuses e Boeings seja muito semelhante, muitas vezes vemos o mito de que a Airbus classifica os sistemas automatizados mais altos que o piloto. Há uma diferença na implementação da interface do usuário, pois a Airbus possui paus que não são acoplados entre si e não tem outro meio de ser acionado que não a mão. No momento da implementação, esse era um novo recurso ao qual os pilotos não estavam acostumados, assim como o sistema de proteção de envelope. Novos recursos podem ser mal compreendidos por usuários inexperientes, e o mundo da aviação é conservador: quando o DC3 introduziu um volante de controle 3 / 4, os pilotos estavam protestando que estavam segurando a parte da roda que faltava e que estavam acostumados. .

Por fim, o fato mais relevante é que tanto a Airbus quanto a Boeing têm números de segurança excelentes e muito semelhantes, e que ambos os fabricantes fabricam aeronaves que permitem aos pilotos levar os passageiros para casa com segurança em 99.9999999% dos voos.

07.10.2017 / 10:39