Voamos em tamanho real com joysticks estilo video game?

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Existem aviões com joysticks eletrônicos, como mostrado abaixo?

Aviões RC são incrivelmente eficazes no uso desta técnica. Para os aviões atuais, removeria a necessidade de pedais de leme e um bastão, além de ser mais fácil se acostumar com o uso.

Os sticks controlados por polegar são usados na aviação? ou há uma razão pela qual eles não são usados?

    
por dalearn 11.10.2016 / 20:16

7 respostas

Como outros já disseram, os joysticks são usados. Mas há uma diferença fundamental com os controles RC.

Nós, humanos, fazemos um trabalho muito melhor de controle dinâmico ao controlar a força do que a posição / deslocamento. É uma discussão muito longa porque, mas a principal razão é que temos sensores de feedback de força especiais em nossos músculos. (Sim, é um equívoco comum que temos apenas cinco sentidos).

Por esta razão, os aviões são geralmente controlados pela força. Mesmo aqueles que possuem ligações mecânicas e desviam os controles proporcionalmente para posição ; mesmo aqueles FBW que medem a posição dos controles (o primeiro tipo que Peter Kämpf mencionou) - eles ainda, no final, são controlados pela força humana. É por isso que a carga correta (primavera ou outra) é crucial: certo deslocamento requer certa força muscular, e essa força nós aplicamos e controlamos.

O ideal é que você queira ajustar o carregamento de modo que uma determinada força produza um certo efeito final desejado. Digamos que cada puxada de 1 kg produza 0,1 g de aceleração normal. Isso acontece naturalmente com controles reversíveis clássicos: quando a velocidade do ar aumenta, a deflexão de controle necessária (para uma determinada aceleração) diminui significativamente. Mas a força necessária por unidade de deflexão aumenta na mesma quantidade. Assim, temos força constante por aceleração, apesar de termos um controle muito diferente. Esta diferença de viagem pode ser uma ordem de magnitude, mas não representa problema para o piloto, porque force é o mesmo. Na verdade, os pilotos usam isso como um feedback secundário sobre a velocidade no ar.

Os joysticks eletrônicos (FBW, fly-by-wire) podem exigir pouca ou nenhuma força, como os controles RC, mas isso nunca é feito. Um grande esforço é investido na produção de cargas otimizadas. Por um lado, um movimento acidental de um controle de luz pode destruir o avião. (Isso pode acontecer mesmo com aviões RC, que são relativamente mais strongs). Mas ainda mais importante, foi provado que o controle gradual de força precisa funciona melhor para nós que o controle de posição.

É por isso que algumas aeronaves (a partir do F-16) se afastaram do posicionamento e mediram a força diretamente no manche. No entanto, isso não parece natural para nós: esperamos algum movimento em resposta a uma força; então, uma pequena quantidade de movimento é geralmente permitida mesmo para controle de força pura.

A quantidade de viagens também é importante, mas isso é apenas um feedback secundário. Além disso, funciona melhor quando nós vemos o movimento, o que nem sempre acontece quando voamos.

Quando você pressiona o freio em seu carro, você também sente e coordena principalmente a força no pedal em vez de sua posição. Isso permite que você se adapte a carros diferentes rapidamente. Os carros de corrida têm muito pouco deslocamento por pedal. Mas se a força de frenagem necessária fosse muito leve, você não seria capaz de frear suavemente, não importando a viagem.

Agora os controles RC têm uma mola quase insignificante e são controlados pela posição. Normalmente, isso não dá precisão em qualquer lugar perto do que um avião real exigiria. Como Daniel observou em seu comentário, você não seria um passageiro feliz em tal avião. Isso é parcialmente mitigado usando uma referência de posição muito próxima (as mãos agarram os lados do controle) e usando nossos dedos mais sensíveis, mas ainda apenas parcialmente.

    
12.10.2016 / 07:27

Eles são usados, eles são apenas joy sticks maiores do que os usados para voar com RC.

Um exemplo atual é o Airbus A320 (e familiares relacionados) de aeronaves de passageiros. Um pequeno vídeo do joystick em ação (chamado "side stick", começa em cerca de 1 minuto). Não há ligação mecânica direta entre o stick e os controles de vôo.


(Para o A330, mas basicamente o mesmo).

Para mais detalhes, você pode fazer o download deste documento (ligeiramente desatualizado, mas com informações suficientes para ser útil). Lição do Flight Controls para o A320 aqui .

I am more curious about thumb controlled flying as you could control everything from what essentially looks like a video game controller.

@Rory Alsop observou que ...

... even video game controllers are terrible for this. The bigger the stick the better fine control you have over it. This is why for flight sims for PC's and consoles, keen players buy proper joysticks - otherwise they are twitchy and hard to handle

Os controladores de videogame exigem duas mãos, têm um feedback sensorial ruim (em comparação com um controlador tipo stick) e não são tão ergonomicamente eficazes quanto um stick multieixo. Além disso, há alguns "botões" em um controle que permitem mover um dedo ou um polegar para ativar outras funções, como o botão "assumir controle" no controle lateral (para alternar o controle entre o assento esquerdo e os pilotos do assento direito). Em alguns paus você também terá o botão "aperte para falar" para o rádio, como tem sido feito por décadas. É um uso eficiente da mão, sem ter que mover a mão para múltiplas tarefas.

    
11.10.2016 / 20:40

Um joystick operado pelo polegar requer habilidades motoras finas, enquanto uma grande alavanca no mesmo joystick (essencialmente o moderno dispositivo de controle como respondido por KorvinStarmast) fornece a mesma funcionalidade, mas com movimentos maiores necessários para fazê-las. Isso é útil para o trabalho de controle sutil e viabiliza a pilotagem em turbulência, algo que os pilotos da RC não precisam enfrentar quando estão no chão.

    
11.10.2016 / 21:28

Polegar controlado? Não, isso seria impossível em um avião em movimento. Para uma entrada precisa, os pilotos precisam descansar o antebraço em um braço enquanto manipulam seus joysticks. Devido à sua localização ao lado do assento do piloto, eles são chamados de bastões laterais. Existem até dois tipos diferentes:

  1. Os manípulos laterais do tipo Airbus funcionam contra molas e podem ser girados para a frente para a velocidade de arremesso e para a esquerda / direita para a taxa de rolamento. Dependendo da lei de controle ativo, o movimento também pode codificar o ângulo de deflexão do elevador e do aileron (lei direta).
  2. Os manípulos laterais tipo F-16 são imóveis, mas detectam a força que o piloto usa para controlar. Os primeiros modelos do F-16 usavam bastões laterais sem nenhum movimento livre, o que causava uma sensação estranha, então modelos mais recentes permitem algum movimento. Mas ainda precisa de muita força para mover o bastão, e a amplitude total de movimento é de apenas alguns milímetros.

F-16 control stick (imagem source ). Devido à complexidade do sistema que controlam, eles têm muito mais botões e interruptores do que o seu joystick comum, mas, em princípio, são os mesmos.

    
11.10.2016 / 22:34

É o contrário, jogamos videogames com joysticks de estilo de aeronave.
A indústria de jogos olhava para as aeronaves e basicamente tomava esses projetos como inspiração para seus produtos, em grande parte porque muitos desses jogos consistiam em controlar aviões e naves espaciais e seria mais imersivo ter controles parecendo (um pouco) como coisa real.

É claro que há uma enorme variedade de joysticks por aí, mas os mais sérios voltados para os gamers de ponta ainda parecem os mais modernos dos dias de hoje.

    
12.10.2016 / 09:00

Acho que as outras respostas estão faltando alguma coisa. Eu acho que o OP está perguntando sobre uma única entrada de controle, ao invés de ter um joystick (ou roda) para controlar ailerons & elevador e pedais para controlar o leme. Talvez com alguma ligação para manter automaticamente a coordenação, como o IIRC, o Ercoupe.

Uma razão é que, pelo menos em aeronaves leves (eu não tenho experiência com comerciais), às vezes você NÃO quer ser coordenado, como por exemplo quando você está fazendo um deslize para perder altitude / velocidade para pouso no campo. / p>     

13.10.2016 / 08:25

Joy sticks e yokes de controle são tradicionais para aeronaves de tamanho normal por razões muito funcionais que remontam ao início do voo. Todas as aeronaves pré-Segunda Guerra Mundial eram controladas por ligação mecânica direta . o está movendo o bastão ou coluna de controle para e puxado para trás no cabo que moveu o elevador para cima e para baixo. Mover o bastão ou a roda (garfo) de um lado para o outro fez com que um aileron subisse e o outro desçasse. Os pedais mais grosseiros estavam em uma barra de alternância ou t conectada aos cabos do leme e moviam diretamente o leme para a esquerda e para a direita. Quanto maior o avião, maiores e mais estressantes foram os movimentos, pois as forças aerodinâmicas nos controles (contrapressão) aumentaram com o tamanho e a velocidade da aeronave. Esta é a razão original pela qual os bombardeiros multi-motores e os aviões de carga começaram a ter co-pilotos. Com mau tempo, pode ser necessária a força de dois homens para lidar com os controles. Os aviões da Segunda Guerra Mundial eram tão grandes e rápidos que precisavam de controles reforçados hidraulicamente. Pense nisso como a direção hidráulica ou freios em seu carro. Grandes movimentos eram necessários para abrir e fechar as válvulas e permitir que o fluido hidráulico fluísse e movesse os controles. A primeira aeronave de produção que não teve uma conexão mecânica entre o piloto e as superfícies de controle foi a General Dynamics F-16 (1979 - presente). O F-16 é um desenho de "fly by wire" de lado, onde o piloto diz ao computador o que ele quer fazer, e os computadores digitais quad redundantes descobrem o que as superfícies de controle precisam mover para conseguir isso. Também evita manobras que excedam certos parâmetros de segurança. Como os aviões são duráveis e permanecem em serviço por décadas, padrões familiares de instrumentação e controles duram décadas com poucas mudanças.

    
13.10.2016 / 23:18