Por que as aeronaves de grande porte (maiores que ~ 737) têm capacidade de reversão manual parcial?

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Essencialmente todas as aeronaves de grande porte 1 possuem superfícies de controle de vôo acionadas, direta ou indiretamente, por atuadores hidráulicos, como a maioria das médias e pequenas aeronaves. Aeronaves de pequeno e médio porte com controles de vôo acionados hidraulicamente têm sempre alguma forma de capacidade de reversão manual, onde as principais superfícies de controle de vôo (sempre o elevador e ailerons, e às vezes o leme também) são operados manualmente pelos pilotos, geralmente por cabos de controle presos aos garfos dos pilotos e puxados (dependendo da aeronave) nas superfícies de controle diretamente ou em guias servo que geram forças aerodinâmicas que movem as superfícies de controle. Isso permite que as superfícies de controle de vôo permaneçam operacionais no caso de uma falha total dos sistemas hidráulicos da aeronave, embora exigindo que os pilotos exerçam uma força (às vezes consideravelmente) maior nos controles para operá-los.

Aeronaves de grande porte, por outro lado, geralmente não possuem capacidade de reversão manual. Isso se deve, aparentemente, às maiores forças aerodinâmicas atuando em suas superfícies de controle de vôo em velocidades de cruzeiro , o que exigiria força sobre-humana completamente superar (apesar do fato de que, antes do aumento do controle de vôo hidráulico entrar em uso amplo, muitos, muitos aviões grandes e rápidos foram pilotados com sucesso com manual controles através do uso de uma série de truques de redução de força . No entanto, em uma situação sem hidráulica, ter qualquer capacidade de controle manual, mesmo com uma autoridade de controle significativamente reduzida e uma amplitude de movimento comparada com a operação de reforço hidráulico, seria um complemento extremamente útil para o controle de afinação do acelerador e direção ( que - especialmente a direção do acelerador - são difícil, lento, desajeitado, e apenas realmente utilizável para ajustes de altitude e de voo de fuga . Então, por que as aeronaves de grande porte não têm, pelo menos, capacidade de reversão manual parcial, apesar de até mesmo uma pequena autoridade de controle de vôo ser muito melhor do que absolutamente nada?

1 Estou usando "large" aqui para significar "maior que um 737 MAX 10".

    
por Sean 14.11.2018 / 23:30

3 respostas

Para aeronaves que não têm capacidade de controle manual, a redundância necessária é incorporada ao projeto do sistema com atuadores hidráulicos redundantes alimentados por sistemas hidráulicos redundantes.

Você não pode olhar para ele e dizer que o pior caso é teoricamente possível e você tem que projetar para isso. A indústria usa uma análise de falha e uma abordagem de probabilidade de risco para falhas, com 4 categorias principais de risco; Menor (um negócio não muito grande, apenas trabalho extra - probabilidade de 1: 1000), Major (aumento significativo na carga de trabalho ou dificuldade para a tripulação - 1: 10.000), Perigoso (Alguém se machuca - 1: 10.000.000) e Catastrófico (perda da fuselagem) (1: 1000.000.000).

Portanto, para eventos Catastróficos, a probabilidade de uma falha de componente único que causa a perda de uma estrutura de avião deve ser melhor que uma em um bilhão, e se você não tiver que adicionar um backup para obtê-lo abaixo disso. Um em um bilhão é bastante improvável, mas não impossível, e falhas clandestinas acontecem de vez em quando, e às vezes é porque a análise de segurança do sistema em si era falha (isso acontece em muitos casos).

O que isso significa é que, se os controles totalmente hidráulicos forem projetados com tolerância a danos e redundância suficientes para manter possíveis falhas nesse perfil de risco, nenhum backup adicional será necessário e esse equipamento adicional será considerado "lastro" de um projeto. perspectiva de risco.

É um jogo de números de coração frio na superfície, mas você tem que criar algum tipo de modelo matemático arbitrário para ir ou nada funcionaria porque os aviões teriam que ser projetados para a morte para atender a todas as eventualidades possíveis. Grande forragem para os advogados, no entanto.

    
15.11.2018 / 00:55

Adicionar mecanismos de controle manual para uma aeronave de grande porte apresenta sérios inconvenientes:

  • Peso: Para uma aeronave grande, o peso de polias, cabos, etc., será adicionado rapidamente. Isso custa dinheiro em combustível e reduzindo a carga útil da aeronave.
  • Complexidade: O sistema manual teria que ser roteado por toda a aeronave, inclusive passando por anteparos de pressão e outras estruturas. Isso leva muito tempo para projetar, instalar e manter. Embora existam certamente maneiras de lidar com as altas forças envolvidas, isso apenas adiciona mais complexidade.
  • Vulnerabilidade: ocorreram vários acidentes nos quais os sistemas de controle manual foram configurados ou atolados incorretamente. O sistema manual teria que ser projetado de forma que o sistema fly-by-wire ainda funcionasse mesmo que o sistema manual desenvolvesse um problema. Se um evento é catastrófico o suficiente para incapacitar todos os sistemas hidráulicos / elétricos, há uma boa chance de um sistema manual também ser desativado.

A alternativa é projetar um sistema hidráulico que possa igualar ou superar a confiabilidade de um sistema manual. É claro que isso não é sem suas próprias complexidades e problemas, mas praticamente todos os aviões modernos seguiram esse caminho. O peso e a complexidade de um sistema manual não valem a probabilidade remota de que tal sistema seja necessário e útil.

    
15.11.2018 / 00:06

Aeronaves Boeing, como a B737, podem ser operadas com reversão manual para ailerons e elevadores após falhas / perdas hidráulicas completas. Outras aeronaves grandes também podem ser voadas usando reversão manual (por exemplo, MD 80, etc.).

Muitas referências disponíveis. Aqui estão algumas informações da página 16 de um relatório de acidente NTSB para um B737: link

Na página 16 do relatório de acidentes identificado pelo link acima :

    
14.11.2018 / 23:59