비행 제어 모드

Flight control modes
보잉 777과 같은 현대 항공기 디자인은 비행 중인 항공기를 돕고 보호하기 위해 정교한 비행 컴퓨터에 의존한다.이것들은 비행 중 비행 제어 모드를 할당하는 계산 법칙에 의해 통제된다.

비행 제어 모드 또는 비행 제어 법칙은 항공기 조종사가 만든 요크 또는 조이스틱의 움직임을 항공기 제어 표면의 움직임으로 변환하는 컴퓨터 소프트웨어 알고리즘입니다.제어 표면 이동은 비행 컴퓨터가 어떤 모드에 있는지에 따라 달라집니다.항공기가 비행 제어 시스템 fly-by-wire면 비행사는 조종실에서 멍에나 조이 스틱에, 비행을 통제할 움직임은 어떻게 표면은 조종사 주문한 항공기 움직임을 제공하기 위해 각 컨트롤을 움직이는 것을 결정하는 비행 통제 컴퓨터로 전송되는 전자 신호로 변환됩니다.[1][2][3][4]

전자 비행 제어의 감소는 비행 제어 컴퓨터와 같은 계산 장치 또는 공기 데이터 관성 기준 장치(ADIRU)[5]와 같은 정보 제공 장치의 장애로 인해 발생할 수 있습니다.

또한, 전자 비행 제어 시스템(EFCS)은 난류를 인지 및 보정하고 [citation needed]요 댐핑을 제공함으로써 과도한 스트레스로부터 항공기를 보호하거나 승객에게 보다 편안한 비행을 제공하는 등 정상 비행 시 증강 기능을 제공한다.

두 항공기 제조업체는 서로 다른 비행 제어 모드(또는 법률)에서 수행할 수 있는 주 비행 컴퓨터를 갖춘 상용 여객기를 생산한다.가장 잘 알려진 것은 Airbus A320-A380의 [3]일반, 대체, 직접법 및 기계 대체 제어입니다.

보잉의 플라이 바이 와이어 시스템은 보잉 777, 보잉 787 드림라이너, 보잉 [4][6]747-8에 사용된다.

이러한 최신 항공기는 전자 제어 시스템을 사용하여 항공기 무게를 줄이면서 안전과 성능을 향상시킵니다.이러한 전자 시스템은 기존 기계 시스템보다 가볍고 과도한 스트레스 상황으로부터 항공기를 보호할 수 있어 설계자가 과도하게 엔지니어링된 구성 요소를 줄일 수 있어 항공기의 무게를 더욱 [citation needed]줄일 수 있다.

항공 관제법(에어버스)

A330-200 비행 중

A300/A310 이후의 에어버스 항공기 설계는 거의 완전히 플라이 바이 와이어 장비에 의해 제어된다.A320, A330, A340, A350 및 A380을 포함한 이러한 최신 항공기는 에어버스 비행 관제법에 [7]따라 운영된다.예를 들어, Airbus A330의 비행 제어는 모두 전자적으로 제어되고 유압에 의해 작동된다.키와 같은 일부 표면도 기계적으로 제어할 수 있습니다.정상적인 비행에서는 컴퓨터가 피치앤롤에 [7]과도한 힘을 가하는 것을 방지합니다.

에어버스 A321 조종석
Airbus A330의 항공 데이터 참조 시스템 그림

항공기는 3개의 1차 제어 컴퓨터(기장, 일등 항해사, 대기)와 2개의 2차 제어 컴퓨터(기장 및 일등 항해사)에 의해 제어된다.또한 두 개의 비행 제어 데이터 컴퓨터(FCDC)가 센서에서 공기 데이터(대기 속도, 고도)와 같은 정보를 읽습니다.이는 GPS 데이터와 함께 공기 데이터 기준 및 관성 기준 역할을 하는 공기 데이터 관성 기준 단위(ADIRU)로 알려진 세 개의 중복 처리 장치에 공급된다.ADIRU는 Airbus에서 8개의 공기 데이터 모듈에 연결되어 있는 공기 데이터 관성 기준 시스템의 일부입니다. 3개는 피토 튜브에 연결되어 있고 5개는 정적 소스에 연결되어 있습니다.ADIRU의 정보는 여러 비행 제어 컴퓨터 중 하나로 공급됩니다(기본 및 보조 비행 제어).컴퓨터는 또한 항공기의 제어 표면과 조종사의 항공기 제어 장치 및 자동 조종 장치로부터 정보를 수신합니다.이러한 컴퓨터로부터의 정보는 조종사의 주 비행 디스플레이와 조종 [citation needed]표면으로 모두 전송됩니다.

네 가지 명명된 비행통제법이 있지만 대체법은 대체법 1과 대체법 2의 두 가지 모드로 구성됩니다.각 모드에는 지상 모드, 비행 모드 및 플레어, 백업 기계 제어 [7]등 서로 다른 하위 모드가 있습니다.

통상법칙

일반법은 비행 기지에 따라 다르다.여기에는 다음이 포함됩니다.[citation needed]

  • 문 앞에 정차하다
  • 게이트에서 활주로로 또는 활주로에서 게이트로 되돌아가는 활주
  • 이륙 시작
  • 초기 상승
  • 크루즈 클라이밍 및 고도 크루즈 비행
  • 마지막 하강, 조명탄, 착륙.

이륙에서 순항으로 전환하는 동안 5초 동안 하강에서 플레어로의 전환이 있고, 플레어에서 지상으로의 전환이 2초 동안 있습니다.[7]

접지 모드

항공기는 직접 모드에서와 같이 동작합니다. 즉, 자동림 기능이 꺼지고 사이드스틱 입력에 대한 엘리베이터의 직접적인 응답이 있습니다.수평 안정기는 4° 위로 설정되지만 수동 설정(예: 무게 중심)은 이 설정을 재정의합니다.휠이 지상을 떠난 후 5초 동안 정상 법칙 – 비행 모드가 지상 [7]모드에서 전환됩니다.

비행 모드

통상법의 비행 모드는 피치 자세, 하중 계수 제한, 고속, 고속 AOA 및 뱅크 각도 등 5가지 유형의 보호를 제공합니다.비행 모드는 이륙부터 항공기가 착륙하기 직전까지 지상 약 100피트 높이에서 작동한다.파일럿 명령 또는 시스템 장애로 인해 조기에 손실될 수 있습니다.시스템 장애로 인해 일반 법칙이 손실되면 대체 법칙 1 또는 [8]2가 됩니다.

일반적인 제어장치와 달리 수직 측면 스틱 이동은 항공기 속도에 관계없이 스틱 편향에 비례하는 하중 계수에 해당한다.스틱이 중립이고 하중 계수가 1g일 경우, 항공기는 조종사가 엘리베이터 트림을 변경하지 않고도 수평 비행을 유지한다.수평 사이드 스틱 이동은 롤 레이트를 명령하며, 항공기는 회전이 설정되면 최대 33° 뱅크까지 적절한 피치 각도를 유지합니다.시스템은 공격 각도가 과도하거나 부하 계수가 1.3g을 초과하거나 뱅크 각도가 33°[citation needed]를 초과할 때 추가 트림을 방지합니다.

알파 프로텍션(α-Prot)은 정지를 방지하고 윈드시어의 영향을 방지합니다.보호는 공격 각도가 α-Prot와 α-Max 사이일 때 작동하며 조종사의 사이드스틱이 명령하는 공격 각도를 제한하거나 자동 조종이 작동되면 자동 [citation needed]조종을 해제한다.

고속 보호는, 과속으로부터 자동적으로 회복됩니다.고고도 항공기에는 V(최대 작동 속도)와MO M(최대 작동 마하)의MO 두 가지 속도 제한이 있으며, 두 가지 속도는 약 31,000피트(m)에서 동일하며, 이 두 가지 속도는 V에 의해MO 결정되고 그 이상은 [citation needed]M에 의해MO 결정된다.

플레어 모드

A380 이륙 중

레이더 고도계가 지면에서 100피트 높이로 표시될 때 이 모드가 자동으로 활성화됩니다.50피트 상공에서 항공기는 코를 약간 아래로 깎는다.랜딩 플레어 동안 일반법은 높은 각도의 공격 보호와 뱅크 각도의 보호를 제공합니다.하중 계수는 2.5g ~ -1g 또는 슬랫이 확장될 경우 2.0g ~ 0g으로 허용된다.피치 자세는 -15°에서 +30°로 제한되며, 항공기가 [7]감속함에 따라 상한은 +25°로 감소한다.

대체법

Airbus 플라이 바이 와이어 항공기에는 대체법 1, 대체법 2, 직접법 및 기계법이라는 네 가지 재구성 모드가 있습니다.대체 법칙의 접지 모드 및 플레어 모드는 일반 법칙의 모드와 동일합니다.

Alternate law 1(ALT1) 모드는 일반 법칙 횡방향 모드와 부하 계수를 결합하며 뱅크 각도 보호 기능을 유지합니다.높은 공격 각도의 보호 기능이 상실되고 낮은 에너지(레벨 비행 정지) 보호 기능이 상실될 수 있습니다.고속 및 고각의 공격 보호는 대체법 [8]모드로 들어갑니다.

ALT1은 수평 스태빌라이저, 엘리베이터, 요 댐퍼 작동, 슬랫 또는 플랩 센서 또는 단일 공기 데이터 기준 고장이 [7]있는 경우 입력할 수 있다.

대체 법칙 2(ALT2)는 피치 자세 보호, 뱅크 각도 보호 및 낮은 에너지 보호와 함께 일반 법칙 가로 모드(롤 다이렉트 모드 및 요 대체 모드로 대체됨)를 잃습니다.부하율 보호는 유지됩니다.대체법 2 모드의 이유가 두 개의 공기 데이터 참조의 고장 또는 두 개의 나머지 공기 데이터 참조가 [8]일치하지 않는 경우를 제외하고 높은 공격 각도와 고속 보호는 유지됩니다.

ALT2 모드는 ADR 불일치가 없는 경우를 제외하고 두 개의 관성 또는 공기 데이터 기준의 고장이 발생하며 두 개의 엔진이 연소될 때 시작됩니다.엔진 항공기의 경우) 시작됩니다.또한 모든 스포일러 고장, 특정 보조기 고장 또는 페달 변환기 [7]고장이 발생한 경우에도 이 모드로 들어갈 수 있습니다.

직접법

직접 법칙(DIR)은 제어 표면과의 직접적인 관계를 [7]도입합니다. 즉, 제어 표면 운동은 사이드스틱 및 방향타 페달 [3]동작과 직접적인 관련이 있습니다.트림 가능한 수평 스태빌라이저는 수동 트림 휠로만 제어할 수 있습니다.모든 보호장치가 상실되고 엘리베이터의 최대 편향은 현재 항공기 무게중심의 함수로서 각 구성에 대해 제한된다.이는 전방 C.G.를 사용한 적절한 피치 제어와 후방 C.[9]G를 사용한 너무 민감하지 않은 제어 사이에서 타협을 도출하는 것을 목표로 한다.

DIR은 3개의 관성 기준 장치 또는 1차 비행 컴퓨터의 고장, 2개의 엘리베이터의 고장 또는 2개의 엔진 (2엔진 항공기의) 플레아웃이 기장의 1차 비행 컴퓨터가 작동하지 [7]않을 때 입력된다.

기계 제어

메카니컬 컨트롤 백업 모드에서는 메카니컬 트림 시스템에 의해 피치가 제어되고, 기계적으로 [3]키를 조작하는 키 페달에 의해 가로 방향이 제어된다.

보잉 777 1차 비행 제어 시스템

777기의 조종석은 747-400과 유사하며, 이는 기계 제어를 시뮬레이션하는 플라이 바이 와이어 제어 장치이다.

보잉 777의 플라이 바이 와이어 전자 비행 제어 시스템은 에어버스 EFCS와 다릅니다.설계 원칙은 기계적으로 제어되는 [10]시스템과 유사하게 반응하는 시스템을 제공하는 것입니다.시스템이 전자적으로 제어되기 때문에 비행 제어 시스템은 비행 엔벨로프 보호를 제공할 수 있습니다.

전자 시스템은 4개의 액추에이터 제어 전자 장치(ACE)와 3개의 1차 비행 컴퓨터(PFC)의 두 단계로 세분됩니다.ACE 제어 액추에이터(파일럿 제어에서 지표면 제어 및 PFC까지)PFC의 역할은 제어 법칙을 계산하고 피드백 힘, 파일럿 정보 및 [10]경고를 제공하는 것입니다.

표준 보호 및 강화

777기의 비행 제어 시스템은 원하는 한계에 도달하면 배압을 증가시킴으로써 제어 권한을 특정 범위 이상으로 제한하도록 설계되었습니다.이 작업은 ACE에 의해 제어되는 전자 제어 백드라이브 액추에이터를 통해 수행됩니다.보호 및 증강은 뱅크 각도 보호, 턴 보상, 스톨 보호, 과속 보호, 피치 제어, 안정성 증대 및 추력 비대칭 보상이다.설계 철학은 다음과 같다. "조종사에게 주어진 명령이 항공기를 정상 운영 범위 밖으로 이동시킬 수 있지만, 그렇게 할 수 있는 능력은 배제되지 않는다."[10]

통상 모드

일반 모드에서는 PFC가 ACE에 액추에이터 명령을 전송하고 ACE가 ACE를 아날로그 서보 명령으로 변환합니다.향상된 성능, 엔벨로프 보호 및 승차감 기능을 [citation needed]포함한 모든 기능이 제공됩니다.

세컨더리 모드

Boeing secondary 모드는 Airbus 대체법과 유사하며, PFC는 ACE에 명령을 제공합니다.그러나 EFCS 기능은 비행 외피 보호의 상실을 포함하여 감소한다.Airbus 시스템과 마찬가지로, EFCS 또는 인터페이스 시스템(예: ADIRU 또는 SAARU)에서 다수의 고장이 발생할 때 이 상태가 시작됩니다.또한 모든 PFC 및 ACE의 완전한 고장 시 보조기 및 선택된 롤스포일러를 제어 케이블로 파일럿 제어에 연결하여 임시로 [5][4]기계적인 제어를 가능하게 한다.

레퍼런스

  1. ^ "Flight Control Laws". SKYbrary Aviation Safety. Retrieved 2019-07-03.
  2. ^ "Flight control part 3". Bjorn's corner.
  3. ^ a b c d "Crossing the Skies » Fly-by-wire and Airbus Laws". crossingtheskies.com. Archived from the original on 8 March 2009.
  4. ^ a b c "The Boeing 777" (powerpoint). by Saurabh Chheda.
  5. ^ a b "Skybrary: Flight Control Laws".
  6. ^ "Avionics Magazine :: Boeing 787: Integration's Next Step".
  7. ^ a b c d e f g h i j "Airbus 330 – Systems – Flight Controls". SmartCockpit – Airline training guides, Aviation, Operations, Safety. Archived from the original on June 12, 2009. Retrieved July 12, 2009.
  8. ^ a b c "Airbus Flight Control Laws".
  9. ^ Airbus A320 AFM(페이지 번호, 퍼블리셔 등 필요)
  10. ^ a b c Gregg F. Bartley – Boeing (May 4, 2008). "11 Boeing B-777: Fly-By-Wire Flight Controls" (PDF). Retrieved October 8, 2016.