2012. október 30., kedd

Ki tudja meddig húzhatod? - A kormányvisszahatás - (AF447 sorozat)

Egy korábbi bejegyzésben már részletesen elemeztük az Airbus fly-by-wire rendszerét, valamint a kormányzás logikáját és a sidesticket. Folytathatnánk az Air France baleset elemzését az amerikai megoldás, vagyis a B777-es példáján keresztül. Mielőtt azonban erre rátérnénk, célszerű külön cikkben tisztázni, hogy a hagyományosabb, hidromechanikus kormányok mit és hogyan adtak és adnak vissza a pilótának a kormányerőkből. 
A téma közvetlenül is kapcsolódik az Air France balesethez, lévén a repülőgép vezetője a sebességjel elvesztése után gyakorlatilag túlvezérelte a repülőgépet, amit a visszahatások nélküli Airbus sidestick rendszer kományparancs szinten meg is enged, ám - mint ugyanott írtuk- a számítógép határozza meg, hogy a kitérítésekből mennyit enged a kormánylapok felé eljutni. 
 
Mi volt a fly by wire előtt?

Korábbi cikkeinkben már azt is tisztáztuk, hogy a pilóták és a kormánylapok közti közvetlen erővisszahatást a legtöbb hidraulikus kományzás is korlátozta vagy megszűntette, ám erre mégis született megoldás. Ez gyártónként különböző, de a logika mégis nagyjából azonos: valamilyen módon a rásegítés nélküli kormányoknak megfelelő, kitérítés és sebességfüggő erővisszahatásokat produkálnak a pilóták számára. Ez segít a gép biztonságos, túlterhelések nélküli manőverezésében. Az egyik legáltalánosabb, és példányszámát tekintve is legelterjedtebbnek mondható megoldás a Boeing korábbi típusain meghonosodott  visszahatást keltő vagy műterhelő és középhelyzet pozicionáló egység a magassági kormányvezérlésben.

A B737-es teljes bólintásvezérlése, középen a kormányvisszahatás vezérlésével

Ennek a berendezésnek a működéséről ismét kiváló pilóta szerzőtársunk, Goldeneagle tollából olvashat a kedves Olvasó.
A Boeing 777-es rendszerét ezután ismertetjük, viszont a típusról a tervezettnél komolyabb mutató is készül, lévén igen nagy mennyiségű 777-es irodalmat sikerült beszereznünk. Ez a típus fejlesztésétől a Malév számára történt konkrét felajánlás dokumentációjáig terjed. Ezzel tehát két külön részben foglalkozunk majd.

Most következzen Goldeneagle írása:

BOEING ELEVATOR FEEL AND CENTERING avagy a kormányerő vezérlése Boeing 737-es repülőgépen

A Boeing B737-es típuscsaládban a pilóták számára a valós kormányerők érzetét a az un. Elevator Feel and Centering mechanizmussal oldják meg. Ez a szerkezet kettős feladatot lát el:

1. Biztosítja a hajózószemélyzet számára, hogy a repülés során,  a különböző repülési sebességekhez megfelelő kormányerő tartozzon, elkerülendő hogy a személyzet a hidraulikus rásegítők segítségével a repülőgépet túlterhelje.
2. Elvégzi a kormányoszlop középhelyzetének áthelyezését/beállítását a vizszintes vezérsík helyzetének megfelelően.
Az egység kiépítve egy repülőgépből

A szerkezet amely a kormányoszlop rudazatban taláható, tulajdonképpen egy rugós kialakítást tartalmaz, mely rugó előfeszítésével valósítja meg azt az érzést, hogy nagyobb sebességekhez nagyobb korányerő tartozik. A rugó előfeszítést két hidraulikus munkahengerrel oldják meg amelyek nyomásának vezérlését az un. "feel computer" végzi. A computer legfontosabb vezérlőjele, a repülőgép sebessége, amelyet a B737-es esetében a függőleges vezérsík két oldalán levő - külön erre a célra rendszeresített- pitotcső    érzékel. 

Külön Pitot cső a vezérsíkon

Minnél nagyobb a gép sebessége, annál nagyobb lesz a nyomásérték a munkahengerekben és annál "keményebb" lesz a kormány, a kormányzás-érzet. A szerkezet alaphelyzetben is biztosít egyfajta kormányerő érzetet, mivel a rugónak van saját ereje megfeszítés nélkül is. Ez azért fontos, mert amennyiben megszűnne a sebességjel, eljegesedne az a pitotcső akkor sem lesz személyzetnek olyan érzése hogy puha, könnyen mozgatható kormányokkal repül.

A szekezet grafikai vázlata


A B737-es típuscsalád az oldalkormányt leszámítva rendelkezik konvencionális kormányzási megoldásokkal, magyarul mind a csűrő, mind a magassági kormány vezérelhető hidraulika nélkül is. Ebben az esetben temészetesen nem annyira szükséges kormányzás-érzet mesterséges létrehozása, mivel jelentős kormányerők ébrednek a kormánylapokon.

A kormányvisszahatás a kormányoszlop kitérítése mentén
A fenti grafikonon látható a rugóerők értéke a különböző sebességtartományokban. A vízszintes tengelyen a kormányoszlop kitérése van feltüntetve, míg a függőleges tengely a kormányerő nagyságát mutatja. A különböző színű grafikonok különböző sebességekhez tartozó erőket jelentenek. A zöld grafikon, a rugó természetes erejébő fakadó kormányerőt jelzi. Minnél nagyobb a gép sebessége, annál meredekebb a grafikon.

A berendezés másik feladata a kormányoszlop középhelyzetének beállítása.Ez azért szükséges, mert a trimmeléskor nem a kormánylapot állítjuk, hanem az egész vezérsík beállítási szögét. A kormányoszlop középhelyzetének áthelyezése tulajdonképpen a trimmelési érzet visszacsatolása a kormányoszlopon. Ezt is ugyanaz a szerkezet látja el.

A leírtakból látható tehát, hogy a szerkezet meghibásodása, esetén a kormányerő nem megy el olyan irányba ami a repülőgép ebből fakadó túlterheléséhez vezethet.


Goldeneagle 

Nincsenek megjegyzések: