Система Дистанционного Управления
рейтинг: +3+x
Электродистанционная система управления (ЭДСУ, Fly-by-Wire)
система управления самолётом, обеспечивающая передачу управляющих сигналов от пилота (от РУС или РППУ) к исполнительным механизмам в виде электрических сигналов.
8297060332_e51287dda4.jpg

Защитные функции СДУ от превышения ограничений по максимальной скорости и по углу атаки.

В зависимости от конфигурации самолёта, реализованы разные алгоритмы защиты по скорости:

  • Защита механизации крыла от превышения скорости Vfe (макс. экспл. скорость с выпущенной механизацией).
  • Защита от превышения скорости Vмо (макс. экспл. скорость в полётной конфигурации).

Если разгон самолёта происходит во взлётной или посадочной конфигурациях, то при достижении Vfe + 3 kt, механизация автоматически убирается на меньший угол. Например, конфигурация FULL перейдёт в положение FLAPS 3. Далее, по мере разгона самолёта до следующего значения Vfe, закрылки/предкрылки будут последовательно убираться, вплоть до перехода в полётную конфигурацию FLAPS 0. Если, оставить рукоятку «Flaps» в исходной позиции и снова затормозить самолёт, то механизация, в обратной последовательности, вернётся в положение, соответствующее положению рукоятки. Поэтому, при желании, можно перевести рукоятку «Flaps» в положение, выбранное для посадки, заранее, в процессе снижения с эшелона. Выпуск закрылков произойдёт позднее, в разрешённом для этого диапазоне скоростей.

Если разгон выполняется в полётной конфигурации FLAPS0, то при достижении Vмо + 5 kt, произойдёт автоматический выпуск интерцепторов. Если это происходит в снижении, то одновременно с выпуском интерцепторов будет уменьшаться угол тангажа. Угол отклонения интерцепторов и интенсивность уменьшения тангажа будут зависеть от темпа нарастания скорости. Уменьшение тяги двигателей в данном алгоритме не предусмотрено, поскольку необходимости в этом нет: в ГП для защиты от превышения скорости достаточно выпустить интерцепторы. При экстренном снижении в аварийной ситуации, двигатели заранее переводятся на режим «МГ». В этом случае, хватает интерцепторов и уменьшения угла тангажа. То же самое относится и к снижению самолёта в автоматическом режиме (АП работает в режиме «Descent», а АТ в режиме «Thrust») - режим двигателей «МГ». В случае превышения Vмо, автопилот просто отключится и вступит в работу алгоритм защиты СДУ.

Алгоритм, предохраняющий самолёт от выхода на режимы сваливания, построен на последовательном применении защитных функций, которые начинают работать по мере приближения к «границе» — углу атаки сваливания «Alfa Stall». При увеличении угла атаки и достижении им величины «Alfa Protect» происходит отключение автопилота и начинает работать функция ограничения угла атаки. Далее, после достижения угла «Alfa Floor», РУД автоматически перемещаются в положение «NTO» и при необходимости, уменьшается угол тангажа. Максимальное значение угла атаки, до которого сможет дойти самолёт, при полном отклонении ручки «на себя» — угол «Alfa Limit». Зайти дальше СДУ (в режиме «Normal Mode») ему уже не позволит. На короткий промежуток времени, возможен заброс до угла срабатывания сигнализации - «Alfa Stall Warning».

Таким образом, выход самолёта на угол атаки сваливания «Alfa Stall» может произойти только при работе СДУ в минимальном режиме «Direct Mode». Естественно, для реализации данной функции, все значения перечисленных выше углов (от «Alfa Protect» до «Alfa Stall»), как функции текущих параметров полёта и конфигурации самолёта, заложены в бортовых вычислителях системы.


…в "директ-моде", как он управляется? И как реализован алгоритм определения приоритета, в случае, если пилоты тянут в разные стороны?…

Как инженер, могу описать поведение самолёта, только с чужих слов. Кроме того, ответить на все вопросы сразу невозможно, так как потребуется слишком много времени. Попробую «есть слона» по частям.

В режим «Direct Mode» СДУ сваливается только в случае отказа всех трёх вычислителей верхнего уровня (PFSCU). При этом рулевые поверхности переходят на прямое управление вычислителями нижнего уровня (ACE), где каждый АСЕ управляет своим персональным электрогидроприводом. На начальном этапе испытаний птички летали только в «директе», так как определялись характеристики устойчивости и управляемости собственно самолёта, без влияния СДУ. Кроме того, в «нормале», СДУ просто не позволила бы выйти на требуемые углы атаки и скольжения, крена, тангажа. По этой же причине основная часть режимов на больших углах атаки тоже выполнялась в «директе». Нашим пилотам (и пилотам АР МАК тоже) режим «директ» очень понравился, они даже шутили, что никакой «нормал» самолёту не нужен.

Потом, в «нормале», он им понравился ещё больше, ведь это уже почти автопилот – самолёт самостоятельно летит при брошенной ручке, сам стабилизирует исходное угловое положение, на маневрах сам убирает скольжение, автоматически балансирует машину по тангажу при разгонах, торможениях и выпуске механизации, парирует отказы двигателя и т.д. Кроме этого, СДУ не даёт превысить предельные углы крена и тангажа, подвыпускает и прибирает механизацию на разгоне и торможении, выпускает интерцепторы для ограничения максимальной скорости. Ограничение по альфа – отдельная песня. Пилоты EASA пытались «пробить» систему очень жёстко – ручку до упора на себя и вбок и РУДы на «Малый газ». Однако птичка со всем справлялась – добавляла газку, опускала носик и без всякой просадки переходила в плавный набор.

Про СДУ Эрбаса ничего умного не могу сказать, но думаю, что идеология построения системы наверное похожа. А вот законы управления — наши, российские, и не одну сотню часов «шлифовались» на пилотажных стендах. Так что, по оценке пилотов, как в «нормале», так и в «директе» самолёт очень «лёгкий» в управлении и приятнее, чем тот же А.

P.S. При одновременном управлении самолётом с двух мест сигналы от обеих ручек складываются (или вычитаются) в зависимости от направления их перемещения. Это позволяет КВС вмешаться в управление и подправить коллегу. При необходимости, один из пилотов может нажать кнопку «приоритет» и полностью взять управление на себя, отключив второй пост управления. Как совместное управление, так и включение приоритета сопровождаются соответствующей индикацией и сигнализацией (в том числе голосовой).

Читать далее: Особенности и преимущества ЭДСУ Суперджета, интервью зам.начальника отделения динамики полета и систем управления ЦАГИ Юрия Шелюхина

вы бы сравнили стоимость ЭДСУ МИЭА с талесом, посмеялись бы, и так по списку всему…

Перед тем как начинать сравнивать и смеяться, следует напомнить о том, что «Талес» никогда не проектировал и не производил СДУ — только весь комплекс авионики. А СДУ проектировала и производит фирма «Либхерр», и кстати, не так уж и дорого (по сравнению с МИЭА). Ну а насчёт посмеяться над СДУ — лучше бы не смеяться над нашей СДУ, т.к. это одна из превосходнейших систем этого самолёта, и претензий за всё время к ней ни разу не было. Не будем сравнивать с другими самолётами. Как и по поводу высказывания о двигателях, могу ответить только одно — надо сравнивать не только стоимость оборудования, но и уровень инновационности, надёжность, безопасность, возможность сертификации компонента по международным стандартам (а в итоге — самого самолёта), продаж на рынке т.д. и т.п. Так что, не всё не так однозначно.

По материалам Engineer_2010


А современный ли Суперджет?

Валерий Попов пишет: По сведениям из ЦАГИ количество функций, реализованных в СДУ (приближенно):
Ан-148 - 12
Ил-96 - 15
Ту-204 - 25
RRJ-95 - 32 или 33
Приблизительно столько же функций, около 30, реализовано в СДУ В-787 и А-380. Так что по этому параметру проект вполне на уровне.

В одном из документов ИКАО указано, что введение функций, улучшающих устойчивость и управляемость, пилотами оценивалось как однозначно положительное. Там же говорилось, что это не приводит к снижению навыков пилотирования. Проблемы в значительной степени связывались с функциями автопилота и самолетовождения.

Впрочем, для любого вменяемого самолетостроителя ясно, что введение всех этих художеств в СДУ - начиная с простейших демпферов до разноообразных ограничительных функций или "автобалансировок" естественный процесс, приводящий сложный в прилотировании многорежимный аппарат к аппарату, однозначно реагирующему на входной сигнал летчика, независимо от скорости, числа М, центровки или конфигурации.

После прочтения рекламных проспектов SSJ, возникает ощущение, что все гражданские самолеты России до этого летали исключительно на тросовой проводке

Вообще говоря, СУ для каждого самолета практически уникальна. Так что сравнивать не совсем благодарное занятие. Тем не менее, Вы можете утверждать, что до RRJ в России уже были пассажирские машины вообще без механической проводки? (Ан-124 имеет резервную тросовую проводку по меньшей мере в канале крена. Источник - "Аэродинамика, динамика полета магистральных самолетов"1995 под ред Бюшгенса)

Airep пишет: В России из гражданских самолетов SSJ первый без механической проводки. Насколько знаю, у Ту-334 и Бе-200 есть аварийная механическая проводка в "холодном резерве", подключаемая только при критической потере резервирования или при отказе ЭДСУ. Т.е. в обычном полете эта проводка не используется и является спасительной соломинкой при отказе ЭДСУ. Такая структура СУ является переходной к полностью проводной. Что лучше - можно спорить до бесконечности. На мой взгляд это уже что-то из области веры: верите в ЭДСУ- мех. проводка не нужна, не верите - нужна

А можно подробнее рассказать как количество функций связано с соответствием АП-25 (и их зарубежным аналогам) и с безопасностью полетов.
Большое сомнение, что для электродистанционной системы управления это имеет существенное значение. Да и что Вы считаете функцией? Есть система улучшения устойчивости. Есть функции ограничения угла атаки, крена, тангажа на взлете/посадке. Функция защиты диапазона по скорости - это больше задача не системы управления, а автопилота, что еще? Откуда 30 функций?

АП(FAR)-25, раздел В - полет, вообще написаны про самолеты с механическими СУ. Функции СДУ обеспечивают повышение качества пилотирования и снижение нагрузки на экипаж, что принципиально важно для самолетов с экипажем из 2-х пилотов.

Наличие резервной механической проводки-следствие степени совершенства вычислительной части СДУ. Точнее степени несовершенства. Если в перечне функциональных отказов СДУ Ан-148 есть отказы, приводящие к полной потере основного и резервного контура СДУ, то полностью "электрическая" СДУ на данном оборудовании и при данной архитектуре невозможна.


Вопрос: А как система отрабатывает в течение полёта? (например, изменение положения механизации крыла, или изменение центровки по выработке баков)?

Инженер 2010: Для СДУ неважно, чем вызвано возмущение — выпуском/уборкой закрылков, шасси, работой двигателей и т.д., система получает сигналы от своих датчиков: ускорений, угловых скоростей, положения органов управления, стабилизатора, рулевых поверхностей и отрабатывает их. Поведение самолёта в продольном канале описывается колебательным звеном, на вход которого поступает сигнал БРУ, а к нему суммируются сигналы двух контуров обратной связи — по Wz и по Ny. В дальнейшем, насколько я помню (хотя уже смутно) институтские курсы ТФКП и ТАУ, идёт поиск корней, определение границ устойчивости системы, её колебательности, уточнение передаточных коэффициентов, а также логарифмические, амплитудно-фазовые характеристики системы и прочая теория. В итоге, всё это неплохо работает — самолёт летит, да ещё и балансирует сам себя.


небольшая добавка по поводу учёта запаса топлива на борту:

Хотя этот параметр не нужен для СДУ, но он используется бортовым комплексом для ряда других задач. Во-первых, по текущему весу самолёта работает система ограничения по углу атаки и перегрузке. Полученные ограничения индицируются на шкалах скорости и угла атаки. Во-вторых, FMS рассчитывает и выдаёт на индикацию характерные скорости — V1, VR, V2, VLS, Vgreen dot, их метки индицируются на шкале скорости. В-третьих, FMS рассчитывает оптимальный профиль полёта и индицирует на своём экране выбранные эшелоны для ГП. Т.е. вся эта рутинная работа переложена «на плечи» бортового комплекса, что значительно облегчает жизнь экипажу.

Перед запуском двигателей, в процессе ввода в FMS маршрута и других данных, пилоты «забивают» посчитанный по РЗЦ снаряженный вес самолёта с учётом полезной нагрузки (вес самолёта без топлива) и вес заправленного топлива (индицируется на EWD) после чего бортовой комплекс суммирует эти данные, «узнаёт» взлётный вес и выдаёт на индикацию рассчитанные значения V1, VR, V2 и прочие параметры. А после взлёта и перехода самолёта из состояния «земля» в состояние «воздух», бортовой комплекс начинает получать данные о фактическом количестве топлива на борту от вычислителя топливной системы (СУИТ). Таким образом, в полёте все расчёты ведутся по фактическому текущему весу самолёта. В случае отказа обоих каналов СУИТ, расчёт производится по сигналам от двигательных расходомеров — по разнице заправленного и израсходованного топлива. Правда, в этом варианте точность расчётов будет несколько ниже.

…посадочные параметры комплекс тоже выдает?

«Опорное» значение скорости (VREF) в зависимости от текущего веса самолёта, комплекс посчитает (безопасная скорость полёта VLS = 1.23VSR), но окончательная скорость захода VЗП (или Vарр), с учётом необходимых добавок — выполнение захода в конф. «FLAPS 3», наличие ветра, условий обледенения и т.д. экипаж добавляет в FMS «вручную».


Читайте также:

06 Jun 2012 12:53 (опубликовано: Monya Katz)


Если вам понравилась статья, не забудьте поставить "+"

рейтинг: +3+x

Facebook vk16.png twitter_icon.png 01.gif mailru-share-16.png ok-logo.png

fancy-divider.gif

Читайте далее

  • Система управления самолетом - Развитие элементной базы и совершенствование алгоритмов управления позволило российским ученым создать высокопроизводительные и надежные электродистанционные системы управления для боевых и гражданских самолетов. Еще в прошлом столетии в Центральном...… (+4)
  • Автопилот - На самолёте стоит хороший и очень надёжный автопилот, поэтому нет смысла летать «ручками»: практически всё время, машина летает «в автомате». Но… именно в автоматическом режиме расход топлива получается чуть выше, и вот почему. Основную часть полёта...… (+2)
page 2 of 2« previous12
  • Салон - Лучший комфорт в своем классе, сравнимый с магистральными лайнерами Салон суперджета - наиболее просторный и комфортный в классе региональных (ближнемагистральных) лайнеров и сравним по уровню комфорта с узкофюзеляжными (магистральными) машинами ...… (+7)
  • Центровка | Влияние на расход топлива - sys пишет: Самое смешное это то, что эти 3% от законцовок легко набираются оптимизацией центровки. Engineer_2010 пишет: Понятное, что при смещении центровки назад уменьшаются балансировочные потери. Однако, что Вы подразумеваете под процессом...… (+6)
  • Бортовая Система Технического Обслуживания - SSJ 100: Лицом к технику Разработчики этого самолёта сделали много хорошего не только для удобства пассажиров, бортпроводников и пилотов, также они хорошо позаботились об удобстве для инженерно-технического персонала, который трудится на...… (+6)
  • Аварийно-спасательное оборудование - Описание работы аварийного трапа на самолёте SSJ100 Источник: r_fardeev «Лучше быть готовым к тому, что ни когда не случится, чем не готовым к тому, что случиться может» (Китайская мудрость) Производитель аварийных трапов для нашего самолета...… (+6)
  • Двигатель SaM-146 - Ответы на некоторые вопросы про двигатель TFRS пишет: Ох, надо бы внести свои 5 копеечек насчёт СаМа. Так скажем, взгляд изнутри. 1). Разработка СаМа фактически началась в 2002-ом. Дай бог, в серию запустится в этом году1. Итого 8 лет. Для...… (+6)
fancy-divider.gif

Случайные статьи

  • Вес двигателя и сравнение с весом аналога - FRAM: 100 раз обсуждалось. Лейтенант уже все расписал: Вес Д-436-148 в состоянии поставки - 1890 кг1 Поставочная масса двигателя – 1890 кг Ежели к массе двигателя Д-436-148 1890 кг добавить «цифири», сообщённые мне ранее моими «киевлянами»: гондола 345 кг узлы подвески 55 кг системы и...… (+4)
  • Переделка бортов? - Про вес самолётов Инженер2010 писал: Хочу слегка разбавить море сего негатива. Всё обстоит намного лучше, чем многим бы хотелось. Официальная цифра в 27 400 кг веса снаряженного самолёта, приводившаяся ранее С. Ивановым, является правдивой. Именно так – доработанный самолёт, в базовой...… (+6)
  • За штурвалом Sukhoi Superjet 100 (полет на симуляторе) - Сухой Суперджет 100, я думаю многие слышали про этот самолёт, а кто то даже успел на нём полетать. Теперь я тоже могу сказать, что летал на Суперджете 100, мне даже посчастливилось пилотировать его! Я сижу в кресле пилота Сухой Суперджет 100 , передо мной большая панель с различными датчиками и...… (+7)

Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info

Пока не указано иное, содержимое этой страницы распространяется по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License