¿Qué es la tecnología fly-by-wire?

Answer 1

Gracias por la oportunidad de A2A.

Veo que ya tienes excelentes respuestas de Tim Morgan y Gabriel Chan. Por lo tanto, limitaré mi respuesta a solo agregar un poco de una perspectiva diferente.

Desde el punto de vista del diseño de la aeronave, el llamado sistema de “vuelo por cable” brinda la oportunidad de reemplazar varios sistemas más antiguos utilizados para controlar una aeronave con un sistema único de mucho menos peso; el peso siempre se considera una penalización en el diseño de la aeronave, a menos que sea “carga útil” o combustible.

Según lo expresado por Tim y Gabriel en sus respectivas respuestas, un sistema de vuelo por cable utiliza componentes electromecánicos, cableado eléctrico y una computadora o una serie de computadoras. Estos reemplazan los componentes mecánicos y los componentes hidromecánicos de los sistemas que no vuelan por cable.

La mayor ventaja, aparte del ahorro de peso y la reducción de los costos de mantenimiento (no más reemplazo periódico de fluido hidráulico, servicio de componentes mecánicos, etc.) han sido las ventajas asociadas con la introducción de una computadora de control de vuelo (más de una en aviones modernos) que permite un mayor control de la aeronave mediante el inicio de respuestas más rápidas a las entradas del piloto cuando se combina con la información suministrada por todos los sensores aplicables ahora instalados en las aeronaves modernas.

Entonces, aunque el piloto todavía inicia una acción deseada, la aeronave puede verificar para ver, en menos de un milisegundo, si la acción es segura (según la forma en que el sistema ha sido programado para responder) y luego configurarse (iniciar movimiento de todas las superficies de control apropiadas, así como ajustar a la configuración de potencia adecuada) para realizar la acción deseada de la manera más eficiente. La idea es permitir un vuelo más suave, seguro y más eficiente.

En tiempo real, el sistema fly-by-wire puede tener en cuenta un mayor volumen de datos sobre el rendimiento de la aeronave y hacer ajustes ajustados para lograr una mayor eficiencia en el rendimiento de las maniobras. Esto permite que los aviones que están diseñados para ser inestables y, por lo tanto, inherentemente imposibles de volar por un Piloto humano utilizando los sistemas tradicionales de control de vuelo, ahora sean piloteados por pilotos humanos con la ayuda de computadoras de vuelo por cable.

Como mencionó Gabriel, los luchadores son inherentemente inestables por diseño, es decir, no resisten naturalmente el efecto de cualquier perturbación iniciada. Por lo tanto, los aviones inestables se desempeñan más rápidamente en respuesta a las acciones iniciadas por el piloto y, por lo tanto, son más adecuados para misiones que pueden involucrar maniobras de combate intensas.

Como también mencionó Tim, la programación de la computadora de control de vuelo también puede proteger al piloto y al avión de entrar en cualquier situación indeseable que pueda conducir a la incapacidad del piloto o al avión a una maniobra insegura irrecuperable. El sistema también se puede programar para iniciar automáticamente la recuperación de condiciones no deseadas antes de que la condición se vuelva insegura.

La conclusión aquí es el ahorro de peso, costo y el rendimiento mejorado, la seguridad y la flexibilidad cuando se trata de configurar las computadoras para reaccionar a diferentes escenarios para diferentes misiones a través de la programación de las computadoras de control de vuelo.

Nota personal:
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Me gustaría ver que cualquiera que trabaje en la programación del software de control de vuelo haya obtenido al menos una licencia de piloto comercial y 500 horas (incluye al menos 50 de TT) de experiencia de vuelo como piloto al mando. Una sugerencia muy controvertida y que probablemente nunca sea adoptada, sin embargo, me temo que veremos a más y más pilotos asumiendo la culpa por no entender lo que estaba haciendo su avión y, por lo tanto, no realizar las intervenciones oportunas correctas.

Se han producido demasiados accidentes modernos porque el sistema de vuelo por cable ha dejado a Pilot haciendo la pregunta “¿Qué está haciendo ahora?”, Lo que indica que la operación de la aeronave se está alejando del método intuitivo entendido por los Pilotos, hacia uno más de acuerdo con entendido por los programadores de computadoras y todos sabemos que las computadoras no vuelan, al contrario de lo que cualquiera pueda desear convencernos.

Answer 2

En las aeronaves más antiguas, la palanca de vuelo del piloto estaba unida mecánicamente a las superficies de control de la aeronave, generalmente a través de medios hidráulicos.
La propia fuerza del piloto se utilizó para desviar las superficies de control. Ejemplo, el gato F-14A.

En los aviones modernos, NO hay contacto físico directo entre la palanca de vuelo de los pilotos y las superficies de control.

En cambio, ahora, las entradas de la palanca piloto se convierten en señales eléctricas, que se transmiten a las superficies de control a través de cables. Estos se convierten en fuerzas de desviación apropiadas por medio de actuadores en las superficies de vuelo. Esto se llama volar por cable.

Además, hoy en día, especialmente en diseños que son aerodinámicamente inestables (como la mayoría de los aviones de combate), una computadora se encuentra entre el piloto y las superficies de control.

El piloto ahora es solo otra entrada a la computadora. Otra entrada incluye detectores de velocidad del aire y giroscopios. Luego, la computadora realiza cálculos basados ​​en estas entradas múltiples y genera la señal de control correcta para las superficies de vuelo.
Esto es lo que hace posible volar diseños de aviones inestables, como el F-16, F-18, etc. Sin la computadora, la carga de trabajo de los pilotos aumentaría enormemente, ya que tendría que ajustarse continuamente para mantener el nivel del avión.

Answer 3

Fly by Wire es una tecnología de control de aeronaves donde hay una computadora entre la palanca de control del piloto y la superficie de control de la aeronave. Cuando el piloto da una entrada de control, la entrada se alimenta primero a la computadora, y la computadora da la señal a la (s) superficie (s) de control para que se mueva.

La mayor ventaja de un sistema FBW es que puede proteger la aeronave de un manejo inadecuado. Como otros han dicho, también ahorra masa y resuelve muchos problemas de mantenimiento.

Veamos el vuelo de Airbus por cable como ejemplo. Los aviones Airbus tienen tres computadoras principales. La computadora de aumento de vuelo (FAC), la computadora de elevador y alerón (ELAC) y la computadora de alerón y elevador (SEC). Hay tres leyes que rigen el funcionamiento de estas computadoras. 1) Ley normal 2) Ley alternativa 3) Ley directa.

Ley normal: esta ley es efectiva cuando todos los sistemas de la aeronave funcionan como debería. La ley normal tiene tres modos. Modo tierra, modo vuelo y modo aterrizaje. En modo tierra, el piloto tiene control directo sobre las superficies de control de la aeronave. Esto permite verificar los controles de la aeronave antes del vuelo y permite al piloto rotar la aeronave para despegar.

El modo de vuelo se activa tan pronto como el avión está en el aire. Aquí las reglas preestablecidas y varias protecciones cobran vida. El modo controla el cabeceo, balanceo y guiñada del avión. Veamos cada uno en detalle.

Paso: cuando el piloto da un comando de paso con la palanca lateral, la computadora lo toma como una demanda del factor de carga. Cuando la palanca está en posición neutral, no hay cambio en la carga de gy la aeronave se mantiene a 1 g de vuelo. Cuando la palanca se mueve hacia atrás, se exige una carga g positiva, mientras que una posición de palanca hacia adelante exige una demanda g negativa. Lo bueno aquí es que, sin importar su velocidad, la entrada de tono da el mismo cambio en Gees. El ajuste es completamente automático. Al igual que un avión convencional, el avión Airbus también usa un Estabilizador Horizontal Trimmable (THS). El avión se recorta para mantener el factor de carga requerido.

Es hora de hablar sobre las protecciones de los sobres de vuelo. Comencemos con las protecciones Maneouvre. Con las aletas hacia arriba, las computadoras evitan que la aeronave exceda un factor de carga positivo de 2.5 gees y un factor de carga negativo de -1 gees. Con las aletas hacia abajo, el factor de carga positivo está limitado a 2 gees y el factor de carga negativo está limitado a 0 gees. El avión también tiene ángulos de inclinación limitados. No puede exceder un ángulo de inclinación positivo de 30 grados y un ángulo de inclinación negativo de 15 grados. Además, hay un sistema de protección de alta velocidad. Esto se activa justo debajo de [math] V_ {mo} [/ math] (velocidad máxima de operación) y [math] M_ {mo} [/ math] (número máximo de máquina operativa). El sistema ralentiza la aceleración al lanzar la aeronave. Las computadoras no necesariamente evitan que el avión exceda las velocidades límite, pero mantiene la velocidad dentro de los márgenes de seguridad.

También ofrece protecciones de pérdida. Un poco por encima de la velocidad de pérdida de la aeronave, la protección de pérdida comienza a intervenir las entradas de control del piloto. La primera velocidad aquí se llama Alpha prot. Una vez que se alcanza esta velocidad, la demanda del factor de carga en las computadoras cambia a un ángulo de demanda de ataque. Si el piloto continúa tirando de la palanca, el avión alcanza Alpha max, que nuevamente está por debajo de la velocidad de pérdida. Si el empuje automático está disponible en la aeronave, la aeronave no alcanzará el máximo alfa ya que las computadoras aplican el empuje TOGA por una característica llamada piso alfa. Si el empuje automático no funciona y si un piloto que mantiene Alpha max se relaja en los controles, el avión vuelve a Alpha prot.

Cuando desee rodar la aeronave, esencialmente estará dando una demanda de velocidad de rodadura. Cuando el palo es neutral, usted da una demanda de cero grados / segundo, cuando se mueve ligeramente hacia la derecha o la izquierda, efectivamente está dando una demanda entre 0 y 15 grados / segundo. Con el palo completamente doblado a cada lado, está dando una demanda de 15 grados / segundo. Los ángulos de balanceo también son limitados. El ángulo máximo que puede rodar la aeronave con el ajuste de inclinación es de 33 grados, pero más allá de 33 grados, se pierde el ajuste automático. También está limitado a un ángulo máximo de 67 grados de inclinación. Si suelta los controles mientras mantiene un ángulo entre cero y 33 grados, la aeronave mantendrá un ángulo de inclinación constante. Pero si supera los 33 grados y suelta el palo, el avión mantendrá automáticamente un ángulo de inclinación de 33 grados.

Guiñada : las demandas de guiñada del timón son procesadas inicialmente por los ELAC y luego enviadas a los FAC. Los FAC le dicen a los actuadores del timón que se muevan en consecuencia. La coordinación de giro es completamente automática. El piloto no necesita mover los timones para coordinar sus turnos.

En el modo de aterrizaje, justo por encima de 50 pies, los ELAC memorizan la actitud de la aeronave y justo por encima de 30 pies, le da una ligera inclinación a la actitud previamente memorizada. Luego, el piloto contrarresta esto presionando a popa el palo, lo que resulta en la llamarada para el aterrizaje.

Ley alternativa : se produce cuando fallan dos o más sistemas de la aeronave. En leyes alternativas, las demandas del factor de carga y el ajuste automático aún están disponibles para el piloto. Pero excepto la protección de maniobra, todas las demás protecciones se pierden. El control de balanceo se vuelve directo. Es decir, las superficies de control se mueven exactamente como quiere el piloto y también se pierde la coordinación de giro automático.

Ley directa: cuando la aeronave está en ley directa, las entradas de control del piloto se pasan directamente a las superficies de control. Las entradas aún pasan a través de las computadoras, pero no modifican los comandos piloto. Los aviones Airbus también tienen una copia de seguridad mecánica en caso de que se degrade por la ley directa. Aquí solo está disponible el timón y el estabilizador horizontal recortable. El control de palanca se pierde por completo en tal situación.

Answer 4

Un sistema fly-by-wire es una computadora entre su dispositivo y las superficies de control. En los viejos tiempos (y en muchos aviones todavía construidos hoy), no hay nada más que un cable entre el palo y las superficies de control. Si mueve el palo hacia la izquierda, las poleas mueven el alerón izquierdo hacia arriba y el alerón derecho hacia abajo, haciendo que el avión gire a la izquierda.

Con un sistema FBW (a veces llamado FLCS, o sistema de control de vuelo), una computadora lee la desviación izquierda de la palanca y dice: “Oh, el piloto quiere inclinarse hacia la izquierda. ¿Qué superficies de control necesito mover para hacer eso? ¿ocurrir?” Obviamente, la mayoría de las veces, la respuesta será la misma, pero para algunos aviones (especialmente los jets negativamente estables como el F-16 y F-22), la computadora sabrá más que el piloto sobre cómo hacer que el avión funcione. como él quiere.

Además, un sistema FBW puede evitar que el piloto vuele el avión a una situación irrecuperable o que haga cosas estúpidas. Puede ver esto en el limitador de velocidad de balanceo del F-16, que evita que el piloto cree un bloqueo inducido por balanceo. También lo ves en los aviones Airbus, que evitan que el piloto sobrecargue la aeronave o que gire demasiado en el despegue, causando un golpe de cola.

Answer 5

Los controles convencionales están vinculados desde la cabina a la superficie de control mediante cables o varillas push-pull. En aviones grandes y en aquellos que vuelan a altas velocidades, es posible que la fuerza requerida para ser aplicada por el piloto esté más allá de las capacidades de un piloto normal. Entonces, en tales aeronaves, necesitamos asistencia para usar motores hidráulicos o motores eléctricos.

Los controles de potencia tendrán un motor eléctrico o hidráulico cerca de la superficie a operar y la conexión desde la cabina opera adecuadamente algunas válvulas para regular el par que aplica hacia la superficie de control. El piloto podría no obtener la “sensación” correcta de la aeronave en dichos controles y se incorpora alguna sensación artificial.

En los controles Fly-by-wire, los enlaces de la cabina a los motores son reemplazados por cables eléctricos. Y, hay una computadora de vuelo en el medio. Entonces, las entradas de control del piloto se convierten como variaciones en la corriente o el voltaje en el circuito. En la computadora de vuelo, también se recibe información sobre otros datos de vuelo. La entrada del piloto es interpretada por la computadora como una demanda de maniobra. Según la interpretación y los parámetros de vuelo existentes, la computadora envía señales modificadas a todas las superficies de control apropiadas para ejecutar la maniobra según lo solicitado. Si la maniobra solicitada está fuera de la capacidad normal de la aeronave, la computadora también aplica las restricciones apropiadas.

Answer 6

Se llama cometa

Ok, no.

Pero en serio, es un nombre estúpido . Quiero decir, digamos que colocamos una computadora entre el joystick del piloto y las superficies de control y lo llamamos “Fly By Wire” porque una computadora es realmente solo un montón de “cables” …

En el sentido tradicional, un Cessna C172 podría ser “Fly By Wire”, ya que realmente ES volado por un par de “cables”:

Pero los chicos geniales los llaman “cables” .

¿Ves a dónde voy con esto?

La terminología correcta debería haber sido: ” Fly-By-A-Computer-That-Second-Guesses-The-Pilot-All-The-Time “, lo que tiene mucho más sentido para mí.

Bueno, ese es el final de mi diatriba.

* enviado desde mi cable de escritorio

Answer 7

Volar por cable es un sistema eléctrico para controlar la superficie de vuelo (p. Ej., Alerón, timón, etc.) en lugar de mecánico como en el pasado para un mejor control sobre el vuelo.

El principal Pro de ‘fly by wire’ es la eliminación total de los mecanismos de cables y poleas para controlar la superficie de vuelo. Esos sistemas de poleas son muy caros de fabricar y mantener los sistemas de cable, además son muy pesados. Otra es la capacidad de operar la aeronave con una pérdida total de energía hidráulica, pero esto pone un énfasis mucho mayor en la energía eléctrica. Es por eso que los aviones más nuevos utilizan múltiples respaldos eléctricos, como las turbinas de aire ram, que no requieren ninguna fuente eléctrica a bordo. Y en su mayoría, todos los acondicionados están en modo automático en el momento del manejo, por lo que hay menos errores en el alto rendimiento.

En este momento, esta tecnología es costosa, pero se puede hacer segura con la ingeniería y el desarrollo adecuados. Además, es posible activar este sistema en el suelo bajo las condiciones de mantenimiento adecuadas y esto puede resultar en un movimiento repentino de las superficies de control de vuelo, que es más probable que con superficies controladas hidráulicamente que requieren la operación de motores o bombas hidráulicas. Inicialmente, esta tecnología tiene problemas de capacitación y mantenimiento al igual que todas las nuevas tecnologías.

Las desventajas son como todos los sistemas, pueden fallar. Aunque a diferencia de una falla mecánica localizada, donde la falla será específica de un determinado elemento de control, una falla eléctrica podría potencialmente resultar en una falla completa de los sistemas de la aeronave en los sistemas de vuelo por cable. Aunque existen medidas para hacer frente a tal circunstancia que surja. La otra desventaja es que muchos sistemas de vuelo por cable incorporan un “sistema mejor conocido por computadora” por el cual el piloto no puede detener la aeronave o poner la aeronave en una actitud no deseada. Aunque esto también puede verse como un profesional, los resultados negativos de dicha programación se pueden ver en el desastre de Airbus Air France, donde el avión detuvo al piloto para evitar la colisión con una línea de árboles.

Después de casi 30 años de pruebas, llegó al mercado con fiabilidad.

Answer 8

Primer vuelo en avión de alambre lanzado en 1989 por Airbus A320.
Antes de esto, todas las superficies primarias como alerones, timón y elevadores deben controlarse mediante cables mecánicos como primarios o de respaldo.
Las superficies primarias de los aviones de vuelo por cable no están controladas por cable mecánico. Esta superficies controladas por cable eléctrico y computadoras.

Pero, sorprendentemente, todavía en vuelo por el timón de un avión puede controlarse por cable mecánico. Y estabilizador horizontal de superficie principal controlado por cable mecánico.

Ahora la diferencia viene cuando la decisión de control se hace cargo de las computadoras de vuelo con entradas de piloto en modo manual y entradas de computadoras en modo de piloto automático.

Answer 9

Volar por cable significa que las computadoras se encuentran entre las entradas de control del piloto y los actuadores en las superficies de control de la aeronave. Ya no hay una conexión mecánica directa de lo que el piloto hace a las superficies de control. También puede significar motores controlados por computadora, pero eso a menudo se considera por separado y se llama FADEC (Control de motor digital de autoridad completa).

Fue desarrollado por primera vez para aviones militares, y permitió que un piloto humano controlara células inusuales o deliberadamente inestables. También permite controles de palanca lateral, como en el F-16, que proporcionan ventajas ergonómicas, especialmente en situaciones de alta temperatura, y permiten un diseño de cabina más limpio que una palanca central o, más importante para las aerolíneas, un yugo. También permite a los diseñadores construir márgenes de seguridad al hacer que el avión sea “más inteligente”.

No es lo mismo que el vuelo autónomo de drones, aunque FBW claramente lo hizo posible.

Answer 10

¡Hola a todos!

Fly-by-wire: es una tecnología en la que la entrada de control cuando se aplica en el yugo (Boeing) o la barra lateral (airbus) se procesa digitalmente en señales electrónicas y se aplica a las superficies de control como estabilizador horizontal, alerones y timón. Los aviones de transporte modernos como el Boeing 737,777,787 y Airbus 320,321,330,340,380, etc., lo usan.

Es un sistema actualizado del control hidráulico manual convencional en el que la entrada de controles del yugo se aplica a las superficies de control con la ayuda de cables y poleas. Todavía se usa en aviones más pequeños y antiguos como Cessna 152, 172.

Nota: Es un poco como tener un volante de potencia de su automóvil en el que las pequeñas entradas / luces funcionan, en comparación con los automóviles más antiguos que tienen una dirección manual y mucha dirección pesada.

Cualquier persona con mejor conocimiento no dude en corregir / comentar.

Rishabh

Answer 11

En un avión volando por cable, el piloto ingresa comandos a través de una barra lateral o yugo a una computadora. La computadora luego dirige el actuador hidráulico o eléctrico para desviar una superficie de control de vuelo. Existen numerosas ventajas para volar por sistemas de cable, incluidas las características de ahorro de peso y seguridad que se pueden incorporar en el software de la computadora.
Los controles hidráulicos manuales convencionales toman la información del piloto a través de un yugo y controlan el movimiento del actuador de control de vuelo a través de cables y poleas. Este es un sistema más simple que volar por cable, pero es más pesado y carece de las características de seguridad. Proporciona una mejor respuesta táctil a los pilotos cuando vuelan manualmente el avión.

Answer 12

Anteriormente, todos los controles en el vuelo eran mecánicos, por ejemplo, controlando el estabilizador vertical o controlando las aletas en las alas. Hubo una serie de desafíos como el desgaste y más sobre agregar peso al avión allí al aumentar el consumo de combustible. La tecnología Fly by Wire es el reemplazo del sistema convencional donde los sistemas se controlan mediante señales eléctricas que se transmiten desde la cabina. Las señales eléctricas se dan a los actuadores que están conectados a los sistemas. Ahí reduciendo el peso del avión y también mejorando el control. Todas estas señales son de control por computadora.

Answer 13

Todos los aviones viejos usaban control manual, donde tenía un joystick u otro dispositivo que tenía cables conectados a él, y cuando movía el joystick, los cables tiraban de aletas y varios bits en las alas, etc. para dirigir el avión.

Entonces alguien se dio cuenta de que las computadoras son increíbles y los aviones voladores, especialmente los jets muy rápidos, son difíciles. En cambio, el joystick está conectado a una computadora que envía señales eléctricas a lo largo del avión, y es mucho más confiable que los cables móviles que cuelgan por todas partes. La señal luego se dirige a motores que tiran de los cables mucho más cerca de las superficies de control reales.

Creo que los aviones de tipo “ala voladora” son muy inestables, son difíciles de volar y usan esto.

Answer 14

Significa que los controles de vuelo no tienen conexión mecánica con las aletas y el timón del avión, etc. confían en enviar una señal electrónica para decirles qué hacer.

Airbus fueron los pioneros en esto para aviones comerciales a gran escala con los modelos A320 y A330. Ahora es la norma para los nuevos aviones comerciales de pasajeros.

Answer 15

FBW es un sistema de regulación que regula en qué situaciones se puede encontrar un caza (o cualquier avión), o más bien en situaciones en las que el avión no debería estar, como paradas o maniobras irrecuperables.

FBW también hace muchos ajustes para mantener estable al caza, especialmente los diseños de fuselaje que tienen una baja estabilidad inherente. Los diseños de alas extendidas hacia delante de FSW requieren que FBW se vuele prácticamente, de lo contrario, la carga mental en el piloto sería inmensa. Desea piloto de combate para centrarse en ganar la batalla en lugar de mantener el avión volando.
FSW: Grumman X-29 (arriba) y Sukhoi Su-47 Berkut (abajo)

Answer 16

Ya ha habido muchas respuestas sorprendentes. Así que permítanme presentar una de las frases más simples que describen vuelo por cable.
“El piloto vuela una computadora. La computadora vuela el avión”.

Answer 17

Fly By Wire se utiliza para eliminar el aleteo (desplazamiento vertical de las puntas de las alas). Se controla por medio de actuadores que envían señales eléctricas al cable que ajusta el ala de acuerdo con la condición requerida.