Boczne drążki sterowania samolotem pasażerskim, Lotnicze różności, Dokumenty
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Płk w st. sp. pil. dr inż. Antoni Milkiewicz
Boczne drążki sterowania samolotem pasażerskim
Î potrzeba czy zbytnia nowoczesność?
lotnicza rozwijała się bardzo intensyw-
nie; powszechne stało się stosowanie elek-
trycznego systemu sterowania statkiem po-
wietrznym (fly by wire), obecnie nawet z wy-
korzystaniem światłowodw. Używanie tego
systemu pozwala znacząco zmniejszyć masę
statku powietrznego, ale przede wszystkim
stwarza ogromne możliwości w zakresie au-
tomatycznego sterowania statkiem oraz umoż-
liwia precyzyjne wykonywanie zadań w po-
wietrzu. Sprzęgnięcie tego systemu z syste-
mem uzbrojenia pozwala na efektywne uży-
cie środkw rażenia, a odpowiednie zaprogra-
mowanie ogranicza pojawianie się niebez-
piecznych stanw lotu.
Elektryczny system sterowania statkiem po-
wietrznym pierwsi zastosowali Amerykanie w
samolocie
F-16
na początku lat 70. ubiegłego
wieku. Wynikało to z techniczno-taktycznych
założeń do projektu tego samolotu. Samolot
F-16
został skonstruowany jako lekki super-
manewrowy myśliwiec zdolny do efektywnej
walki powietrznej z małej odległości.
Jeżeli manewrowość samolotu zdefiniuje-
my jako zdolność do zmiany wektora jego
prędkości w odniesieniu do wielkości i kie-
runku działania, to supermanewrowość wyra-
ża zdolność do bardzo dużych zmian wektora
prędkości w najkrtszym czasie.
Manewrowość wynika ze sterowności sa-
molotu zarwno podłużnej, jak i bocznej, tak-
że poprzecznej. Sterowność podłużna jest
wyrażana przez stosunek przyrostu siły przy-
łożonej do drążka (wychylanego od i do sie-
bie)
Sterowność poprzeczna Î to stosunek przy-
rostu siły przyłożonej do drążka w kierunku
poprzecznym
x
poprz.
do przy-
rostu prędkości kątowej samolotu wokł jego
osi podłużnej
x
:
P
poprz.
x
poprz.
x
x
x
, to znaczy im mniej-
szą siłą przyłożoną do drążka lub im mniej-
szym ruchem drążka spowodujemy większy
przyrost przeciążenia normalnego czy pręd-
kości obrotowej samolotu, tym większa bę-
dzie sterowność.
O ile siły przyłożone do drążka w celu osią-
gnięcia odpowiedniego przyrostu przeciąże-
nia normalnego lub przyrostu prędkości ob-
rotowej samolotu wokł osi podłużnej są po-
rwnywalne w klasycznym systemie sterowa-
nia samolotem, ze wzmacniaczem o schema-
cie nieodwracalnym i elektrycznym systemie
sterowania samolotem z bocznym drążkiem
(sidestick), o tyle potrzebne wychylenia drąż-
ka istotnie się rżnią w systemach klasycznym
i elektrycznym. W klasycznym systemie ste-
rowania samolotem całkowity ruch drążka od
i do siebie wynosi odpowiednio około 100
i 200 mm, a w elektrycznym systemie stero-
wania, np. w samolocie
F-16
, maksymalny
ruch bocznego drążka, podłużny i poprzecz-
ny, wynosi 6,12 mm (1/4 cala). Można więc
powiedzieć, że sterując samolotem za pomo-
cą bocznego drążka, steruje się w zasadzie
przyłożoną do drążka siłą.
n
z
i
P
podł.
do przyrostu przeciążenia normal-
nego
n
z
lub przyrostu długości ruchu drążka
x
podł.
do przyrostu przeciążenia normalnego
n
z
:
P
podl.
n
x
podl.
n
z
z
Przegląd Sił Powietrznych
45
W
ostatnich dziesięcioleciach technika
P
poprz.
lub przyrostu długości
ruchu drążka w tym kierunku
Zarwno w pierwszym, jak i w drugim
przypadku o sterowności decyduje wielkość
przedstawionych stosunkw. Im mniejszą
wartość będzie miał stosunek przyrostu siły
lub długości ruchu drążka do efektu stero-
wania, tj. do
Położenie bocznego drążka w kabinie samolotu
F-16
urządzeniami niezbędnymi do wykonania za-
dania oraz zastosowanie rozwiązań ogranicza-
jących możliwości wejścia samolotu w nie-
bezpieczny stan lotu pozwalają pilotowi całą
uwagę skierować na realizowanie zadania bo-
jowego.
Firma Airbus już w samolocie
A320
zasto-
sowała do ręcznego sterowania boczne drąż-
ki, umieszczone przy stanowisku dowdcy
załogi na lewej burcie kabiny, a przy stanowi-
sku drugiego pilota Î na prawej burcie. Iden-
tyczne rozwiązanie zastosowano w czterosil-
nikowym samolocie
A340
.
Jeśli stosowanie bocznych drążkw w sa-
molotach bojowych jest uzasadnione ze
względu na wykonywanie zadań z dużym
przeciążeniem, zastosowanie takiego rozwią-
zania w samolotach pasażerskich może budzić
zastrzeżenia z trzech powodw.
Po pierwsze
Î samolot pasażerski jest przy-
stosowany do wykonywania zadań w warun-
kach gwarantujących komfort pasażerom,
a więc do lotu z nieznacznymi zmianami prze-
ciążenia normalnego, niewymagającymi od
pilota większego wysiłku, zwłaszcza dzięki
temu, że pilot samolotu pasażerskiego, w od-
rżnieniu od pilota samolotu bojowego, wy-
konuje zadanie (lot) w warunkach automatycz-
nego sterowania.
Po drugie
Î zastosowanie bocznych drąż-
kw pozbawia pilotw możliwości sterowa-
nia samolotem drugą ręką. Dowdca załogi
może uchwycić drążek tylko lewą ręką, a dru-
Ponieważ pilot samolotu
F-16
podczas
wykonywania zadania w powietrzu w warun-
kach wyjątkowo dużego przeciążenia normal-
nego musi aktywnie ręcznie sterować samo-
lotem, to aby zmniejszyć jego wysiłek zrezy-
gnowano z zamontowania drążka centralnie
na rzecz jego zamontowania z boku. Drążek
umieszczony został na pulpicie prawej burty
kabiny, a możliwości jego ruchu są minimal-
ne. Pilot zajmuje więc wygodniejszą pozycję
Î jego ręce są usytuowane rwnolegle do koń-
czyn dolnych, lewą ręką steruje silnikiem,
a prawą Î samolotem. Umiejscowienie na
bocznym drążku i dźwigni sterowania silni-
kiem przełącznikw i przyciskw sterujących
Samolot
A340-500
46
Luty 2005
Położenie bocznych drążkw w kabinie załogi samolotu
A340
Wolanty w kabinie załogi samolotu
Boeing 7E7
Przegląd Sił Powietrznych
47
Samolot
Boeing 7E7
gi pilot Î tylko prawą ręką. W sytuacjach, kt-
rych podczas konstruowania samolotu nie
można do końca przewidzieć, a ktre mogą
się zdarzyć, sterowanie może być utrudnione
lub załoga może być całkowicie pozbawiona
możliwości sterowania samolotem.
Po trzecie
Î nie każdy pilot potrafi precy-
zyjnie sterować lewą ręką, zwłaszcza jeśli
rzadko używa drążka (zwykle tylko w czasie
startu, zbliżania Î głwnie w końcowym eta-
pie lądowania).
Wydaje się, że rozsądnie postępuje ame-
rykańska firma Boeing. W najnowszym sa-
molocie pasażerskim
7E7
, ktry w 2008 roku
uzyska certyfikat i wejdzie do eksploatacji,
jako sterownicę zastosowała wolant. Dzięki
zastosowaniu tego sprawdzonego, wygodne-
go sposobu sterowania samolotami pasażer-
skimi zachowano pewną rezerwę sterowania
(swoisty zapas) wynikającą z możliwości ste-
rowania samolotem prawą i lewą ręką przez
obu pilotw.
The author discusses necessity of introducing side sticks for steering into passen-
ger planes.
48
Luty 2005
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl lemansa.htw.pl
Płk w st. sp. pil. dr inż. Antoni Milkiewicz
Boczne drążki sterowania samolotem pasażerskim
Î potrzeba czy zbytnia nowoczesność?
lotnicza rozwijała się bardzo intensyw-
nie; powszechne stało się stosowanie elek-
trycznego systemu sterowania statkiem po-
wietrznym (fly by wire), obecnie nawet z wy-
korzystaniem światłowodw. Używanie tego
systemu pozwala znacząco zmniejszyć masę
statku powietrznego, ale przede wszystkim
stwarza ogromne możliwości w zakresie au-
tomatycznego sterowania statkiem oraz umoż-
liwia precyzyjne wykonywanie zadań w po-
wietrzu. Sprzęgnięcie tego systemu z syste-
mem uzbrojenia pozwala na efektywne uży-
cie środkw rażenia, a odpowiednie zaprogra-
mowanie ogranicza pojawianie się niebez-
piecznych stanw lotu.
Elektryczny system sterowania statkiem po-
wietrznym pierwsi zastosowali Amerykanie w
samolocie
F-16
na początku lat 70. ubiegłego
wieku. Wynikało to z techniczno-taktycznych
założeń do projektu tego samolotu. Samolot
F-16
został skonstruowany jako lekki super-
manewrowy myśliwiec zdolny do efektywnej
walki powietrznej z małej odległości.
Jeżeli manewrowość samolotu zdefiniuje-
my jako zdolność do zmiany wektora jego
prędkości w odniesieniu do wielkości i kie-
runku działania, to supermanewrowość wyra-
ża zdolność do bardzo dużych zmian wektora
prędkości w najkrtszym czasie.
Manewrowość wynika ze sterowności sa-
molotu zarwno podłużnej, jak i bocznej, tak-
że poprzecznej. Sterowność podłużna jest
wyrażana przez stosunek przyrostu siły przy-
łożonej do drążka (wychylanego od i do sie-
bie)
Sterowność poprzeczna Î to stosunek przy-
rostu siły przyłożonej do drążka w kierunku
poprzecznym
x
poprz.
do przy-
rostu prędkości kątowej samolotu wokł jego
osi podłużnej
x
:
P
poprz.
x
poprz.
x
x
x
, to znaczy im mniej-
szą siłą przyłożoną do drążka lub im mniej-
szym ruchem drążka spowodujemy większy
przyrost przeciążenia normalnego czy pręd-
kości obrotowej samolotu, tym większa bę-
dzie sterowność.
O ile siły przyłożone do drążka w celu osią-
gnięcia odpowiedniego przyrostu przeciąże-
nia normalnego lub przyrostu prędkości ob-
rotowej samolotu wokł osi podłużnej są po-
rwnywalne w klasycznym systemie sterowa-
nia samolotem, ze wzmacniaczem o schema-
cie nieodwracalnym i elektrycznym systemie
sterowania samolotem z bocznym drążkiem
(sidestick), o tyle potrzebne wychylenia drąż-
ka istotnie się rżnią w systemach klasycznym
i elektrycznym. W klasycznym systemie ste-
rowania samolotem całkowity ruch drążka od
i do siebie wynosi odpowiednio około 100
i 200 mm, a w elektrycznym systemie stero-
wania, np. w samolocie
F-16
, maksymalny
ruch bocznego drążka, podłużny i poprzecz-
ny, wynosi 6,12 mm (1/4 cala). Można więc
powiedzieć, że sterując samolotem za pomo-
cą bocznego drążka, steruje się w zasadzie
przyłożoną do drążka siłą.
n
z
i
P
podł.
do przyrostu przeciążenia normal-
nego
n
z
lub przyrostu długości ruchu drążka
x
podł.
do przyrostu przeciążenia normalnego
n
z
:
P
podl.
n
x
podl.
n
z
z
Przegląd Sił Powietrznych
45
W
ostatnich dziesięcioleciach technika
P
poprz.
lub przyrostu długości
ruchu drążka w tym kierunku
Zarwno w pierwszym, jak i w drugim
przypadku o sterowności decyduje wielkość
przedstawionych stosunkw. Im mniejszą
wartość będzie miał stosunek przyrostu siły
lub długości ruchu drążka do efektu stero-
wania, tj. do
Położenie bocznego drążka w kabinie samolotu
F-16
urządzeniami niezbędnymi do wykonania za-
dania oraz zastosowanie rozwiązań ogranicza-
jących możliwości wejścia samolotu w nie-
bezpieczny stan lotu pozwalają pilotowi całą
uwagę skierować na realizowanie zadania bo-
jowego.
Firma Airbus już w samolocie
A320
zasto-
sowała do ręcznego sterowania boczne drąż-
ki, umieszczone przy stanowisku dowdcy
załogi na lewej burcie kabiny, a przy stanowi-
sku drugiego pilota Î na prawej burcie. Iden-
tyczne rozwiązanie zastosowano w czterosil-
nikowym samolocie
A340
.
Jeśli stosowanie bocznych drążkw w sa-
molotach bojowych jest uzasadnione ze
względu na wykonywanie zadań z dużym
przeciążeniem, zastosowanie takiego rozwią-
zania w samolotach pasażerskich może budzić
zastrzeżenia z trzech powodw.
Po pierwsze
Î samolot pasażerski jest przy-
stosowany do wykonywania zadań w warun-
kach gwarantujących komfort pasażerom,
a więc do lotu z nieznacznymi zmianami prze-
ciążenia normalnego, niewymagającymi od
pilota większego wysiłku, zwłaszcza dzięki
temu, że pilot samolotu pasażerskiego, w od-
rżnieniu od pilota samolotu bojowego, wy-
konuje zadanie (lot) w warunkach automatycz-
nego sterowania.
Po drugie
Î zastosowanie bocznych drąż-
kw pozbawia pilotw możliwości sterowa-
nia samolotem drugą ręką. Dowdca załogi
może uchwycić drążek tylko lewą ręką, a dru-
Ponieważ pilot samolotu
F-16
podczas
wykonywania zadania w powietrzu w warun-
kach wyjątkowo dużego przeciążenia normal-
nego musi aktywnie ręcznie sterować samo-
lotem, to aby zmniejszyć jego wysiłek zrezy-
gnowano z zamontowania drążka centralnie
na rzecz jego zamontowania z boku. Drążek
umieszczony został na pulpicie prawej burty
kabiny, a możliwości jego ruchu są minimal-
ne. Pilot zajmuje więc wygodniejszą pozycję
Î jego ręce są usytuowane rwnolegle do koń-
czyn dolnych, lewą ręką steruje silnikiem,
a prawą Î samolotem. Umiejscowienie na
bocznym drążku i dźwigni sterowania silni-
kiem przełącznikw i przyciskw sterujących
Samolot
A340-500
46
Luty 2005
Położenie bocznych drążkw w kabinie załogi samolotu
A340
Wolanty w kabinie załogi samolotu
Boeing 7E7
Przegląd Sił Powietrznych
47
Samolot
Boeing 7E7
gi pilot Î tylko prawą ręką. W sytuacjach, kt-
rych podczas konstruowania samolotu nie
można do końca przewidzieć, a ktre mogą
się zdarzyć, sterowanie może być utrudnione
lub załoga może być całkowicie pozbawiona
możliwości sterowania samolotem.
Po trzecie
Î nie każdy pilot potrafi precy-
zyjnie sterować lewą ręką, zwłaszcza jeśli
rzadko używa drążka (zwykle tylko w czasie
startu, zbliżania Î głwnie w końcowym eta-
pie lądowania).
Wydaje się, że rozsądnie postępuje ame-
rykańska firma Boeing. W najnowszym sa-
molocie pasażerskim
7E7
, ktry w 2008 roku
uzyska certyfikat i wejdzie do eksploatacji,
jako sterownicę zastosowała wolant. Dzięki
zastosowaniu tego sprawdzonego, wygodne-
go sposobu sterowania samolotami pasażer-
skimi zachowano pewną rezerwę sterowania
(swoisty zapas) wynikającą z możliwości ste-
rowania samolotem prawą i lewą ręką przez
obu pilotw.
The author discusses necessity of introducing side sticks for steering into passen-
ger planes.
48
Luty 2005
[ Pobierz całość w formacie PDF ]