¿Qué es la tecnología fly-by-wire?

Answer 1

Gracias por la oportunidad 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 así llamado sistema “volar por cable” brinda la oportunidad de reemplazar varios sistemas 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 son de vuelo 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.) ha 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 a través del 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 aún inicia una acción deseada, la aeronave puede verificar, en menos de un mili-segundo, si es seguro emprender la acción (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 las configuraciones de potencia apropiadas) para realizar la acción deseada de la manera más eficiente. La idea es permitir un vuelo más suave, seguro y eficiente.

En tiempo real, el sistema de vuelo por cable puede tomar en cuenta un mayor volumen de datos sobre el rendimiento del avión y realizar ajustes precisos para lograr una mayor eficiencia en el rendimiento de las maniobras. Esto permite que las aeronaves que están diseñadas para ser inestables y, por lo tanto, inherentemente imposibles de volar por un piloto humano utilizando los sistemas tradicionales de control de vuelo, puedan ser voladas por pilotos humanos con la ayuda de computadoras de vuelo por cable.

Como mencionó Gabriel, los combatientes son inherentemente inestables por diseño, es decir, no resisten naturalmente el efecto de cualquier perturbación iniciada. Por lo tanto, las aeronaves inestables tienen un desempeño más rápido en respuesta a las acciones iniciadas por el piloto y, por lo tanto, son más adecuadas para misiones que pueden involucrar maniobras de combate intensas.

Como Tim también mencionó, la programación de la Computadora de Control de Vuelo también puede proteger al Piloto y a la aeronave para que no entren en una situación indeseable, lo que puede ocasionar la incapacitación de la Pilota o que la aeronave ingrese en una maniobra insegura no recuperable. El sistema también puede programarse para iniciarse automáticamente, recuperándose de condiciones no deseadas antes de que la condición se vuelva insegura.

Lo importante aquí es el ahorro de peso, costo y la mejora del rendimiento, la seguridad y la flexibilidad a la hora de configurar las computadoras para que reaccionen 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 cualquier persona que trabaje en la programación de 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 en comando. Una sugerencia muy controvertida y una que nunca será adoptada, sin embargo, me temo que veremos a más y más pilotos asumiendo la culpa por no entender lo que estaba haciendo su aeronave 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 en consonancia con eso lo entendieron los programadores de computadoras y todos sabemos que las computadoras no vuelan, al contrario de lo que cualquiera quiera convencernos.

Answer 2

En los aviones más antiguos, la palanca de vuelo del piloto estaba vinculada 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 los pilotos se convierten en señales eléctricas, que se transmiten a las superficies de control a través de los cables. Estos se convierten luego 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 los 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. Otras entradas incluyen detectores de velocidad del aire y giroscopios. Luego, la computadora realiza cálculos basados ​​en estas múltiples entradas y genera la señal de control correcta para las superficies de vuelo.
Esto es lo que hace posible volar los diseños inestables de aviones, 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 de la aeronave.

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 proporciona una entrada de control, la entrada se introduce primero en la computadora, y la computadora le 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 a la aeronave de un manejo inadecuado. Como han dicho otros, también ahorra masa y resuelve muchos problemas de mantenimiento.

Veamos el Airbus fly by wire como ejemplo. Los aviones de Airbus tienen tres computadoras principales. La computadora de aumento de vuelo (FAC), la computadora del elevador y el alerón (ELAC) y la computadora del spoiler y el ascensor (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 deberían. 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 que los controles de la aeronave se verifiquen antes del vuelo y permite al piloto rotar la aeronave para el despegue.

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 paso, balanceo y guiñada de la aeronave. Veamos cada uno en detalle.

Pitch: Cuando el piloto da un comando de pitch por el stick lateral, la computadora lo toma como una demanda de factor de carga. Cuando el stick está en posición neutral, no hay cambios en la carga g y la aeronave se mantiene en 1 g de vuelo. Cuando el stick se mueve hacia atrás, se demanda una carga positiva de g, mientras que una posición de stick hacia adelante exige una demanda negativa de g. Lo bueno aquí es que, sin importar su velocidad, la entrada de tono da el mismo cambio en Gees. El ajuste es totalmente automático. Al igual que una aeronave convencional, la aeronave Airbus también utiliza un Estabilizador Horizontal Trimmable (THS). El avión se recorta así para mantener el factor de carga requerido.

Es hora de hablar sobre las protecciones de la envolvente de vuelo. Empecemos con las protecciones de Maneouvre. Con las aletas hacia arriba, las computadoras evitan que la aeronave supere 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 se limita a 2 gees y el factor de carga negativo se limita a 0 gees. El avión también tiene ángulos de paso limitados. No puede exceder un ángulo de tono positivo de 30 grados y un ángulo de tono 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 mach de operación). El sistema ralentiza la aceleración al subir la aeronave. Las computadoras no necesariamente impiden que la aeronave 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 parada comienza a intervenir las entradas de control del piloto. La primera velocidad aquí se llama el prot alfa. Una vez que se alcanza esta velocidad, la demanda de factor de carga en las computadoras cambia a un ángulo de demanda de ataque. Si el piloto continúa tirando del stick, el avión alcanza el Alpha max, que nuevamente está por debajo de la velocidad de pérdida. Si la autoconsideración está disponible en la aeronave, la aeronave no alcanzará el alfa máx. Cuando las computadoras apliquen el empuje TOGA mediante una característica llamada piso Alpha. Si la autoprotección no funciona y si un piloto que mantiene Alpha max se relaja en los controles, el avión regresa a Alpha Prot.

Cuando quiera hacer rodar el avión, esencialmente estará dando una demanda de tasa de movimiento. Cuando el stick es neutral, se da una demanda de cero grados / segundo, cuando se mueve ligeramente hacia la derecha o la izquierda, se está dando efectivamente entre una demanda de 0 y 15 grados / segundo. Con el bastón completamente doblado hacia ambos lados, está generando una demanda de 15 grados por segundo. Los ángulos de balanceo también son limitados. El ángulo máximo que puede rodar la aeronave con 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 banco. Si suelta los controles mientras mantiene un ángulo entre cero y 33 grados, la aeronave mantendrá un ángulo de inclinación constante. Pero si vas por encima de los 33 grados y sueltas la palanca, el avión automáticamente mantendrá un ángulo de inclinación de 33 grados.

Yaw : las demandas de yaaw 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 giros es completamente automática. Piloto no necesita mover los timones para coordinar sus giros.

En el modo de aterrizaje, justo por encima de los 50 pies, los ELAC memorizan la actitud de la aeronave y justo por encima de los 30 pies dan un ligero paso a la actitud previamente memorizada. El piloto luego contrarresta esto con una presión de popa en el palo, lo que resulta en la bengala para el aterrizaje.

Ley alternativa : Ocurre cuando fallan dos o más sistemas de la aeronave. En ley alternativa, las demandas de factor de carga y el ajuste automático todavía están disponibles para el piloto. Pero salvo 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 el piloto quiere y la coordinación de giro automático también se pierde.

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. La aeronave Airbus también tiene un respaldo mecánico en caso de que se degrade de la ley directa. Aquí solo está disponible el timón y el estabilizador horizontal desmontable. El control del stick se pierde completamente en tal situación.

Answer 4

Un sistema de vuelo por cable es una computadora entre su stick y las superficies de control. En días pasados ​​(y en muchos aviones aún en construcción), no hay nada más que un cable entre la palanca y las superficies de control. Si mueve la palanca 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 de FBW (a veces llamado FLCS, o sistema de control de vuelo), una computadora lee su desviación izquierda del stick y dice: “Oh, el piloto quiere girar a 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 aviones con estabilidad negativa como el F-16 y el F-22), la computadora sabrá más que el piloto acerca de cómo hacer que el avión funcione. como él quiere

Además, un sistema FBW puede evitar que el piloto vuele el jet a una situación irrecuperable o que haga estupideces. Esto se ve en el limitador de velocidad de balanceo del F-16, lo que evita que el piloto cree una pérdida inducida por balanceo. También lo ve en los jets de Airbus, que impiden que el piloto realice un ataque excesivo de la aeronave, o que gire en exceso en el despegue, lo que provoca un golpe de cola.

Answer 5

Los controles convencionales están vinculados desde la cabina a la superficie de control mediante cables o varillas de empujar y tirar. En aviones grandes y en aquellos que vuelan a altas velocidades, es posible que la fuerza requerida por el piloto esté más allá de las capacidades de un piloto normal. Por lo tanto, en tales aeronaves, necesitamos ayuda para usar motores hidruáticos o motores eléctricos.

Los controles operados por 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 se aplica hacia la superficie de control. Es posible que el piloto no obtenga la ‘sensación’ correcta de la aeronave en dichos controles y se incorpore cierta sensación artificial.

En los controles de vuelo por cable, los enlaces de la cabina a los motores son reemplazados por cables eléctricos. Y, hay una computadora de vuelo en medio. Por lo tanto, las entradas de control del piloto se convierten como variaciones de corriente o 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. Con base en 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 requerido. Si la maniobra exigida está fuera de la capacidad normal de la aeronave, la computadora también aplica las restricciones apropiadas.

Answer 6

Se llama cometa

Esta bien 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 la llamamos “Volar por cable” porque una computadora es en realidad 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 cool los llaman “cables” .

¿Ves a dónde voy con esto?

La terminología correcta debería haber sido: ” Volar por una computadora, esa segunda idea, el piloto todo el tiempo “, que tiene mucho más sentido para mí.

Está bien, ese es el final de mi perorata.

* enviado desde mi escritorio-Wire

Answer 7

Volar por cable es un sistema eléctrico para controlar la superficie de vuelo (por ejemplo, alerones, timón, etc.) en lugar de mecánicos, como el antiguo tiempo, para un mejor control sobre el vuelo.

El principal Pro de ‘volar por cable’ es la eliminación total de los cables y el mecanismo de las poleas para controlar la superficie de vuelo. Esos sistemas de poleas son muy caros para fabricar y mantener los sistemas de cable, además de que son muy pesados. Otra es la capacidad de operar la aeronave con una pérdida total de potencia hidráulica, pero esto pone un énfasis mucho mayor en la potencia eléctrica. Es por eso que los aviones más nuevos utilizan múltiples copias de seguridad eléctricas, como las turbinas de aire de ariete, que no requieren ninguna fuente eléctrica a bordo. Y, en su mayoría, todos los condicionados están en modo automático en el momento de la gestión, por lo que hay menos errores con un 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 correctas y esto puede resultar en un movimiento repentino de las superficies de control de vuelo, lo que es más probable que con las superficies controladas hidráulicamente que requieren el funcionamiento de los motores o la bomba hidráulica. Inicialmente, esta tecnología tiene problemas de capacitación y mantenimiento al igual que todas las nuevas tecnologías.

Los contras son como todos los sistemas, pueden fallar. Aunque a diferencia de una falla mecánica localizada, donde la falla será específica de un cierto 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 hay medidas en vigor para hacer frente a tal circunstancia que surja. La otra desventaja es que muchos sistemas de vuelo por cable incorporan un “sistema de computadora que sabe mejor” por el cual el piloto no puede detener la aeronave o poner la aeronave en una actitud no deseada. Aunque esto también se puede considerar 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 que se detenía para evitar la colisión con una línea de árboles.

Después de casi 30 años de probar su aterrizaje en el mercado con fiabilidad.

Answer 8

Primera aeronave por cable lanzada en 1989 por Airbus A320.
Antes de esto, todas las superficies primarias, como los alerones, el timón y los ascensores, deben controlarse mediante cables mecánicos como primarios o de respaldo.
Las superficies primarias de la aeronave Fly by Wire no están controladas por cable mecánico Esta superficies controladas por cable eléctrico y ordenadores.
Al aire libre

Al aire libre

Pero, sorprendentemente, todavía en vuelo por cable, el timón de los aviones puede controlarse por cable mecánico. Y estabilizador horizontal de superficie principal controlado por cable mech.
Al aire libre

Al aire libre

Ahora la diferencia está en que la decisión de control se encarga de las computadoras de vuelo con entradas piloto en modo manual y las entradas de computadoras en modo piloto automático.

Answer 9

Vuelo por cable significa que las computadoras están 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 hace el piloto 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 total).

Se desarrolló por primera vez para aviones militares y permitió que un piloto humano controlara las estructuras inusuales o deliberadamente inestables. También permite controles laterales, como en el F-16, que brindan ventajas ergonómicas, especialmente en situaciones de alto nivel, y permiten un diseño de cabina más limpio que un palo central o, lo que es más importante para las aerolíneas, un yugo. También permite a los diseñadores aumentar los márgenes de seguridad al hacer que la aeronave sea “más inteligente”.

No es lo mismo que un vuelo autónomo con drones, aunque FBW claramente lo hizo posible.

Answer 10

¡Hola!

Vuelo por cable: es una tecnología en la que la entrada de control cuando se aplica en el yugo (Boeing) o la palanca lateral (airbus) se procesa digitalmente en señales electrónicas y se aplica a las superficies de control como el estabilizador horizontal, los alerones y el timón. Las aeronaves de transporte modernas como Boeing 737,777,787 y Airbus 320,321,330,340,380, etc., lo utilizan.

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

Nota: es un poco como tener un volante de dirección de su automóvil en el que las entradas de poca / luz hacen el truco, en comparación con los autos más antiguos que tienen una dirección manual y mucho más pesada.

Cualquier persona con mejor conocimiento puede corregir / comentar.

Rishabh

Answer 11

En un avión de vuelo por cable, el piloto ingresa los comandos a través de una barra lateral o un yugo a una computadora. La computadora luego dirige el actuador hidráulico o eléctrico para desviar una superficie de control de vuelo. Existen numerosas ventajas de volar por sistemas de cable, incluyendo el ahorro de peso y las características de seguridad que pueden incorporarse en el software de la computadora.
Los controles hidráulicos manuales convencionales toman la entrada 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 de las alas. Hubo una serie de desafíos como desgaste y más sobre la adición de peso al avión allí al aumentar el consumo de combustible. La tecnología Fly by Wire es el reemplazo del sistema convencional en el que 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. Allí reduciendo el peso del avión y también mejorando el control. Todas estas señales son de control informático.

Answer 13

Todos los aviones viejos usaban control manual, donde tenías un joystick u otro dispositivo que tenía cables conectados, y cuando movías el joystick, los cables tiraban de las aletas y varias brocas en las alas y así sucesivamente para dirigir el avión.

Entonces alguien se dio cuenta de que las computadoras son increíbles y los aviones que vuelan, especialmente los aviones muy rápidos, son difíciles. En su lugar, el joystick está conectado a una computadora que envía señales eléctricas a lo largo del avión, y es mucho más confiable que mover los cables colgando por todas partes. Luego, la señal se dirige a los motores que acercan los cables mucho más a 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

Esto significa que los controles de vuelo no tienen conexión mecánica a los flaps y al timón del avión, etc. dependen de enviar una señal electrónica para decirles qué hacer.

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

Answer 15

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

FBW también hace muchos ajustes para mantener al luchador estable, especialmente los diseños de fuselajes que tienen una estabilidad inherente baja. Los diseños de las alas de barrido delantero de FSW requieren que el FBW sea prácticamente volado, de lo contrario la carga mental en el piloto sería inmensa. Quieres que el piloto de combate se centre en ganar la batalla en lugar de mantener el avión en vuelo.
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 fly-by-wire.
“El piloto vuela una computadora. La computadora vuela el avión”.

Answer 17

El cable Fly By se utiliza para eliminar el aleteo (desplazamiento vertical de las puntas de las alas). Se controla mediante actuadores que envían una señal eléctrica al cable que ajusta el ala de acuerdo con la condición requerida.