Fly by wire system

1.1 Fly by Wire system

1.1.1 Opbouw

Een Fly by Wire systeem is op gebouwd uit meerdere onderdelen, De onderdelen hebben ieder hun eigen functie hebben om het systeem te laten werken. De onderdelen van het systeem bevatten de functies:

  1. Invoer
  2. Omzetten
  3. Corrigeren
  4. Transporteren
  5. Versterken
  6. Uitvoer
  7. Feedback

1.1.1.1 Invoer

De primary flight controls [PFC] worden handmatig aangestuurd en automatisch. De handmatige invoer wordt gedaan door middel van de Side-stick* en de pedals*. De automatische invoer wordt door de automatische piloot geregeld, wel is het zo dat de automatische piloot door de piloot zelf is ingesteld.

Een side-stick (figuur #1) is te vergelijken met een joy-stick en bestaat uit een handvat die naar voren, achter, links en rechts kan worden bewogen. Er zijn in de cockpit twee side-sticks ingebouwd die worden gebruikt voor de bewegingen van de ailerons en de horizontal stabiliser. Er is een side-stick voor de gezagvoerder en een voor de co-piloot. Wanneer beide side-sticks worden gebruikt zullen de computers ervoor zorgen dar de uitvoer het gemiddelde van beide bewegingen aangeeft. Wanneer een van de piloten gezag wilt over side-stick kan deze de side-stick priorty knop indrukken waardoor deze volledige controle krijgt over de side-stick. De bewegingen die met de side-stick worden gemaakt werken volledig met het Fly-by-Wire Principe.

De pedals zijn twee voetpedalen waarmee de rudder van het vliegtuig kan worden bestuurd. De pedalen kunnen vanuit de neutrale stand worden ingedrukt. Het is niet mogelijk om allebei de pedalen tegelijk in te drukken omdat bij het indrukken van een pedaal het andere pedaal naar voren komt en andersom. De bewegingen die door piloot worden uitgevoerd op de rudder zijn nog mechanisch. In normale vlucht zullen de pedalen niet of nauwelijks gebruikt hoeven te worden omdat de rudder automatisch wordt aangepast door de flight computer. Het is wel mogelijk de pedalen te gebruiken maar dit is niet nodig.

De automatische piloot wordt gebruikt voor het vliegen zonder gebruik te maken van de side-stick of de rudder. De automatische piloot wordt door een van de piloten ingesteld. De koppeling naar de uiteindelijk flight controls wordt hierbij wel volledig met het fly-by-wire systeem gedaan. De side-stick was al geregeld met het fly-by-wire systeem maar met de automatische piloot wordt de rudder ook zo geregeld.

D e secondary flight controls [SFC] worden voor het grootste deel met het fly by wire systeem bestuurd . het onderdeel da t nog op de conventionele manie r wordt bestuurd zijn de elevator trim. Dit is gedaan omdat het vliegtuig bij totale stroomuitval nog steeds handmatig de pitchhoek kan worden ingesteld doormiddel van de trim wielen op het midden console. Toch is de elevator trim ook met het fly-by-w ire systeem verbonden zodat de automatische piloot deze ook kan aansturen . De andere SFC s worden doormiddel van het schakelaars of knoppen aangestuurd. Deze werken dan wel weer alleen met het fly-by-wire systeem.

1.1.1.2 Omzetten

Voordat een beweging van de piloot of een elektrisch systeem kan worden gebruikt voor de besturing van het vliegtuig moet het eerst omgezet worden in een elektrisch of een mechanisch systeem.

De bewegingen die met de side-stick worden gemaakt worden door Side-stick tranducer unit* van een beweging naar een elektrisch signaal omgezet. Een side-stick tranducer unit bestaat uit meerdere potentiometers* die beweging omzetten naar een elektrisch signaal. Een potentiometer is in feite een verstelbare weerstand die groter en kleiner wordt naarmate de mechanische invoer veranderd, dit betekent dat bij een kleine mechanische invoer het uitgaande signaal kleiner zal zijn dan bij een grote mechanische invoer. Er zijn meerdere potentiometers ingebouwd om alle richtingen van de side-stick te kunnen registreren en daarna door te geven aan de flight control computer.

Het mechanische signaal van de rudder hoeft niet omgezet te worden naar een elektrisch signaal omdat deze meteen de hydrolyse pomp activeert die het besturingsvlak in de gewenste stand zet. Hoewel de rudder wel automatisch kan worden aangestuurd in combinatie met de side-stick, de flight computer zal de rudder dan zelf instellen.

De automatische piloot hoeft niet moet te worden omgezet, deze informatie is nadat deze is ingevoerd meteen al elektrisch is al wordt doorgestuurd.

De SFC worden van de mechanisch e invoer naar elektrisch omgezet doormiddel van een meter. Deze meter zet de stand om van de schakelaar of knop om in een elektrisch signaal. De meter zendt het signaal uit naar de flight computer welke het signaal verder verwerkt. De elevator trim is hier weer een uitzondering omdat deze , als de trimwielen handmatig worden gebruikt, niet omgezet hoeft te worden.

1.1.1.3 Corrigeren/verwerken

Voordat een signaal dat afkomstig is van de automatische piloot of van een sidestick naar een Flight control kan gaan moet het signaal eerst verwerkt en gecorrigeerd worden door een Flight Control Computer* [FCC]. Zon FCC maakt gebruik van een flight envelope protection*. Dit is een veiligheidssysteem dat ervoor zorgt dat een piloot van een vliegtuig geen opdrachten kan geven die het vliegtuig zouden dwingen om zijn structurele en aerodynamische limieten te overschrijden. Er zijn vier limieten niet overschreden mogen worden, namelijk:

  • Load factor limitation*
  • Pitch attitude protection*
  • High-angle-of-attack (AOA) protection*
  • High-speed protection*
  • Bank angle protection*

Er zijn zeven computers (waarvan drie verschillende) die deze limieten controleren en desnoods corrigeren. De reden dat er drie verschillende computers zijn is dat elke computer een andere flight control aanstuurt. (Tabel #1)

Transporteren

In de Airbus A320 wordt voor het transporteren gebruik gemaakt van de ARINC 429 databus. De databus zorgt voor een serile verbinding tussen onder andere computers en verschillende andere instrumenten. Op een databus kunnen maximaal twintig instrumenten worden aangesloten. De instrumenten zijn met elkaar verbonden via twee in elkaar gevlochten kabels. Over deze kabels wordt informatie verzonden met een vaste bandbreedte 100 kilobits per seconde.

1.1.1.4 Versterken

Het elektrische signaal dat afkomstig is van de flight control computer, wordt omgezet in een hydraulische druk door de electric hydraulic servo valve. De hydraulische druk word getransporteerd naar de actuator. De zuiger in de actuator zal gaan bewegen door de druk.

1.1.1.5 Uitvoer

De actuator werkt door middel van hydraulische druk, wat de zuiger zal doen bewegen. Met behulp van een overbrenging zal de flight control aangestuurd worden.

1.1.1.6 Feedback

Het system maakt gebruik van verschillende feedback functies. Door middel van de feedback kan er precies worden gezien in welke positie de flight controls zich bevind. De feedback position pick-off unit* [FPPU] geeft de stand van de slats en flaps door aan de slat flap control computer* [SFCC]. De SFCC wordt gebruikt om de stand van de slats en flaps te controleren en te verplaatsen. De intermediate position pick-off unit* [IPPU]geeft de stand door van alle flight controls aan de electronic centralized aircraft monitoring* [ECAM]. ECAM (figuur #) is een systeem dat functies controleert en informatie door stuurt naar de piloten. Het produceert ook berichten over storingen.

1.1.2 Werking

De werking van het fly-by-wire systeem zal stap voor stap worden uitgelegd waarbij een bepaalde roeruitslag het eindproduct is. De werking is als volgt. De piloot geeft een stuurcommando via zijn sidestick (1). Een elektrisch signaal wordt naar de Flight Control Computer [FCC] (2) gestuurd. De FCC geeft dit signaal niet meteen door naar electrische servo valve* (3), maar controleert eerst of er geen limieten overschreden worden. Om deze controle uit te voeren maakt de FCC gebruik van zijn flight envelope protection. Als er geen limieten overschreden worden stuurt de FCC de elektrische signalen door naar de elektrische servo valve. Deze beweegt op zijn beurt de servo control valve* (4) die op zijn beurt weer de actuator (5) naar links of naar rechts laat bewegen. Hierdoor zal het roer (6) naar boven of naar onderen uitslaan. Zowel op de actuator als op de servo control valve zit een zogenaamde Lineair Variable Displacement Transducer*[LVDT] (7) of een Rotary Variable Displacement Transducer* [RVDT]. Deze geven de stand van de servo control valve en het roer elektrisch door aan de FCC. Zodra de gewenste stand van het roer is bereikt geeft de FCC weer een elektrisch signaal aan de elektrische servo valve om de servo control valve weer in de neutrale stand te zetten, waardoor het roer stopt met bewegen. De feedback vindt dus elektrisch plaats. De combinatie van elektrische servo valve en servo control valve wordt wel Electric Hydraulic Servo Valve* genoemd. Ook wordt de reactie van het vliegtuig terug gekoppeld naar de FCC om te kijken of op het vliegtuig ook de gewenste standverandering plaatsvindt.

Begrippen:

  • Potentiometers*
  • Side-stick*
  • Pedals*
  • Side-stick tranducer unit*
  • Load factor limitation*
  • Pitch attitude protection*
  • High-angle-of-attack (AOA) protection*
  • High-speed protection*
  • Bank angle protection*
  • electrische servo valve*
  • Lineair Variable Displacement Transducer*
  • Rotary Variable Displacement Transducer*
  • Electric Hydraulic Servo Valve*
  • Flight Control Computer*
  • feedback position pick-off unit*
  • slat flap control computer*
  • electronic centralized aircraft monitoring*

Please be aware that the free essay that you were just reading was not written by us. This essay, and all of the others available to view on the website, were provided to us by students in exchange for services that we offer. This relationship helps our students to get an even better deal while also contributing to the biggest free essay resource in the UK!