Flight control laws в авіації та їх особливості
Авіація на сьогодні надзвичай безпечна. Завдяки сучасним технологіям, ретельному технічному обслуговуванню та правилам безпеки, що постійно вдосконалюються, ризик інцидентів зведено до мінімуму. Однією з ключових складових безпеки є високий рівень автоматизації (що, до речі, не завжди добре).
Сьогодні хочеться згадати про режими управління, які визначають рівень автоматизації та адаптуються до різних ситуацій, від штатного польоту до надзвичайних умов.
Коротко про Flight Control Laws на прикладі Airbus
Airbus планувався як максимально безпечний літак, коли за певних умов людський фактор нівелювався системами захисту літака.
Control Laws – це набір правил і обмежень, які контролюють роботу системи Fly-by-Wire. Вони визначають рівень втручання комп’ютерів залежно від умов польоту. Таким чином, залежно від режиму, пілоти можуть мати більше або менше автоматизованої «підтримки» під час польоту.
Існує кілька рівнів Control Laws, які послідовно переходять один в інший у разі збоїв систем:
У Boeing вони також є, однак лише на більш «пізніх» літаках компанії.
Далі детальніше про кожен із цих режимів.
Normal Law
Normal Law – це наче «розумний режим», в якому автоматизація гарантує максимальний захист і стабільність польоту. Власне він є штатним для виконання польотів. У цьому режимі система Airbus тримає літак в рамках безпечних меж, буквально піклуючись про кожен критичний параметр.
Наприклад, як тільки кут атаки стає надто високим, автоматизація одразу ж реагує та коригує положення літака, двигуни отримують максимальний режим, щоб уникнути звалювання. Під час маневрів крила стабільно утримуються в межах 33°, що знижує ризик перевантажень та перевищення швидкості.
Захист від кута атаки включає три рівні: Alpha Prot, Alpha Floor та Alpha Max. Alpha Prot автоматично підтримує безпечний кут атаки. Якщо цей поріг досягається, літак активує Alpha Floor, який збільшує тягу для подолання критичної ситуації. Після виходу із зони небезпеки режим переходить у TOGA LK (TOGA Lock), і пілот повинен відключити автотягу для відновлення контролю над рівнем тяги.
Alternate Law
Але що, якщо трапляється якийсь збій у роботі систем?
У такому випадку система переходить в Alternate Law. В цей режим літак переходить автоматично, коли трапилась якась відмова на борту, коли частина захистів «зникає». Тобто літак уже фізично не може забезпечувати усі «Protections», тому Normal law більше працювати також не може.
У FCOM (Flight Crew Operating Manual) A320 є окремий розділ, де описано умови переходу літака в «нижчий» закон управління. Це, наприклад, відмова роботи IR (Inertial Reference) систем, відмова генераторів тощо.
Захист від перевантаження зберігається, однак інші перестають працювати. Літак все ще допомагає з контролем швидкості, але не так ефективно, як у Normal Law. Пілотам доводиться брати управління «на себе» та слідкувати за параметрами польоту.
Перестає працювати автопілот.
По тангажу управління нагадує Normal law, однак по крену літак стає значно більш чутливим, що вимагає від пілотів більш акуратних рухів.
Замість Alfa prot тепер активується Alpha Floor. Тобто просто збільшивши кут атаки до критичних значень активується сигнал «Stall», і в цій ситуації уже можна «звалити» літак.
В Alternate Law є два рівні:
- Alternate Law 1: зберігається частковий захист швидкості (як на високих, так і на низьких швидкостях)
- Alternate Law 2: захист швидкості більше не активний, залишається лише захист від перевантаження
Direct Law
Якщо проблеми продовжуються, літак може перейти в Direct Law – найпростіший і водночас найвимогливіший режим. Вручну перевести літак в цей режим непросто, зазвичай літак автоматично переходить в нього при посадці після випуску шасі.
У цьому режимі на Primary Flight Display (PFD) з’являється повідомлення “USE MAN PITCH TRIM”, яке нагадує пілоту про необхідність ручного тримера для зняття навантаження з sidestick’а, особливо при зміні режиму роботи двигунів (особливо актуально при різкій зміні, наприклад, при здійсненні відходу на друге коло).
Буквально літак стає «дерев’яним» та більш чутливим … як Cessna 172 =)
Таким чином, Airbus створює багатошарову систему автоматизації, яка деградує залежно від обставин.
Механічний Режим (Mechanical Backup)
Однак це ще не все. У найгіршому випадку, коли всі електронні системи Fly-by-Wire відмовляють, літак переходить у Mechanical Backup. Це резервний режим, у якому пілоти мають лише механічний контроль над обмеженими кермовими поверхнями через тросові приводи.
Тобто у такому разі sidestick уже не працюватиме, а на PFD буде надпис «MAN PITCH TRIM ONLY», тобто залишаться 2 варіанти управління: тяга та стабілізатор, а також педалі для створення крену.
Отож
Автоматизація сучасних цивільних авіалайнерів знаходиться на високому рівні, що робить польоти безпечнішими, але потребує розуміння та готовності пілотів працювати в різних режимах.
Залишити відповідь