Архитектура управления Airbus — где живет настоящий автопилот?

Краткий ответ : автопилот является функцией системы управления полетом и наведения (FMGS), и, в частности, каждый из двух компьютеров управления полетом и наведения (FMGC) управляет своим автопилотом.

Являются ли ELAC и SEC просто контроллерами приводов для поверхностей управления?

Правильно, но они перенастраиваются в случае выхода из строя одного из SEC, ELAC или FAC. Кроме того, ELAC используются для обнаружения выхода за пределы диапазона полета (например, альфа-защита). О таких ситуациях они сообщают в FMGC.

Кажется, что ELAC и SEC сами по себе являются автопилотами.

Нет, AP — это отдельная функция FMGC (и FAC).

FAC, ELAC, SEC — это компьютеры управления полетом, но они не равны.

• В частности, FAC (компьютер расширения полета) предназначен в первую очередь для управления рулем направления и всеми связанными с ним функциями (например, демпфером рыскания). Это основной компонент системы автоматического полета.

• Элероны и рули высоты напрямую контролируются системой управления полетом и наведения (FMGS), которая включает в себя автопилот.

Презентация системы автополетов от Airbus:

Система автоматического управления полетом (AFS), установленная на самолете, состоит из двух типов компьютеров:

• компьютер управления полетом и наведения (FMGC)
• компьютер увеличения полета (FAC)

и два типа блоков управления:

• блок управления полетом (БКУ)
• многофункциональные блоки управления и индикации (МКДУ).

Функции FMGC:

• автопилот (АП)
• летный директор (FD)
• автоматическое управление тягой (A/THR)
• управление полетом.

В функции ФАК входят:

• Демпфер рыскания
• отделка руля
• ограничение хода руля
• расчет характеристических скоростей и контроль режима полета
• приобретение порядка AP рыскания.

Резервные FMGS разделены на две функции: Command (отдача команд контроллерам полета) и Monitor (отслеживание результатов команд, например, путем анализа данных о воздухе и инерциальных данных для обнаружения аномалий).

FMGS выполняет различные функции:

• Он использует навигационную базу данных, содержащую аэродромы, путевые точки, навигационные средства, процедуры и т. д., для маршрутизации воздушного судна.

• Он учитывает данные о характеристиках самолета для управления вертикальными аспектами маршрута.

• Он управляет навигационными приемниками (VOR, DME, ILS и т. д.) и использует навигационные данные.

• Он получает данные о воздухе (от Пито, датчика статического давления, датчика угла тангажа) и инерциальные данные.

• Он отслеживает продвижение самолета по маршруту, запрограммированному в плане полета.

• Он выдает сигналы управления полетом, используя индикаторы управления полетом на PFD.

• Он учитывает краткосрочные инструкции, вводимые экипажем с помощью FCU, и долгосрочные инструкции, вводимые с помощью MCDU.

• Он управляет законами управления полетом и реконфигурацией законов после отказов органов управления.

• Он координируется с системой Autothrust, которая вместе с FADEC регулирует расход топлива и тягу двигателя (FMGC взаимодействует с ECU/EEC).

Ручной способ управления самолетом :

• FMGC дает инструкции экипажу, используя сигналы управления полетом и сигнал рыскания.

• Пилот следует за сигналами органами управления (педалями руля направления, боковой ручкой).

• Команды пилота учитываются компьютерами управления полетом (FAC, SEC, ELAC), которые определяют, как будут перемещаться поверхности управления, возможно, ограничивая отклонение, заданное пилотом, чтобы удерживать самолет в пределах его диапазона полета.

• Команды FAC, SEC и ELAC отправляются на соответствующие контроллеры приводов. Два примечания к этой передаче:

  • На исполнительном механизме имеется функция конечного управления, обеспечивающая резервирование исполнительного механизма для поверхностей управления, например, для лифтов:

    Каждый серводомкрат имеет три режима управления: Активный: Положение домкрата контролируется электрически, Демпфирование: Домкрат следует движению поверхности, Центрирование: Домкрат гидравлически удерживается в нейтральном положении.
    ( Источник )

  • ELAC, SEC и FAC могут быть переконфигурированы в соответствии с состоянием деградации закона, выходы этих FCC могут быть отправлены на разные приводы, поэтому электрическая цепь между выходом FCC и входом привода включает в себя некоторые схемы переключения.

Из-за двух вышеприведенных замечаний отправка электрического сигнала приводу не означает, что привод будет перемещать поверхность управления, это зависит от текущего режима.

При включенном автопилоте (AP) :

• Сигналы, отображаемые индикаторами FD и рыскания, преобразуются непосредственно в команды для компьютеров управления полетом. Таким образом, AP просто автоматизирует то, что пилот сделал бы, следуя сигналам.

В то время как в крейсерском режиме может быть задействована только одна точка доступа, для посадки могут потребоваться две точки доступа для автоматического захода на посадку и посадки.

Расположение компьютера FMGS

Источник всех изображений: семейство A320 ATA-22 Autoflight Maintenance.

Включение выключателя autopilot on/offизменяет схему, как выключатель света. Пассивный FMGS получает сигнал и становится активным, принимая на себя отправку команд, как это было запрограммировано экипажем.

Когда автопилот (AP) задействован, компьютер управления полетом и наведения (FMGC) отправляет команды AP на ELAC (руководство по техническому обслуживанию Airbus).

Обычно вы не можете запрограммировать сваливание, но вы можете закрыть рычаги тяги при включенном автопилоте. Допустим, FMGS летел прямо и ровно, скорость начнет падать.

Что делает FMGS? Для простоты отбросим многоканальное резервирование и возьмем по одному для каждой системы. FMGS хочет лететь прямо и горизонтально, поскольку скорость падает, строки кода говорят о повышении тангажа. Он будет продолжать качать до тех пор, пока не остановится.

Кто останавливает сваливание и защищает полетную оболочку? ELAC делает.

Но откуда ELAC знает? ADIRU связывается с ELAC и выкрикивает ему команды. ELAC поймет, что пора выключить свет FMGS, прослушать ADIRU и выполнить программу защиты.

Примечание. ELAC — это компьютер, который отправляет команды по проводам на двигатели (гидравлические и электрические) после точной настройки входов на основе своего программирования.

Так где же живет АП? Он живет в FMGS , и AP не следует путать с защитой полетной оболочки.