Как «принципиально неустойчивые» самолеты справляются с риском сбоя компьютера?

По мере развития технологий самолеты становятся все менее и менее устойчивыми. В летной школе я узнал, что опасно загружать Cessna вне ее диапазона центровки, а сейчас в колледже (для аэрокосмической техники) я узнаю о современных истребителях и их фундаментально нестабильных конструкциях.

Многие из этих нестабильных летательных аппаратов обладают сверхманевренностью, но в управлении ими больше полагаются на компьютеры, чем на пилота-человека в кабине.

Я уверен, что эти самолеты тщательно проверяются перед каждым полетом, чтобы убедиться, что компьютерные системы будут работать должным образом, но в случае отказа какие побочные эффекты могут возникнуть у пилота?

Два условия, о которых я могу думать, это

  1. Компьютерной помощи нет, но рули по-прежнему «отзывчивы».
  2. Пилот теряет контроль над самолетом, и ни один из входов не работает.

Х-29

Военная авиация не заботится о безопасности. У них есть катапультируемые кресла.
@JanHudec неправда. Живучесть важна, поскольку пилоты (и самолеты) дороги и медленны в замене, их ремонт предпочтительнее.
На самом деле, на вики-странице X-29 (показанной выше) есть отличный абзац, в котором обсуждаются 6 (!) компьютеров, используемых для управления самолетом через FBW.
Короче говоря, они не делают. Многие современные самолеты (как правило, топовые истребители) разорвутся за доли секунды без постоянного активного корректирующего (компьютерного) контроля. Даже стабильные умирали бы из-за неконтролируемого поведения турбины, неправильной компьютерной настройки и т. д.

Ответы (3)

«Фундаментально нестабильный», но сверхчувствительный самолет имеет несколько компьютеров, которые голосуют за все, что пилот хочет сделать. Если один компьютер выйдет из строя, другие вступят во владение. Часто между штурвалом управления и поверхностью полета нет прямой связи, поэтому ситуация «без компьютерной помощи» будет такой же, как в № 2.

Если все терпит неудачу, контрольный список довольно короткий: немедленно извлеките .

К сожалению, вы, кажется, объединяете две разные проблемы в один вопрос.

  1. Компьютерное управление самолетом.
  2. Неустойчивая конструкция самолета.

Сначала имел дело с компьютерным управлением или системами управления полетом. Во многих современных военных и гражданских проектах используются цифровые системы fly by wire (FBW). К стабильности самолета это не имеет никакого отношения. Эти системы часто не имеют механической резервной копии, поэтому на самом деле пилот просто инструктирует компьютер, как управлять самолетом. В современных системах FBW используется квадраплексная система, т.е. имеется 4 дублирующих компьютера. 3 активных и один в спящем режиме. Затем, если одна система выходит из строя, другие 2 могут отключить одну из них и вывести 4-ю из спящего режима. Если бы у вас было только 2 компьютера, как бы вы узнали, какой из них неисправен? - следовательно, используется 3. Перед допуском к полету эти системы тестируются тысячами часов стендовых испытаний, проверок безопасности и т. д. На эту тему написаны целые тома.

Вторая проблема - нестабильная конструкция самолета. Еще пара замечаний: первые уровни нестабильности самолетов не обусловлены требованиями к маневренности - современные военные самолеты аэродинамически нестабильны для сверхзвуковых характеристик, а не для маневренности. Современные системы FBW позволяют дизайнерам исследовать нестабильные конструкции, но есть предел. Первоначально системы FBW учитывали неустойчивость по тангажу, но теперь они распространяются на поперечную нестабильность для некоторых из более новых стелс-конструкций.

Так что по двум предложенным вами условиям - если есть механическая подпорка то пилоты могут адаптироваться и способны управлять слегка нестабильными конфигурациями в случае отказа, хотя могут немного поныть по поводу управляемости. Для полностью цифровой системы FBW, то для предложенных вами условий, когда системы выйдут из строя, будет происходить постепенное ухудшение летных качеств, но все равно будет резервная система, позволяющая вернуться к базовым возможностям. Для полной потери управления должна была произойти серия множественных отказов. Опять же, оценки рисков и безопасности — это еще один целый объем работы.

"неустойчивость самолета никак не связана с маневренностью" Правда??
Да - аэродинамическая нестабильность используется для сверхзвукового снижения сопротивления, вызванного дифферентом. Когда вы переходите на сверхзвук, аэродинамический центр смещается назад. Если вы начинаете со стабильной конструкции в дозвуковой области, это требует больших углов для обрезки в сверхзвуковой области и потери производительности. Если вы нестабильны в дозвуковом диапазоне, то в сверхзвуковом диапазоне вам не нужен такой же угол закрылка для триммера, а значит, и лучшая производительность. Существует аргумент, что неустойчивая конструкция ухудшает маневренность. Все, чего хочет пилот, — это направить нос, а неустойчивую конструкцию сложнее остановить в нужном месте.
Я просто поставил под сомнение ваше общее утверждение о том, что нестабильность самолета не имеет ничего общего с маневренностью, что не соответствует действительности. В общем, чем маневреннее самолет, тем он менее устойчив. По определению
Извините, но мы, похоже, говорим о слегка разных аспектах, отсюда и различия. Я отредактировал ответ, чтобы попытаться яснее понять, что я имел в виду в контексте вопроса. Исходный вопрос не ясен и не конкретен, поэтому трудно получить правильный уровень детализации. Хотя я согласен с тем, что на обычном самолете существует связь между маневренностью и устойчивостью, как только вы внедрите полнофункциональную систему FBW, вы сможете эффективно адаптировать систему к вашим требованиям. Вполне возможно сделать неустойчивый самолет невосприимчивым или менее маневренным.
Используя FBW, вы можете заставить естественно нестабильную конструкцию летать как очень устойчивый самолет, но обратное неверно. Вы можете модифицировать Typhoon, чтобы он вел себя как Cessna Citation, Citation никогда не будет крениться и качать, как Typhoon. +1 Однако за отделение FBW от фундаментальной стабильности. Вы можете летать на нестабильных самолетах без FBW, а стабильные самолеты часто производятся с FBW.
Большинство современных истребителей не связаны механически. Массовый сбой во всех компьютерных системах (вероятно, в результате боевых повреждений) не оставил бы пилоту иного выбора, кроме как катапультироваться.
@Adrian: Или вы можете переместить центр масс самолета в другое место на сверхзвуковых скоростях (например, перемещая топливо, как это сделал Конкорд), что позволяет вам избежать большого штрафа за триммерное сопротивление на сверхзвуковых скоростях, но все же иметь по своей природе устойчивый самолет на дозвуковых скоростях.

В случае сбоя компьютера все сводится к двум факторам,

  1. Ручное управление. Для естественно неустойчивого самолета ручное управление им зависит от навыков пилотов, на которые, я уверен, их тренируют. Самым безопасным методом было бы вручную взять на себя управление и аварийно приземлиться.
  2. Катапультироваться - Если самолет полностью неуправляем, несмотря на усилия пилота, пилот должен катапультироваться.
Это неплохой ответ, и на самом деле пилот должен принять решение. «Нестабильные» самолеты можно сделать более устойчивыми: 1. снизить скорость до более стабильной (от трансзвуковой до дозвуковой). 2. добавление сопротивления хвосту с помощью тормозов скорости, закрылков, заднего шасси или даже парашюта.
Он также эффективно повторяет 2 пункта, сделанные в исходном вопросе, поэтому на самом деле не дает ответа.
@Robert, да, такое бывает, но скорее в виде исключения. Посмотрите , как летчик-испытатель садит неустойчивый МиГ-АТ с отказавшей системой управления и поврежденным оперением.
Как «принципиально неустойчивые» самолеты справляются с риском сбоя компьютера?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v