Ata 27 Flight Controls

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES

SISTEMA DE MANDOS DE VUELO

MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 1 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES INDICE (I) 0 INTRODUCCIÓN 1 DEFINICIÓN DEL SISTEMA. PRINCIPIOS BÁSICOS 1.1 Control por fuerzas aerodinámicas 1.2 Control por empuje 2 CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA. 2.1 Funciones 2.1.1 Control longitudinal 2.1.2 Control lateral 2.1.3 Control direccional 2.1.4 Dispositivos hipersustentadores 2.1.5 Spoilers 2.1.6 SWRS


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES INDICE (II) 2.2 Arquitectura 2.2.1 Sistemas reversibles 2.2.2 Sistemas irreversibles 2.2.3 Sistema irreversible mecánico 2.2.4 Sistema irreversible eléctrico (FBW) 3 CONTROLES 4 DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS. 5 PRUEBAS


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES INTRODUCCIÓN

Bibliografía

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FAR FAR / JAR JAR / CS - 25 25..

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“Manual de Mantenimiento C295/CN235”. EADS-CASA.

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Aerodinámica y Actuaciones del Avión. Aníbal Isidoro I sidoro Carmona

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“Aeronáutica”. Tomo 1. Ed. Paraninfo.

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Pilo Pilot´s t´s Handb Handboo ookk of Aerona eronauti utica call Knowl Knowled edge ge.. FAA FAA.



Conceptos básicos de aerodinámica DEFINICION DEL SISTEMA: PRINCIPIOS BÁSICOS 1.1 CONTROL POR FUERZAS AERODINÁMICAS (I) EXTRADOS

INTRADOS

L V↑ P ↓

V↓

V↓

P↑

V↑

P↑

P↓

L



Conceptos básicos de aerodinámica DEFINICION DEL SISTEMA: PRINCIPIOS BASICOS 1.1 CONTROL POR FUERZAS AERODINÁMICAS (II) SUPERFICIES DE CONTROL Spoilers (aerofrenos)

Alerones/Flaperones Timón de dirección Timones de altura

Flap Krüeger/ Slats

Flaps Estabilizador horizontal móvil


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES DEFINICION DEL SISTEMA: PRINCIPIOS BASICOS 1.2 CONTROL POR EMPUJE

VTOL ( Vertical Take Off and Landing)

STOL (Short Take Off and Landing)


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.1 CONTROL LONGITUDINAL (I) Timón de altura

Control en cabina Fuerza aerod.

Control en cabina

Movimiento avión

Momento cabeceo ! !α αATAQUE ↑! ↑!!VVV↑↓↓ ATAQUE↓ MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 8 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.1 CONTROL LONGITUDINAL (II) Timón de altura


Control en cabina

Movimiento avión

! Momento cabeceo ! !α αATAQUE ↑!! VVV ↓↓↓ ATAQUE↑ ↑


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.1 CONTROL LONGITUDINAL (III) CONFIGURACIÓN CANARD - Mejor comportamiento en la pérdida - El canard contribuye a la sustentación

Canard

- Ala bajo la estela del canard CONFIGURACIÓN DELTA. ELEVÓN - Deflexión simétrica → Control de altura - Deflexión asimétrica → Control lateral

Elevones


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.1 CONTROL LONGITUDINAL (IV) ESTABILIZADOR HORIZONTAL MÓVIL. - Resistencia crucero ↓ - Control long. de emergencia F

V Estabilizador horizontal móvil MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 11 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.1 LATERAL (I) Alerones

Control en cabina Fuerza aerod. Movimiento avión

Control en cabina

Momento de alabeo !

ω

!

Momento contrario

!

ω

Equilibrio


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.1 CONTROL LATERAL (II) Alerones. Guiñada adversa. • El avión realiza una guiñada en

∆L↑ ∆Di↑

sentido contrario al balance comandado ∆L↓ ∆Di↓

• La guiñada adversa se compensa con: - Aplicación simultánea del timón de dirección - Alerón tipo “friser” -Control lateral por spoilers

•

∆L↓ ∆Di ↓ ∆Dp ↑


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.1 CONTROL LATERAL (III) FLAPERÓN - Deflexión asimétrica: Control lateral - Deflexión simétrica: Dispositivo hipersustentador (flap) Flaperón

Flaperón

SPOILER. FUNCIÓN DE ALABEO - Complementa a los alerones. - Pequeñas deflexiones. - No genera guiñada adversa (LSEMIALA↓ DP SEMIALA ↑ ). MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 14 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.1 CONTROL DIRECCIONAL (I) Dirección Pie derecho


Control en cabina

Movimiento avión

Momento guiñada! βRESBALAMIENTO MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 15 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES (I)


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES (II)


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES (III) DISPOSITIVOS DE BORDE DE SALIDA. FLAPS - Función: ↑CL MÁX ! ↓VSTALL - Aumentan la curvatura del perfil y/o la superficie del ala - ↑CD ! (º) FLAPTAKE OFF< (º) FLAPLANDING - ↑Momento de picado. ∆LEfectivo= ∆LFLAP- ∆LEstab. CL

CL

F 15º

F 15º

Flaps F 0º Flaps

F 0º

α

α


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES (IV) FLAP SIMPLE

FLAP INTRADOS CD↑, Cm↓

FLAP RANURADO Retrasa el desprendimiento capa límite. C LMAX ↑

FLAP FOWLER

↑ Curvatura, ↑ Cuerda . CLMAX ↑ FLAP FOWLER MULTIRANURADO Retrasa el desprendimiento capa límite. C LMAX ↑ MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 19 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES (V) DISPOSITIVOS DE BORDE DE ATAQUE. FLAP KRÜEGER, SLATS - Función: ↑CL MÁX ! ↓VSTALL - Retrasan la pérdida (↑αMÁX) - No incrementan resistencia. - Permiten reducir el momento de picado. Flap Krüeger/ Slats Flap Krüeger/ Slats


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES (VI) FLAP KRÜEGER - Aumenta la curvatura del perfil y retrasa la pérdida (↑αMÁX) - No condiciona el perfil en configuración limpia (crucero) - Mayor complejidad mecánica y peso CL

CL

F 10º

F 10º F 0º

F 0º

α

α


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES (VI) SLATS - “Sopla” la capa límite del extradós retrasando el desprendimiento(↑αMÁX) - Condiciona el perfil en configuración limpia (crucero) - Menor complejidad mecánica y peso - Accionamiento: Automático, controlado CL

CL

S 10º

S 10º S 0º

S 0º

α

α


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES (VII)

FLAP A380


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.5 DISPOSITIVOS DE REDUCCIÓN DE SUSTENTACIÓN Y/O AUMENTO DE LA RESISTENCIA (I). AEROFRENO (SPOILER) NO INSTALADO EN EL ALA - ↑CD. No varía la sustentación del ala. AEROFRENO (SPOILER) INSTALADO EN EL ALA - ↑CD, ↓CL Spoilers

Spoilers


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.5 DISPOSITIVOS DE REDUCCIÓN DE SUSTENTACIÓN Y/O AUMENTO DE LA RESISTENCIA (II). AEROFRENO (SPOILER) INSTALADO EN EL ALA. • ↑CD, ↓CL. • Funciones: - Flight Spoiler: Control lateral (extensión en una ala) Deceleración en vuelo Protección contra ráfagas (º)↑ Deceleración en tierra - Ground Spoiler: Deceleración en tierra

Flight spoiler

Ground spoiler


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.5 DISPOSITIVOS DE REDUCCIÓN DE SUSTENTACIÓN Y/O AUMENTO DE LA RESISTENCIA (III).

AIRBUS A300 MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 26 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.6 SISTEMA DE AVISO DE PÉRDIDA Y RECUPERACIÓN (I) SWRS (Stall Warning and Recovering System) El sistema se instala si la pérdida “natural” no permite cumplir la norma. Elementos: Shaker: Avisa de la proximidad de la pérdida Pusher: Evita la pérdida forzando a picar

S

PUSHER

CADENA DE CONTROL MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 27 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: FUNCIONES 2.1.6 SISTEMA DE AVISO DE PÉRDIDA Y RECUPERACIÓN (II) SWRS (Stall Warning and Recovering System)

αSHAKER, α PUSHER función de: FLAP

- (º) Flap - ∃ Hielo - “Entry rate” (α)

αSHAKER < α PUSHER

S/P SWT1 AI S/P SWT1 FLAP


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA

SISTEMAS

SISTEMAS

REVERSIBLES

IRREVERSIBLES

SIN ASISTENCIA CON ASISTENCIA MOTORIZADOS AERODINÁMICA: Cornadura Aletas

MECÁNICOS ELÉCTRICOS (Fly By Wire)

200 Knots, 20000Kg

V ↑, MTOW ↑ MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 29 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (I) DESCRIPCIÓN -Sistema de control y accionamiento mecánico “directo”. -La fuerza del piloto se transmite a las superficies de control y viceversa:

1

FCONTROL= F ( α, δMANDO) ≈ ρ V S c C c K (C ho + C α α + C δ δ ) 2 VENTAJAS - ↓Coste desarrollo y fabricación - ↓Coste de mantenimiento. INCONVENIENTES - V y MTOW limitados APLICACIÓN - Aviones de tamaño pequeño-medio y velocidad subsónica baja-media ½ρV2,

2


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (II) COMPENSACIÓN AERODINÁMICA POR CORNADURA Y HANDLEY PAGE El momento en la charnela se reduce por la aportación de la superficie por delante del eje de giro

CORNADURA

HANDLEY PAGE


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (III) COMPENSACIÓN AERODINÁMICA POR ALETAS -SERVO ALETAS: Ligadas cinemáticamente RUDDER

al control. Modifican

SERVO

constantemente la fuerza sobre el mando

TRIM

FLAP

-ALETAS DE TRIM Modifican las fuerzas a

FLAP

voluntad del piloto


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (IV): SERVOALETA

a)

F

a)

b) Avión duro” Zona admisible

V, α cte

Avión blando”

α

α

b) F MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 33 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (V) CONTROL SERVO El control se aplica directamente sobre la aleta de servo.

1

0 = ρ V 2 S cC c K (C ho 2

+ C α α + C δ δ + C δ δ ) e

e

s

s

F

M=0


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (VI) ALETAS TRIM - Anula las fuerzas en el control a voluntad del piloto: 1 0 = ρ V 2 S cC c K (C ho + C α α + C δ δ e + C δ δ s (δ e ) + C δ δ t ) 2 - Eje lateral: Permite volar con alas a nivel - Eje direccional: Permite volar con resbalamiento - Eje longitudinal: Permite variar VTRIM e

s

t

F

V

δ t ! δ e ,

! V TRIM


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (VII) SISTEMA REVERSIBLE MOTORIZADO - El piloto es auxiliado parcialmente por una unidad de potencia. - En caso de fallo de la unidad de potencia las superficies pueden ser controladas por el piloto con mayores fuerzas. - Potencia hidráulica, neumática o eléctrica. Línea de presión Línea de retorno


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (VIII)

• BARRAS “PUSH-PULL” -Transmiten el movimiento en ambos sentidos - Distancias cortas MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 37 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (IX)

• REENVÍOS

- Cambia la dirección del movimiento


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (X)

•ÁRBOL DE TORSIÓN -Transmiten el movimiento por momento torsor


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (XI)

• CABLES -Transmiten el movimiento a mayores distancias • TENSOR - Permiten el montaje y ajuste de la tensión (F(T)) de los cables MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 40 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (XII)

• REGULADOR DE TENSIÓN - Mantiene la tensión ante cambios de temperatura (CDilatación cable< CDilatación fuselaje )


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (XIII)

•POLEA -Cambia la dirección del movimiento de los cables


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (XIV) SISTEMA LIMITADOR DE RECORRIDO (RUDDER LÍMITER)

↑V!Limitación estructural ! Topes variables F(V)

EEC ADU AI ADU

wow

FLAP ARTCU

wow

ACT

FLAP EEC


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.1 SISTEMAS REVERSIBLES (XV) SISTEMAS DE ASISTENCIA TEMPORAL (RUDDER BOOSTER) Fallo de motor !F PEDAL ↑ ! Ayuda neumática


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.2 SISTEMAS IRREVERSIBLES (I) DESCRIPCIÓN • El sistema genera la potencia necesaria para mover las superficies • El control puede ser Mecánico “indirecto” o Eléctrico (Fly By Wire) • Requieren de sistema de restitución de esfuerzos

VENTAJAS - No existe limitación de V ó MTOW - Permiten leyes de control y protección complejas INCONVENIENTES - ↑ ↑Coste desarrollo y fabricación. ↑ Peso de la célula - ↑ ↑ Coste de mantenimiento.


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.2 SISTEMAS IRREVERSIBLES (II) GENERACIÓN DE POTENCIA • NEUMÁTICA - Peso sistema ↓ - Problemas de fugas y compresibilidad • ELÉCTRICA - Coste ↓ - Potencia/peso ↓ • HIDRÁULICA - Bombas de caudal variable. - Líquidos hidráulicos minerales (MIL-H-5606) o sintéticos (Skydrol 500B).


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.2 SISTEMAS IRREVERSIBLES (III) ACTUADORES HIDRÁULICOS Incluyen dispositivos de posición (LVDT, potenciómetros) • ACTUADORES EN PARALELO. Volumen menor (Perfiles de espesor pequeño)

SYS HYD 1

SYS HYD 2

• ACTUADORES TIPO TÁNDEM. Volumen mayor


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.3 SISTEMA IRREVERSIBLE MECANICO (I) DESCRIPCIÓN • Control Mecánico “indirecto” • Potencia hidráulica (en general) • Requieren de sistemas de restitución de esfuerzos/trim complejos • Piloto Automático: Servo motor, unidad de desconexión, computador


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.3 SISTEMA IRREVERSIBLE MECÁNICO (II) SISTEMA DE RESTITUCIÓN DE ESFUERZOS Y TRIM 1 2 F CONTROL ≈ ρ V S c C c K (C ho + C α α + C δ δ c ) 2 c

Restitución por muelle:

F CONTROL

Restitución “q”: F CONTROL

P T

1

∝ δ

∝ ρ V

c

2

PT

2

1

PS

− P = ρ V 2 S

2


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (I) DESCRIPCIÓN • Control eléctrico (FBW) • Potencia hidráulica (en general) • Piloto Automático integrado

• Leyes de control complejas: Cualidades Vuelo, actuaciones↑ • Redundancia ↑


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (II) PRINCIPIOS FLY BY WIRE (FBW)

FEEDBACK: V,n,Potencia, Configuración, estado del sistema. MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 51 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (III) LEYES DE CONTROL

Fallo simple no implica cambio de ley normal Fallo simple: Señal posición de un actuador, fallo de un computador,... MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 52 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (IV) LEY NORMAL


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (V) LEY NORMAL • Control longitudinal: - Modo vuelo: Parámetro de control: Factor de carga. Compensación automática de cabeceo Protección contra demanda excesiva (Conf. Limpia: 2.5/ - 1g. Flaps: 2/0 g ). Protección contra ráfagas. Protección αMAX Protección VMO Protección actitud (15º morro arriba, 25º morro abajo) MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 54 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (VI) - Modo aterrizaje h< 50 ft Parámetro de control: Actitud Protección contra demanda excesiva (Flaps: 2/0 g ). Protección αMAX Protección actitud - Modo tierra: Control directo Protección VMU


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (VII) • Control lateral/direccional: - Modo vuelo/aterrizaje: Parámetro de control lateral: Ángulo de balance. Protección ángulo balance excesivo. Coordinación viraje. Amortiguación balanceo holandés. Control ángulo de resbalamiento - Modo tierra: Ley VMCG (actuación automática spoiler, timón dirección) Control directo MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 56 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (VIII) LEY CONTROL ALTERNATIVO 1


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (IX) LEY CONTROL ALTERNATIVO 1A


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (X) LEY CONTROL ALTERNATIVO 2


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (XI) LEY CONTROL ALTERNATIVO 2A


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (XII) LEY CONTROL ALTERNATIVO 2B


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (XIII) LEY CONTROL DIRECTO


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (XIV) COMPUTADORES


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (XV) COMPUTADORES


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (XVI) SISTEMA HIDRÁULICO


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (XVII) SISTEMA HIDRÁULICO: PRIORIDAD


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CLASIFICACION Y DESCRIPCION DEL SISTEMA: ARQUITECTURA 2.2.4 SISTEMA IRREVERSIBLE ELÉCTRICO (XVIII) PRIORIDAD COMPUTADORES


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CONTROLES: SUPERFICIES PRINCIPALES

CONTROL LATERAL Y LONGITUDINAL

CONTROL DIRECCIONAL MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 68 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CONTROLES E INDICADORES DE POSICION DE TRIM Trim normal alabeo Trim de emergencia. alabeo Trim dirección

Trim de altura Desconexión de piloto automático PTT

Go around

RUDDER TRIM Seta de trim


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CONTROLES: SUPERFICIES SECUNDARIAS SPOILERS FLAPS

CONTROL ESTAB. HORIZONTAL


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES CONTROLES: INDICACIÓN EN ECAM

ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitoring)


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS REQUERIMIENTOS. ESPECIFICACIÓN Funcionales Radio de giro

Actuaciones en despegue

“Roll Rate”

y aterrizaje

... Mandos de Vuelo Coste de Desarrollo y Fabricación

Mantenimiento y Operatividad


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS REQUERIMIE REQUERIMIENTOS NTOS MÍNIMOS. MÍNIMOS. NORMATIVA NORMATIVA (CS - 25.A/C Transport Transport ) (I) Funcionales Control y Maniob. Trim Estabilidad CS - 25 25.1 .143 43-1 -149 49 CS - 25 25.1 .161 61 CS - 25 25.1 .171 71-1 -181 81

Estructurales CS - 25 25.3 .391 91-45 -4599

Mandos de Vuelo

Diseño CS - 25. 25.651 651-657 -657,, 671-703

Pérdida (Stall) CS - 25 25.2 .201 01-2 -207 07 MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 73 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS REQUERIMIE REQUERIMIENTOS NTOS MÍNIMO MÍNIMOS.NOR S.NORMATI MATIVA VA (CS (CS - 25.A/C Transport Transport ) (II) (II) Control Cont rol y Maniobrabilidad Maniobrabilidad (CS - 25.14 25.143-149) 3-149).. Avión seguro: seguro: - Con piloto piloto de habilidad habilidad “normal”. “normal”. FUERZAS MÁXIMA APLICABLES - En todas todas las las fa fases ses del del vuelo vuelo ACTUACIÓN ACTUACIÓN CONTROL BREVE PROLONGADA (despegue, subida, crucero, (lbs) (lbs) * ** Cabeceo 75 50 10 descenso y aterrizaje) peso y C.G . * ** Balance 50 25 5 - En caso caso de parada parada de motor/es. motor/es. Guiñada 150 20 - Durante Durante cambios cambios de con configura figuración ción * Aplicación una mano y/o potencia y/o velocidad de vuelo. v uelo. ** Aplicación dos manos - Fuerzas Fuerzas (long.) (long.) límites límites en maniob maniobra: ra: Fuerza para factor de carga máximo > 50 lbs Fuerza máxima / g: 120 lbs


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS REQUERIMIE REQUERIMIENTOS NTOS MÍNIMO MÍNIMOS.NORMA S.NORMATIVA TIVA (CS - 25.A/C 25.A/C Transport Transport ) (III) (III) - Cont Control rol direccional: direccional: Cambio Cambio de rumbo rumbo > 15º (1.4V (1.4VRS). - Control lateral: Giros con 20º de balance a favor y en contra del motor/es crítico/s (*) inoperativo/s. Centrado asimétrico. Trim Trim (CS (CS - 25 25.1 .171 71-1 -181 81)) El avión debe ser “trimable” (**) longitudinal, direccional y lateralmente: - En todas todas las fases fases de vvuelo. uelo. - En todas todas las configu configuracione racioness y potencia. potencia. - En caso caso de fal fallo lo de moto motor. r. (*) Avión trimado ! Fuerza en el control= 0. (**) Motor/es crítico/s: Caso más desfavorable en caso de parada/s de motor/es. MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 75 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS REQUERIMIENTOS MÍNIMOS.NORMATIVA (CS - 25.A/C Transport ) (IV) Estabilidad (CS - 25.171-181) F • Estabilidad estática longitudinal: V - Fuerza a empujar el mando de cabeceo ! V↑ VTRIM -Fuerza a tirar del mando de cabeceo ! V↓ -Con mando libre el avión recupera VTRIM± 0.1VTRIM (F>1lb / 6 Knots) •Estabilidad estática direccional: -El avión tiende a anular el ángulo de resbalamiento con mandos libres -La fuerza sobre el mando es proporcional al ángulo de resbalamiento •Estabilidad estática lateral: -El avión tiende a mantener alas a nivel en caso de manos libres -La fuerza sobre el mando es proporcional al ángulo de resbalamiento MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 76 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS REQUERIMIENTOS MÍNIMOS.NORMATIVA (CS - 25.A/C Transport ) (V) Pérdida (CS - 25.171-181) -Aviso previo a la pérdida - Entrada en pérdida sin caída de ala - Pérdida en giro Estructurales (CS - 25.391-459. Particulares de mandos de vuelo) - Resistencia de las charnelas según su eje. - Fuerza sistemas limitadores < Fuerza max. Pilotos. - Se establecen las fuerzas y momentos máximos que el piloto puede llegar a aplicar a la cadena de control. - Se especifican condiciones de carga asimétrica. - Condiciones de carga para flaps: CS - 25.345. MANDOS DE VUELO. NOVIEMBRE 2006 Pag. 77 / 81

INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES DISEÑO. REQUISITOS Y NORMAS REQUERIMIENTOS MÍNIMOS.NORMATIVA (CS - 25.A/C Transport ) (VI) Diseño (CS - 25.651-657, 671-703. Particulares de mandos de vuelo) - Pruebas de carga - Ausencia de interferencias con las superficies en los extremos - El diseño debe reducir la posibilidad de montaje erróneo. - Control del avión en caso de fallo en el sistema (bloqueo, “runaway”, ...) - Indicaciones en cabina (flap, trim).


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES PRUEBAS OBJETIVO. COMPROBAR: - Montaje correcto - Ganancias y deflexiones máximas de las superficies - Correspondencia control cabina-superficie - Integración con el resto de sistemas FILOSOFÍA DE LAS PRUEBAS - Pruebas con equipos ajenos al avión (Inclinómetros/Pantógrafos) - Pruebas con los equipos embarcados del avión (SW Interno)


INTEGRACIÓN DE SISTEMAS Y PRUEBAS FUNCIONALES PRUEBAS AJUSTE MECÁNICO DE LAS SUPERFICIES - Puesta a cero y deflexiones máximas - Ganancias del servo (Mando mecánico) -Fuerza de fricción y balance de superficie (Mando mecánico)

25,00 20,00 15,00

n o i t c e l f e d

Elevator deflection Vs Pilot force 60,0 50,0

H L r e z i l i b a t -10,00 S

40,0

) s b l ( e c r o f t o l i P

30,00

30,0 20,0 10,0

10,00 5,00 0,00 -5,00

0,00 -5,00

5,00

-10,00

0,0 -15,0

-10,0

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

-10,0 Elevator deflection (º)

25,0

30,0

-15,00 Servo Tab LH def lection


Ata 27 Flight Controls

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