Warum verwenden A320/330 die C* FBW-Steuerung ohne Geschwindigkeitsstabilität?

Die A320- und A330-Familie sind FBW-Flugzeuge, die C*-Längssteuerungsgesetze für die Verfolgung von Sidestick-Befehlen in Längsrichtung verwenden. Im Wesentlichen befiehlt Stick Neutral den 1G-Flug. Wenn der Steuerknüppel in Längsrichtung ausgelenkt wird, wird eine Mischung aus Nickrate und normalem Belastungsfaktor befohlen, um dem Piloten ein konsistentes G-Gefühl zu vermitteln; Sobald der Steuerknüppel losgelassen wird, wird der 1G-Flug fortgesetzt, aber das Flugzeug befindet sich mit dem neuen Neigungswinkel (oder Flugbahnwinkel, um genauer zu sein) im stabilen Zustand.

Im Gegensatz zu B777, B787 und A220 verfügt die A320/330-Familie jedoch nicht über eine künstliche Geschwindigkeitsstabilität. Sobald sich das Flugzeug in der neuen Nicklage im stabilen Zustand befindet und der Autothrottle deaktiviert ist, wird sich die Fluggeschwindigkeit auf einen neuen Trimmpunkt einpendeln . Mit anderen Worten, im Gegensatz zu einem konventionellen Flugzeug hat der A320/330 nur neutrale Geschwindigkeitsstabilität.

Aus diesem Grund sind die Hüllenschutzvorrichtungen der Airbus-Flugzeuge keine netten Merkmale, sondern wesentliche Merkmale, um sicherzustellen, dass die Fluggeschwindigkeit nicht schnell zum Abwürgen abfällt oder auf Übergeschwindigkeit ansteigt, während der Steuerknüppel neutral ist.

Meine Frage ist, warum ist ein C * -Steuergesetz ohne Geschwindigkeitsstabilität für ein Flugzeug der Transportkategorie wünschenswert? Der A320 muss keine präzise Zielverfolgung durchführen, wie es ein Kampfflugzeug tun würde, und er verändert die Flugeigenschaften drastisch gegenüber denen eines herkömmlichen Flugzeugs.

Wollen Sie sagen, dass die 320, wenn Sie sagen wir 220 kt machen und Sie 10 Grad nach oben neigen und die Leistung gleich halten, und das Flugzeug auf 180 kt verlangsamt und sich dort stabilisiert, wird es jetzt auf 180 kt trimmen, und wenn ich eine Leistung mache Reduzierung, ohne den Steuerknüppel zu berühren, wird es kippen, um 180kt beizubehalten?
@JohnK Der erste Teil, ja. Das Reduzieren der Leistung ändert nominell den Flugbahnwinkel nicht und reduziert stattdessen die Geschwindigkeit weiter. Das ist mein Verständnis.
Ich hatte einmal die Gelegenheit, eine Entwicklungssimulation der C-Serie (A220) auszuprobieren, und ich erinnere mich, dass sie so konzipiert war, dass sie sich wie eine normale Klimaanlage verhält. Es hat einen Trimmgeschwindigkeitsfehler auf dem Geschwindigkeitsband und wenn Sie an der Trimmung arbeiten, bewegt es sich, um Ihnen mitzuteilen, wie hoch Ihre neue Trimmgeschwindigkeit sein wird, und verhält sich so, wie Sie es erwarten würden. Sehr angenehm. Ich weiß, dass die Gesamtphilosophie von Boeing eher "pilotzentriert" ist, während AB, zumindest in ihrer frühen FBW, es vorzog, den Computern mehr Autorität zu gewähren. Bombardier versuchte, den Unterschied bei der C-Serie aufzuteilen, indem es mit Seitenstöcken ging, aber versuchte, das traditionelle Verhalten beizubehalten.
Ich weiß es nicht genau, aber ich würde theoretisieren, dass ein System, das FPA aufrechterhält, es tendenziell einfacher machen würde, einen Gleitpfad von Hand zu fliegen, wobei die Priorität darin besteht, auf den FPA (den Gleitpfad) zu neigen, anstatt auf Geschwindigkeit zu neigen. Sie arbeiten einfach den Schub für die Geschwindigkeit und überlassen die Trimmung den Computern. Bei einer normalen Klimaanlage ist es ein bisschen mehr Arbeit, weil Sie gleichzeitig auf die Neigung neigen und neu trimmen und den Schub steuern.

Antworten (2)

Viele Unfälle haben immer wieder gezeigt, dass, sobald das Handling zum Muskelgedächtnis wird, der Hinweis, dass man stärker ziehen muss, um an Geschwindigkeit zu verlieren, ohnehin leicht übersehen wird, also ist es nicht so wichtig, wie es scheint.

Die künstliche neutrale Stabilität entkoppelt also stattdessen die Steuerung: Knüppel für Flugbahnwinkel, Schubhebel oder A/T für Geschwindigkeit. Schön und einfach und Sie müssen nicht mit dem Trimmknopf herumfummeln, den die meisten Piloten ziemlich gedankenlos drücken.

Große Flugzeuge werden sowieso immer mit Autothrust geflogen, darunter zB eine 777, die in der Neigung stabil und getrimmt ist. Und wenn sie es sind, ist die Logik eher wie bei Airbus – Steuersäule für Flugbahnwinkel, Flugbahnwinkel beibehalten, wenn losgelassen wird, direkt nach dem Ändern der Geschwindigkeit müssen Sie an der Trimmung herumfummeln, um sie wieder stabil zu machen, was Airbus Normal Law für Sie erledigt .

Beachten Sie, dass aerodynamisch alle Airbus-Flugzeuge immer noch längsstabil sind. Wenn also die Sensoren ausfallen und das System auf Direct Law abfällt, verhält sich die Trimmung wie in jedem anderen Flugzeug.

Haben Sie Quellen, um Ihre Aussage zu Unfällen und statischem Langstich zu untermauern? Statische Long-Stich-Anforderungen sind in die grundlegenden Regeln von Teil 23/25 geschrieben, und alle großen OEMs mit Ausnahme von Airbus haben den C*U-ähnlichen Ansatz übernommen. Was ist zum Beispiel bei maximaler TLA, für maximalen Steigflug?
@JZYL, nicht als explizite Aussage. Beachten Sie jedoch, dass es immer noch viele Unfälle gibt, wenn Piloten trotz der zunehmenden Kraft weiter hochfahren, bis das Flugzeug stehen bleibt. Beachten Sie auch, dass das unzuverlässige Fluggeschwindigkeitsverfahren nicht die Trimmung verwendet, sondern einfach Neigung und Leistung definiert. Ein großer Teil des Problems besteht darin, dass die Schubeinstellung, die Klappen und das Fahrwerk die Trimmung stark verändern, sodass die Kraft nicht wirklich Ihre Geschwindigkeit oder Ihre Marge vom Stall in Flugzeugen mit direkter Trimmung anzeigt. Das tut er nur im Alpha-Limit-Modus von Airbus.
@JZYL, beachten Sie, dass die Anforderung nur besagt, dass die Kraft zum Hochhalten der Nase zunehmen muss, wenn Sie sich dem Stall nähern, den Airbus mit dem Alpha-Limit-Modus erfüllt.
@JZYL, maximales Steigen in Aibus ist einfach - stellen Sie den maximalen kontinuierlichen Schub ein und ziehen Sie am Seitenstick, bis der Geschwindigkeitstrend aufhört, eine Erhöhung anzuzeigen. In Flugzeugen mit direkter Trimmung und untergebauten Triebwerken (die typische Konfiguration) müssen Sie das Joch drücken, wenn Sie Leistung hinzufügen, um ein Abwürgen zu vermeiden (mindestens ein A310 stürzte ab, weil die Alpha-Boden-A / T-Logik Leistung hinzufügte und die Piloten dies nicht kompensierten). Halten Sie die phugoide Oszillation an und trimmen Sie dann erneut auf die neue Leistungseinstellung, sodass Sie sich sowieso auf die Fluglage- und Fluggeschwindigkeitsanzeigen beziehen und nicht auf das Gefühl. Der Airbus-Weg klingt einfacher.
Der statische lange Stich gilt für alle Fluggeschwindigkeiten von 1,3 Vsr bis Vfc/Mfc (25,173). Es ist von Stall-Eigenschaften getrennt. Ich gehe davon aus, dass A320/A330 ein ESF von den jeweiligen Zertifizierungsstellen erhalten hat.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich verstehe, was Sie meinen, Remax-Schubanstieg. Bei einem C*U-Flugzeug würden Sie die Trimmgeschwindigkeit einstellen; Bei freiem Steuerknüppel würde das Flugzeug mit Steigung pro Geschwindigkeit steigen, während die Trimmgeschwindigkeit beibehalten wird. Ähnlich verhält es sich mit einem konventionellen Flugzeug, allerdings ohne Phugoid-Unterdrückung. Wie würde es mit Airbus funktionieren?
@JZYL, in einem C * U-Flugzeug stellen Sie die Trimmgeschwindigkeit ein, aber dann fügen Sie Leistung hinzu und werfen die Trimmung ab. Ganz anders Airbus. Bei Airbus stellst du den Flugbahnwinkel mit dem Steuerknüppel ein und behältst ihn bei, also musst du auf die Geschwindigkeit achten. Aber da sich bei C*U-Flugzeugen mit abnehmender Leistung die Trimmung ändert, muss man sowieso auf die Geschwindigkeit achten.
Für normales Fliegen sinnvoll. Wäre es jedoch nicht sehr seltsam, nur mit C * auf der Rückseite zu fliegen?
@JZYL, warum? Die einzige Änderung auf der Rückseite (der Leistungskurve) ist, dass Ihre Geschwindigkeit jetzt instabil ist, sodass die Schubhebel mehr Anpassungen benötigen, aber die meiste Zeit über wird der automatische Schub sie trotzdem handhaben.
Auf der Rückseite wird die Pitch-Steuerung benötigt, um die Geschwindigkeit zu steuern. Scheint mir umständlich mit einer Steuerstrategie zu sein, bei der der stationäre Zustand bei 0 Stick eine konstante Tonhöhe ist. Aber ich nehme an, wenn C*U das kann, dann kann sich ein Mensch auch anpassen.
@JZYL Die Strategie ist keine konstante Tonhöhe, sondern eine konstante Flugbahn. Sie fügen Leistung hinzu und das Flugzeug neigt sich von selbst nach unten, um die Flugbahn beizubehalten. Sie reduzieren die Leistung und das Flugzeug neigt sich, um die Flugbahn zu verlangsamen, bis es die 12,8 ° AoA (IIRC) erreicht, wo es dazu übergeht, diese beizubehalten. Es verhält sich also immer noch gleich – Side-Stick, um auszuwählen, wohin Sie gehen, und Schubhebel, um einzustellen, wie schnell (außer dass sie auf der Rückseite der Leistungskurve mehr Aufmerksamkeit erfordern).
So funktioniert C* nicht. C* steuert die Steigungsrate/Nz. Im stationären Zustand entspricht C* cmd von 0 einer stationären Flugbahn; es ist keine Kontrollstrategie: es ist ein Fallout. Auf der Rückseite, egal ob C*, reines Nz oder direktes Höhenruder, ist die Steuerung der Flugbahn instabil. Es ist möglich, dass Untergeschwindigkeit entspricht, bevor die Rückseite beginnt, aber ich bezweifle es.
@JZYL, die Referenz für das Normalgesetz ist die vertikale Beschleunigung, wobei die Tonhöhe zum Filtern bei langsamer Geschwindigkeit verwendet wird. Es ist in der Tat instabil – wenn das Flugzeug anfängt, sich nach oben zu neigen, wird es durch den erhöhten Luftwiderstand verlangsamt, was eine weitere Neigung nach oben erfordert, bis es Alpha-min erreicht. Aber der Computer hat kein Problem damit, instabile Parameter beizubehalten; es wird einfach (mit einer gewissen Abweichung, weil es auf die Rate reagiert, nicht auf den absoluten Wert, außer bei Flare). Bleibt die Geschwindigkeit. Beim manuellen Schub müssen Sie die ganze Zeit daran herumfummeln, beim automatischen Schub hat der Computer kein Problem mit instabilen Parametern.

Ich habe nicht viel über den Entscheidungsprozess herausgefunden, den Airbus durchlaufen hat, aber meine laienhafte Vorstellung von ihrer Motivation ist die verringerte Arbeitsbelastung des Piloten - mit Pitch-Stabilität wird es einfacher, auch im manuellen Flug eine konstante Höhe zu halten, ohne dass Trimmeingaben erforderlich sind. Das Fliegen eines Laderaums wird vergleichsweise einfach - fordern Sie eine Rollrate zur beabsichtigten Bank und gehen Sie zurück in die Neutralstellung. Die Nickstabilität hält das Flugzeug mehr oder weniger auf der aktuellen Höhe, es sind nur geringe Korrekturen erforderlich. Ich denke, die Arbeitsbelastung der Piloten zu reduzieren, ist immer ein potenzielles Verkaufsargument für neue Designs (ob sie es tatsächlich tun oder nicht).

Warum verwenden A320/330 die C* FBW-Steuerung ohne Geschwindigkeitsstabilität?
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