Warum wird die Stabilisatortrimmung oft elektromotorisch gesteuert, während andere Flächen meist hydraulisch gesteuert werden?

Was ist der Grund für die Verwendung von Elektromotoren anstelle der hydraulischen Betätigung für den Stabilisator, den ich in den meisten Flugzeugen wie der Boeing 787 gesehen habe?

Die meisten Trimmungen sind entweder manuell oder elektrisch. Trimmänderungen müssen nicht schnell, aber präzise sein. Steuerflächen wie das Höhenruder müssen sich schnell bewegen können, daher verwenden große Flugzeuge dafür Hydraulik.
Viele Flugzeuge verwenden eine hydraulische Stabilisatorsteuerung (ich weiß, dass die DC-10 und A320 dies auf Anhieb tun).

Antworten (2)

Gewicht, Kosten, Zuverlässigkeit und Wartung.

Siehe KONSTRUKTION DES BETÄTIGUNGSSYSTEMS MIT ELEKTRISCH BETRIEBENEN AKTUATOREN

Sicherheit

Siehe DIE A380 FLIGHT CONTROL ELEKTROHYDROSTATISCHE AKTUATOREN, ERFOLGE UND LEKTIONEN

Hinsichtlich der Sicherheit sind mehrere Aspekte hervorzuheben: Was die Redundanz der Stromquellen anbelangt, wird die Anzahl von 3 auf 4 erhöht, da 2 elektrische Systeme 1 hydraulisches System ersetzen. Darüber hinaus ergibt sich durch die Einführung der hydraulischen/elektrischen Unähnlichkeit in den Energiequellen ein zusätzlicher Sicherheitsspielraum: Dies bietet einen weiteren Schutz vor häufigen Ausfällen, wie beispielsweise Wartungsfehlern, die alle hydraulischen Systeme, unabhängig von ihrer Anzahl, betreffen können. Darüber hinaus bietet die elektrische Energie Flexibilität beim Routing, was zu einer einfacheren Trennung der Energieverteilungswege gegen Motorplatzer und andere „besondere Risiken“ sowie zu einer Isolations- und Rekonfigurationsfähigkeit führt, die Hydrauliksysteme nicht bieten können.

Die Reduzierung der Gesamtzahl hydraulischer Komponenten führt zu Verbesserungen der MTBF und Versandsicherheit, indem potenzielle Leckagequellen eliminiert werden.

Der Wegfall der mit einem der Hydrauliksysteme verbundenen Erzeugungs- und Verteilungskomponenten (Pumpe, Reservoir, Filter, Rohrleitungen…) und der Ersatz der zugehörigen hydraulischen Aktuatoren durch elektrisch angetriebene Aktuatoren führt zu Gewichtseinsparungen.

Hätte das Flugzeug (DC10?), das alle Hydraulik verloren hatte, vielleicht besser gelandet, wenn elektrische Trimmklappen vorhanden und funktionsfähig gewesen wären? Mein Eindruck ist, dass es sehr unsanft gelandet ist, weil es keine Möglichkeit gab, die fugoiden Schwingungen nur mit Schubreglern zu stabilisieren, aber ich denke, dass es möglich gewesen wäre, eine Einstellung zu finden, bei der die Schwingungen wesentlich gedämpft und die Steuerbarkeit verbessert wurden, wenn man die Trimmung anpassen konnte .

Hydraulik kommt zum Einsatz, wenn etwas Großes schnell bewegt werden muss. Außerdem eignen sich hydraulische Stellantriebe perfekt für lineare Bewegungen, während Elektromotoren am besten für Drehbewegungen geeignet sind. Andererseits lassen sich Elektromotoren präziser steuern: Durch das Zählen der Drehzahl und des Winkels der Welle kann ein Elektromotor die Trimmspindel viel präziser antreiben als eine Hydraulik, die Flüssigkeiten mit hohem Druck in Zylinder befördert. Dies ermöglicht (zumindest nicht einfach) eine Rückmeldung über die Position des Betätigers, und nur ein Endschalter kann eine einfache Positionsrückmeldung geben.

Um mehrere Ruder zu bewegen, benötigen Sie bei der Hydraulik nur eine Pumpe. Normalerweise wird immer nur eine Fläche bewegt, um die volle Leistung der Pumpe nutzen zu können. Zusammen mit einem Druckspeicher ermöglicht dies große Kräfte und große Hübe. Wenn Sie mit elektrischen Stellantrieben die gleiche Steuerleistung erzielen wollten, müsste jede Steuerfläche einen großen Elektromotor und ein Getriebe daneben haben.

Hydraulik ist jedoch unordentlich (kann undicht werden) und wartungsintensiver als elektrische Stellantriebe. Die Hydraulik ist weniger energieeffizient (schließlich erzeugen all diese Leitungen viel inneren Reibungswiderstand) und bei niedrigen Temperaturen muss das Öl kontinuierlich umgewälzt werden, um es warm und "flüssig" zu halten. Aus diesem Grund werden heute elektrische Stellantriebe in Anwendungen eingesetzt, die traditionell mit Hydraulik arbeiteten.

Drag ist überall: internal friction drag:-)