Ich habe einige Hausaufgaben über niederländische Rollfilter. Das Holländerrollen wird durch Gierdämpfersysteme korrigiert, aber ich würde gerne wissen, wie Boeing und Airbus auf unterschiedliche Weise mit dem Problem des Holländerrollens umgehen.
Gibt es ein separates Gierdämpfersystem oder ist es Teil des umfassenderen Autopilotsystems?
Dies ist der anderen Frage, die Sie gestellt haben, ziemlich ähnlich.
Aus meinem Wissen als Flugsimulator-Enthusiast kann ich Folgendes zusammenfassen: Boeing-Flugzeuge wurden in der Vergangenheit ziemlich direkt vom Piloten gesteuert, wobei Kabel durch das Flugzeug liefen, um hydraulische Betätigungsventile zu steuern, die die Flugsteuerflächen antreiben. Das Seitenruder wird normalerweise mit einem Gierdämpfersystem ergänzt, das die Gierrate und die Rollrate misst, der Seitenrudereingang und der Querrudereingang können den gewünschten Seitenruderausschlag „berechnen“, um die Gierrate und das Holländerrollen zu dämpfen. Dies kann so einfach sein wie das Durchführen einer gewichteten Summe der Gierrate, Rollrate, Seitenrudereingabe und Querrudereingaben mit einigen Faktoren, die von der Fluggeschwindigkeit abhängen können. Der oder die Gierdämpfer können mit einem Schalter in der Dachkonsole abgeschaltet werden und sind relativ einfach im Aufbau. Einfach vollständig zu testen und einfach zu zertifizieren. Wenn der Autopilot eingeschaltet ist, manipuliert er die Flugsteuerung direkt, dh bewegt das Steuerhorn mit mechanischen Stellgliedern. Somit muss der Gierdämpfer in diesem Fall nicht einmal den Autopilotzustand kennen.
Bei Airbus-Flugzeugen und moderneren Fly-by-Wire-Boeing-Flugzeugen werden die Flugsteuerungscomputer mit den Eingaben des Piloten gespeist, und die Computer senden dann elektronisch per Kabel Signale an die Stellglieder. Die Steuerungsgesetze in diesen Computern können sehr komplex sein und umfassen normalerweise auch die Autopilot-Steuerungsmodi.
Bei voller Kontrolle über alle Flugflächen können die Computer einzelne Steuerflächen perfekt manipulieren, um unerwünschte Bewegungen zu beseitigen. Beim A320 werten die Querruder- und Höhenruder-Computer zB ständig die aktuelle Nick- und Rollrate mit den Zielraten aus. Abweichungen (z. B. durch eine Gierrate) werden sofort durch Querruder-, Spoiler- oder Höhenrudereingaben entgegengewirkt. Damit allein kann es das Holunderbrötchen schon nicht mehr geben. Die Rolle ist aufgrund der Rollrückkopplungsschleife bereits gestoppt.
Aber es hört hier nicht auf. Die Flight Augmentation Computer erhalten beispielsweise Informationen über die Ausschläge von Querrudern und Spoilern und können dann interne Flugmodellberechnungen durchführen, um herauszufinden, wie viel Seitenruder sie benötigen, um beispielsweise das ungünstige Gieren zu kompensieren. Oder wie viel Querruder wird benötigt, um die Holländerrolle zu stoppen, wenn wir den Seitenruderausschlag hinzufügen. Die Computer berücksichtigen auch die gewünschte Wenderate und haben auch Eingaben wie die Gleichgewichtsanzeige, um die Wende vollständig zu koordinieren, um eine schlupffreie Wende mit nahezu keinen Seitenkräften auf die Passagiere und so gut wie null Dutch Roll zu erzeugen.
Die Flugsteuerungssysteme können fast beliebig komplex sein, wenn Sie immer mehr Funktionen hinzufügen. Wenn Sie zB einen Triebwerksausfall haben, könnten die Computer auch Eingaben von den N1-Differenzen des Triebwerks empfangen und den notwendigen Ruderausschlag berechnen, um jegliches Gieren durch asymmetrischen Schub zu verhindern. Der A380 geht sogar so weit, bei einem Triebwerksausfall auf der gegenüberliegenden Seite geteilte Querruder einzusetzen, um auf einer Seite einen künstlichen Luftwiderstand zu erzeugen, um das Gegenmoment zu erhöhen. Aber es kann auch Querruder strategisch einsetzen, um alle Schwingungen innerhalb des Flügels zu dämpfen, um ein ruhigeres Fahrerlebnis zu schaffen. Jetzt steuern Sie nicht nur ein starres Flugzeug, Sie beginnen auch, die Flügelflexibilität zu berücksichtigen.
Um die zweite Frage zu beantworten: Der Gierdämpfer kann ein separates System sein, bei dem Teile wie die asymmetrische Schubkompensation oder andere übergeordnete Funktionen im Falle eines Computerausfalls einfach abgeschaltet werden. Auf diese Weise kann der Gierdämpfer in einem grundlegenderen Steuerungsgesetz verwendet werden, selbst wenn es größere Fehler in anderen Systemen gibt, was hilft, das Flugzeug in anormalen Situationen zu steuern.
Da die Gierdämpfung selbst sozusagen die letzte Instanz vor dem Ruderaktuator ist, muss sie kein integrierter Teil des breiteren Systems sein, sondern die Funktionen auf höherer Ebene müssen irgendwo in den Steuercomputern berechnet werden. Wahrscheinlich existieren beide Implementierungen.
... sorry für den langen Beitrag :)
Manuel H