Aeronáutica II

Alumnos:Robba del Rio, GabrielAbbad, FernandoMarcos Capasso, Martín

Comandos de vuelo del Airbus A320

Son aquellos que permiten modificar la posición de la aeronave a través de los diferentes ejes, provocando de esta manera el alabeo, cabeceo o guiñada del mismo, por lo que se verán los mecanismos y las superficies de control que deberán accionar los pilotos dentro de la cabina para deflectar cada superficie.

Los mandos de vuelo se pueden clasificar en:Mandos de vuelo primario: aquellos que permiten modificar la posición del avión en torno a los tres ejes del mismo.(Alerones, Elevadores, Timón)Mandos de vuelo secundarios: aquellos que permiten aumentar o disminuir la sustentación y resistencia del avión.(Flaps, Slats, Spoilers)

En el A320 todos los sistemas de comando se controlan de forma eléctrica, con apoyo de computadoras, y son actuadas hidráulicamente para generar la fuerza necesaria para mover las pesadas superficies. Esto es lo que se llama “vuelo por cables” o “fly-by-wire”.

Principios Básicos:

Los pilotos utilizan el llamado “sidestick”, que es un “joystick” o palanca de control ubicada a su lado, para controlar el avión en el cabeceo y balanceo.El estabilizador y el timón pueden ser también controlados mecánicamente.El control de guiñada se realiza de forma indirecta a través de la llamada coordinación de giro.Las computadoras interpretan la intervención del piloto y mueven las superficies de control de vuelo, según sea necesario, para seguir sus órdenes. Al volar en régimen normal (o “ley normal”), los equipos limitarán o evitarán maniobras que sobrepasen excesivamente las condiciones de seguridad dadas por la envolvente de vuelo de diseño, independientemente de las órdenes del piloto.

Se suele utilizar un sistema de sensación artificial en donde cada superficie al actuar envía una respuesta al sidestick producto de su interacción con el medio.

Eje de cabeceo:Elevador = Eléctricamente.Estabilizador = Eléctricamente para control normal o alternativo. Mecánicamente para control manual de compensación del estabilizador horizontal (“trim”).

Eje de balanceo:Alerones = Eléctricamente.Spoilers = Eléctricamente.

Eje de guiñada:Timón = Mecánicamente, Control de amortiguación de guiñada = Eléctricamente.Control de trim = Eléctricamente.Control para la coordinación de giro = Eléctricamente.

Spoilers:Spoilers/frenos aerodinámicos = Eléctricamente.

Controles de la cabina:

Cada piloto tiene un sidestick con el que ejerce el control manual de cabeceo y balanceo. Estos están en sus respectivas consolas laterales. Estas dos palancas laterales de pilotaje no están acopladas mecánicamente, y envían conjuntos separados de señales a las computadoras de control de vuelo. Dos pares de pedales interconectados rígidamente, dan a los pilotos el control mecánico del timón. Los pilotos controlan los frenos de velocidad con una palanca en el pedestal central. Los pilotos usan volantes mecánicamente interconectados en cada lado del pedestal central para controlar el ajuste del estabilizador horizontal (trim).Los pilotos utilizan un solo interruptor en el pedestal central para establecer el ajuste del timón (o trim de timón)A la derecha de éste, se encuentra la palanca de flaps.

Sidestick + Volante de tren de nariz

• C: Volante de tren de nariz: Con este control se puede hacer girar el tren de nariz (entre -75° y +75°), lo que permite conducir el avión por los aeropuertos. A una velocidad mayor a 20 kt el tren de nariz se irá centrando progresivamente. Al retraer el tren de aterrizaje ésta es automáticamente centrada

C

B

A

A: Sidestick: Mando principal ya descriptoB: Switch de prioridad y adquisición: Cuando se pulsa, desactiva el piloto automático. Si mantiene pulsado desactiva el otro mando y permite un control singular. A los 30 segundos de pulsado esta condición queda fija y ya se puede soltar este botón. Se retoma el control con el stick relevado si se pulsa su correspondiente Switch.

Pedales

A: Pedales del timón: Hacen girar el timón de guiñada del avión provocando el cambio del curso. También giran el tren de nariz pero en un ángulo entre -6° y +6° hasta aproximadamente 40 kt. B: Descanso de pies: Se ajusta en altura y distancia.C: Mesa extensible multiusos: Con portavasos a los lados.

C

B

A

Spoilers

• C: RET: En esta posición los spoilers son retraídos completamente para el vuelo normal. También son preparados para la extensión automatica para aterrizaje o aborte de despegue.

C

B

A

A: Full: Máxima actuación de spoilers.B:1/2: Hay un ligero tope en esta posición de la palanca, y con un piloto automático en acción la deflección de los spoilers es limitada hasta este punto.

Pedestal central

A: Ruedas de trim: Dan control mecánico del compensador del estabilizador horizontal (el THS). Tienen prioridad sobre los sistemas electrónicos, los cuales se sincronizan con ésta selección manual. B: Escala de trim: Indica la posición del compensador en grados. El rango normal es el cubierto por la banda verde. El trim es automáticamente reseteado a 0° al aterrizar.

B

A

Compensador de timónA: Selector de compensador de timón: Controla el ajuste del compensador del actuador del timón que rota el punto neutro del mismo a una velocidad de 1° por segundo. Los ángulos van entre -20° y +20°. Este selector se desactiva durante la acción de algún piloto automático. B: Reset de la compensación del timón: Al pulsarse, la computadora “Flight augmentation computer” comanda el actuador del compensador del timón de nuevo a la posición de 0°.

C

B

A

C: Indicador de trim de timón: Muestra el ángulo en el que el trim está ajustado.

Palanca de flaps• Comanda flaps y slats para la

operación simultanea a la posicion seleccionada. Entre cada posición de la palanca hay pequeños topes que evitan el viaje excesivo de flaps/slats de un solo cambio. Si la palanca de flaps está situada en una posicion distinta de “0” en vuelo, las RPM asignadas al ralentí de los motores (“idle”) aumentan al valor conocido como “approach idle” o “ralentí de aproximación” y se activa el modo de ignición contínua de los quemadores

Esta aeronave consta de un total de 7 ordenadores, además de 2 computadoras Concentradores de datos de control de vuelo (FCDC) (Flight Control Data Concentrators).Los controles de vuelo primarios y secundarios en la aeronave están controlados por el sidestick y el procesamiento digital de la Elevator Aileron Computer (ELAC) (Computadora de elevador y alerones), el Spoiler Elevator Computer (SEC) (Computadora de Spoilers y Elevador) y Flight Augmentation Computer (FAC). Para mayor seguridad, cada ELAC posee un manufacturador y componentes distintos que la otra ELAC. De igual manera para las SECs y FACs. Cuando los controles de vuelo primarios en los A320 de Airbus están siendo operados, las señales eléctricas del sidestick o del Flight Management and Guidance System (FMGS) (Sistema de guía y administración del vuelo) se envían a éstas computadoras, antes de ser enviadas a los actuadores hidráulicos. Por cuestiones de seguridad, el procesamiento de las señales de los ordenadores de control de vuelo utiliza limitaciones preestablecidas e instrucciones llamadas leyes, que pueden ser “normal”, “alternativo”, o “directo”, y estas limitaciones prescriptas no se pueden superar.

ELACs

Al tener dos computadoras, un sistema operativo trabaja de forma activo y el otro es utilizado como amortiguación y sirve de respaldo en caso de alguna falla, estas computadoras se encargan del movimiento de los elevadores y del estabilizador horizontal, así mismo del cabeceo y balanceo de la aeronave.

SECs

Constan de tres computadoras independientes, que se encargan de los frenos aerodinámicos, alerones y frenos aerodinámicos en tierra, controlando el rolido de la aeronave

FACs

Actúan de la misma manera que las dos computadoras del sistema ELAC, actuando la segunda computadora como respaldo por alguna falla en el sistema, controlando el timón y a si mismo de la guiñada del avión

FCDCs

Esta computadora adquiere datos de los ELACs y los SECs y los envía al sistema electrónico de instrumentos (EIS) (Electronic Instrument system) y al sistema centralizado de visualización de fallos (CFDS) (Centralized fault display system)

Control de RolidoCuando los alerones se mueven accionando el sidestick, las señales eléctricas se envían al ELAC activo. El ELAC envía una señal a la computadora SEC, que controla los spoilers de vuelo, y el ordenador que envía al FAC las órdenes de coordinación de giro para el timón. Los ordenadores a continuación, procesan estas señales en una salida que activa los actuadores de los sistemas hidráulicos conectados a las superficies de control. Las superficies de control entonces se deflectarán de acuerdo a la orden del sidestick

Control de rolido con piloto automatico

Los ELACs y FACs reciben señales eléctricas generadas por los FMGS. Normalmente el ELAC uno (verde) está al mando. En caso de que el ELAC uno falle, el ELAC dos automáticamente toma el control. De la misma forma las computadoras FACs y SECs son respaldadas.

Control de cabeceo

Los elevadores son operados por el movimiento del sidestick o, en caso de participación del piloto automático, por el FMGS. En el control manual cuando se utiliza el sidestick para operar los elevadores, este envía señales a los equipos ELAC. La ELAC procesa estas señales y las convierte en señales que accionan los actuadores de los sistemas hidráulicos conectados a los elevadores. Normalmente el ELAC 1 está al mando con el ELAC 2 de respaldo. En caso de fallo doble de los ELACs, el SEC 1 o el SEC 2 toma automáticamente el control.

Control de cabeceo con piloto automatico

Cuando el piloto automático está al mando, significa que el FMGS mantiene el control de cabeceo. Se envían señales eléctricas a ambos ELACs que producen una salida activando los actuadores del elevador

Control direccional

Hay dos pares de pedales del timón instalados y están conectados mecánicamente entre sí. Están vinculadas a la unidad de sensación artificial por un bucle de cable, que a su vez está conectado a los actuadores hidráulicos del timón a través de una unidad diferencial. El movimiento de los pedales genera una señal que se envía a la ELAC activa. El ELAC luego calcula las órdenes para la amortiguación de guiñada para la coordinación de giro y el trim del timón y envía estos a las FACsEl trim del timón se logra por dos motores eléctricos, cada uno controlado por su FAC asociada. El ajuste del timón se realiza manualmente con la perilla de trim de timón

Control direccional con piloto autimatico

Cuando el piloto automático está activado, ambos FACs reciben comandos de los FMGS para el trim del timón y el control de guiñada

Conclusión:

• Desde que el A320 ha sido puesto en servicio en 1988 como avión de pasajeros su diseño fue innovador para la época, ya que fue se introdujo el primer sistema de control de vuelo totalmente digitalizado también utilizo en su estructura gran cantidad de materiales compuestos e introdujo a la familia Airbus el sistema de monitoreo electrónico centralizado de la aeronave (ECAM), lo cual informa a los pilotos del estado de los diferentes sistema del avión, tanto controles de vuelo, motores de la aeronave, hidráulica y neumática. Hoy en día Airbus sigue tomando al A320 como avión modelo para sus nuevos diseños por el respeto que se ha ganado a través de los años, así es como en 2015 Airbus ha decidido introducir al A320neo como nuevo integrante de la familia A320 con mejoras en las alas y fuselaje.

Pruebas del A320 con actuador de alerón eléctrico:

Un actuador Electromagnetic EMA (Electromecanical Actuator) desarrollado y producido por Sagem vuela ya para el control de vuelo primario de alerón de un Airbus A320, que permitirá la sustitución de una parte de los sistemas hidráulicos, siendo más ligero y simple. Su entrada está prevista para el 2015.