Comments 20
Немного критики к содержанию:
1) Шкала Купера-Харпера не просто субъективна, но и абсолютно нелинейна. И раз уж её приводить, то это не просто таблица, а там три вопроса, которые различают четвертый уровень (оценка 10), третий (7-9), второй (4-6) и первый (1-3). Так еще и вдобавок при переводе утеряна точность формулировок (desirable и adequate performance просто упущены, к сожалению
2) PIO. Возникновение pilot-induced-oscillations это вообще тема для отдельной статьи, но тут проблема не в этом. PIO-proneness оценивается на сегодняшний день исключительно объективными способами на основании показателей самописцев за промежуток, когда самолет тестировался на PIO.
В конце концов, как понять, что самолет управляем на этапе его разработки? Неужели надо сначала построить самолет и запустить в воздух, прежде чем это определить? Так нет, есть прекрасные математические модели системы Пилот-Самолет, которые позволяют еще на этапе разработки определить, на сколько система управляема и стабильна.
А еще, кстати, у американцев тоже есть математические критерий Нила-Смита
Получается автор не ответил на заданный в заголовке статьи вопрос.
Ну почему же. Шкала Купера-Харпера действительно отвечает на вопрос, на сколько самолет управляем (субъективно). Но есть отличный пример бесполезности этой шкалы для оценки:
Итак, управляемы ли самолеты В и С? С самолетом А всё понятно, а вот с двумя другими как быть?
Честно сказать, я прочитал статью, но не понял - а как пилот понимает, что самолет управляем? Какие критерии он использует?
Вот оригинальная шкала, которую автор привел в формате таблицы, опустив крайне важные для шкалы вопросы. Что является adequate performance - это отдельная тема для разговора и описывается для каждого маневра отдельно (например, для установки определенного тангажа desired performance это не более 2ух превышений (либо вверх либо вниз), а adequate - от двух до четырех, так что 5 и более заведомо не лучше чем уровень 7.
Так все равно, "is is controllable?". Как пилот определяет, что самолет контролируется?
По приборам, по отдаче элементов управления, по визуальным параметрам?
Субъективно. Самолет вообще отвечает на отклонение штурвала/сайдстика? Незначительное отклонение штурвала соответствует адекватному поведению, или самолет сразу уходит в фигуру высшего пилотажа? Или же наоборот, максимальное отклонение штурвала вызывает лишь незначительное изменение в поведении (например, самолет не устремляется ввысь, если потянуть штурвал на себя до упора, а медленно-медленно увеличивает тангаж, что раньше вас покинут силы тянуть штурвал на себя, чем он наберет ну хотя бы 15 градусов тангажа)?
Спасибо за критику. Хочу отметить, что цель статьи — ввести в тему и дать базовое понимание, а не углубляться в каждую деталь. Конечно, шкала Купера-Харпера включает три вопроса и нелинейна, но для начального уровня читателей для меня важнее было показать сам принцип.
По поводу PIO, да, сейчас используются объективные методы и модели, но не нужно забывать о субъективных оценках (особенно на этапах испытаний).
В любом случае, учту Ваши предложения, спасибо!
Шкала Купера-Харпера построена на этих трех вопросах. Без них просто никуда. И уж раз на то пошло, то тут надо разбирать Flying Qualities и Handling Qualities по отдельности (без понятия, как их обзывают на русском - знаю всю эту тему на немецком и английском). И начинать, к слову, с Flying (а ваш самолет сам по себе вообще летать-то может?).
Пилот не оценивает PIO даже на этапе испытаний. Воссоздать искуственно сами PIO практически нереально, потому что никто так не летает. Так еще и зависит от характера пилотирования. И там еще целый набор условий для PIO тестов.
ЭДСУ появились совсем не по причине физической невозможности управления самолётом. Просто дистанционное управление в весовом отношении гораздо выгоднее, чем непосредственная проводка мускульного усилия к рулевым поверхностям (с помощью тросов или жёстких тяг), к тому же позволяет решать задачи автоматизированного управления самолётом наиболее простым способом - подачей управляющего сигнала в цепи управления исполнительных механизмов. Проблема ЭДСУ в том, что такая система должна быть абсолютно надёжна и обеспечивать управление в случае обесточивания самолёта.
И, добавлю, не по причине роста скоростей. Весьма шустрые отечественные Ту-134 и Ил-62, американский Б-737 и многие другие самолёты вполне себе летали без всяких там ЭДСУ.
СДУ появились на самолетах, неустойчивых по каналу тангажа. А потом уже распространились на гражданскую авиацию.
Я не знаю, что такое СДУ 🙂. ЭДСУ - это электрическая дистанционная система управления или fly-by-wire (полёт с помощью проволоки). Это означает лишь передачу управляющего воздействия от пилота или автоматической системы управления на исполнительные механизмы с помощью электрического сигнала по электрическому проводу (а не механической проводкой в виде тросов или жёстких тяг и не гидравлической в виде трубопроводов с жидкостью под высоким давлением). Такая система управления, в силу своего малого веса, удобства и компактности, была мечтой всех авиаконструкторов начиная со времён, когда на самолётах появилось электричество 🙂. Проблемами, задерживавшими внедрение ЭДСУ, были низкая надёжность, отсутствие мощных и компактных исполнительных механизмов и необходимость обеспечения управляемости при отсутствии электропитания.
Управление неустойчивыми самолётами - это прерогатива автоматической системы управления, а не способа передачи управляющего воздействия. В принципе, может быть реализовано и без ЭДСУ.
В подтверждение тому смотрим на 737 МАХ (машина хорошая, реализация подкачала). На механической системе автоматика занимается контролем тангажа. Другой момент, что PIO стали более вероятными при fly-by-wire из-за задержек и пересчетов.
К слову, гидравлика, если и применялась, для передачи управляющего сигнала на управляющие поверхности, то в единичных случаях. Слишком серьезное повышение массы пустого самолета в сравнении с механической троссовой системой, так как нужны трубки и еще несколько тонн гидравлической жидкости. Так что, на выходе имеем применение гидравлики непосредственно на актуаторе управляющей поверхности
Гидравлика широко применялась (да и применяется ещё) в системах управления в качестве приводов закрылков и гидроусилителях рулей. Нет там никаких тонн гидравлической жидкости - откуда вы это взяли? 🙂. Несколько сотен килограмм разве что, на больших самолетах. На Ил-76, например, полная ёмкость гидросистемы - порядка 200 литров. Гидросистемы и сейчас на самолётах присутствуют во весь, так сказать, рост... Полностью электрический самолёт с точки зрения систем ещё не сделали, по-моему (не слыхал, во всяком случае). Кстати, при отказе, скажем бустера в управлении рулями, жидкость в нём замыкается (или кольцуется, в зависимости от схемы проводки) и становится либо частью жёсткой проводки либо просто не мешает перемещать тяги управления.
Что касается пресловутого этого Боинга, который МАХ. На самом деле, система, подобная MCAS (ну, которая загнала самолёты в пике), есть и на Эйрбасе, - просто в силу такого расположения двигателей. Катастрофы на Боингах произошли в силу стечения нескольких факторов - наличие одного датчика угла атаки (на Эйрбасах их три, если я правильно помню, и там есть специальный алгоритм на случай расхождения показаний), который то ли забился льдом, то ли сломался и начал выдавать неправильные показания, и необученность экипажей, которые не смогли распознать отказ и отключить систему...
При гидравлику мы с вами о разном. Вы о гидроусилении, что применяется, действительно, повсеместно, а я о том, что передавать управляющий сигнал из кабины к актуатору (с гидроусилителем как раз) крайне нецелесообразно. Можно подумать о пневматике, но и от нее, кажется, отказались из-за большей массы в сравнении с механической системой.
У Эйрбасов действительно схожая с MCAS система, но она создавалась изначально не из-за двигателей, а как защита от сваливания. И, если я не ошибаюсь, у Максов была проблема не с облединением датчиков, а просто с самими показаниями датчика и их неправильной обработкой софтом, что и привело к перекладыванию стабилизатора на пикирование. К слову, интересный факт, о нем, кажется, Денис Окань писал у себя в блоге после катастрофы в Индонезии, что в предпоследний рейс также произошел сбой системы, но пилоты отработали по процедуре непроизвольного перекладывания стабилизатора, но это уже лирическое отступление. А сама система MCAS не отключаема была, так еще и пилотам о ней не рассказали (вот об этом точно Окань писал, он как раз тогда в Оман Эйр на этих самых Максах и летал)
У меня инсайдерская информация 🙂. Окань может писать всё, что ему хочется... Про датчик я написал, что "то ли из-за обледенения, то ли из-за неисправности", но система там ни при чём. Кстати, MCAS - это тоже для избегания сваливания (которое является следствием такого размещения двигателей)... Спорить не хочу, так как мне там всё и без Оканя понятно... Если бы там во всём была виновата система, это всё было бы выявлено с самого начала. Авиакатастрофы практически не случаются по одной причине - как правило, это сочетание разнородных, как правило, не связанных между собой факторов. Поэтому они крайне редки...
управляющий сигнал из кабины к актуатору (с гидроусилителем как раз) крайне нецелесообразно.
В механических системах управляющий сигнал - он же и силовой. А гидроусилители управляются теми же тягами, которыми пилоты управляют самолётом... Нет отдельных путей передачи сигнала и усилия. Чисто же гидравлических систем управления, без механической проводки, действительно, не бывает (не припомню, по крайней мере). Это было чисто теоретическое допущение.
When a single angle of attack (AoA) sensor indicated that the angle was too high, MCAS would trim the horizontal stabilizer in the nose-down direction.
Это из английской Вики описания системы и инцидента. Система отработала штатно - она честно старалась не дать самолёту уйти на кабрированию. Всё остальное - единственный датчик и его отказ, действия пилотов, - всего лишь крайне неудачное сочетание факторов...
Что же касается "проблем индуцируемых летчиком" то они появились и решались задолго до появления ЭДСУ - самолёт (как, впрочем, и автомобиль, и корабль и любая другая управляемая система) и без неё является инертной системой, реагирующей на управляющее воздействие через некоторую передаточную функцию. И навык пилотирования, в частности, и заключается в умении "чувствовать" эту самую функцию...
Как понять, что самолет управляем