Fly by wire

[Kaktus1984]

Hallo.
Weiß nicht ob das Thema schon da war, aber habe auf anhieb nichts darüber gefunden.
Beim Fly by wire steuert man das Flugzeug ja quasi elektronisch. soweit ich weiß "hängt" der Steuerknüppel an Potenziometern mit denen die Position des Knüppels gemessen wird, und der Computer rechnet das dann um und gibt das ganze an die Ruder weiter oder?
Was ist wenn dieses System mal ausfällt? kann man das Flugzeug dann immer noch manuell weiter steuern? müsste ja eigentlich gehen oder? hab glaub ich mal gehör das man das fbw beim Tornado auch ausschalten kann.
Aber wie funktioniert diese Sache denn? Dann muss der Knüppel ja auch Mechanisch irgentwie mit den Rudern verbunden sein, und dann muss man die mechanik beim fbw doch auch trennen können oder?
Bin gespannt wie es gemacht wird. :?!
Danke

 

[Dr. Seltsam]

Der Tornado hat parallel zum Fly-by-Wire System noch ein mechanisches Steuersystem verbaut.
Schematisch schaut das so aus

 

[tigerstift]

Hallo Kaktus,

Ein Fly by Wire System ist merhfach Redundant aufgebaut. D.h. es sind mehrere Computer parallel geschaltet (wenn ich mich recht entsinne sind es 5 Computer bei Airbus). Also wenn ein oder in disem Fall bis zu vier Computer ausfallen ist immer noch ein Computer vorhanden. Der übernimmt die Steuerung. FBW verkabelung ist auch mehrfach vorhanden und getrennt voneinander verlegt.

Aber ich glaube Schorsch wird dir das wesentlich besser erklären können

 

[Kaktus1984]

Der Tornado hat parallel zum Fly-by-Wire System noch ein mechanisches Steuersystem verbaut.
Schematisch schaut das so aus

Und wie wird das "getrennt"? Mechanisches steuersystem heißt ja mal einfach ausgedrückt, ne stange vom knüppel zum ruder. aber wenn doch ein computer die Bewegung des Knüppels umrechnet und dann an die Ruder weiter gibt, dann würde das flugzeug doch trotzdem mechanisch gesteuert, weil ja, Knüppel und Ruder immer noch "mit ner stange" verbunden sind. :(

 

[Acela]

Es geht beides parallel. Der Airbus A310/300 hat zum Beispiel am Autopilot einen Modus namens CWS, Control Wheel Steering. Der Pilot bewegt den Steuerknüppel, wird aber vom Autopilot "unterstützt", das heisst die Eingaben gehen sowohl manuell als auch über die entsprechenden Autopilotactuator zu den Steuerflächen. Kurz gesagt der AP steuert den Flieger über FBW, mit Eingaben die er mechanisch vom Piloten bekommt, die aber gleichzeitig auch mechanisch weitergeleitet werden...

 

[tigerstift]

Und wie wird das "getrennt"? Mechanisches steuersystem heißt ja mal einfach ausgedrückt, ne stange vom knüppel zum ruder. aber wenn doch ein computer die Bewegung des Knüppels umrechnet und dann an die Ruder weiter gibt, dann würde das flugzeug doch trotzdem mechanisch gesteuert, weil ja, Knüppel und Ruder immer noch "mit ner stange" verbunden sind. :(

In den Steuerstangen sind Wabenpakete eingebaut. Der Pilot muss im Falle einer blockierten Mech Steuerung nur den Steuerknüppel ein bisschen fester bewegen. Dadurch wird dieses Wabenpaket gestaucht und der Pilot hat wieder bewegungsfreiraum.

 

[Schorsch]

Hallo.
Weiß nicht ob das Thema schon da war, aber habe auf anhieb nichts darüber gefunden.
Beim Fly by wire steuert man das Flugzeug ja quasi elektronisch. soweit ich weiß "hängt" der Steuerknüppel an Potenziometern mit denen die Position des Knüppels gemessen wird, und der Computer rechnet das dann um und gibt das ganze an die Ruder weiter oder?
Was ist wenn dieses System mal ausfällt? kann man das Flugzeug dann immer noch manuell weiter steuern? müsste ja eigentlich gehen oder? hab glaub ich mal gehör das man das fbw beim Tornado auch ausschalten kann.
Aber wie funktioniert diese Sache denn? Dann muss der Knüppel ja auch Mechanisch irgentwie mit den Rudern verbunden sein, und dann muss man die mechanik beim fbw doch auch trennen können oder?
Bin gespannt wie es gemacht wird. :?!
Danke

Also, fuer Aufklaerung benutzte Zeit ist selten oder niemals verschwendete Zeit (alte Militaerweisheit).

Wie Du richtig sagst wird die Position des Steuerknueppels/Sidesticks/"Dingens" in ein elektrisches Signal uebersetzt. Dieses kann man dann digitalisieren oder auch nicht. Das Signal wird in Richtung der Steuerflaeche gesendet. Dort wird es in einen proportionalen Ausschlag an der Steuerflaeche uebersetzt. Das ist FBW. Wie man sieht, kein Computer weit und breit.

Wie laeuft es aber bei modernen Flugzeugen?
Im Gegensatz zur Cessna werden heutige Flugzeuge (und zwar Airbus und Eurofighter) geregelt, sprich die Flugeigenschaften werden abgeaendert um Freund Pilot das Leben leichter zu machen. Dies macht man heutzutage per digitalen Computer. Dieser muss seine "Eingaben" irgendwo zwischen Knueppel und Flaeche einbringen. Daher geht das Signal des Piloten "in den Computer", wird dort mit dem "des Computers" gemischt und dann schlussendlich an die Steuerflaeche weitergeleitet.

Es gibt mechanische Back-Ups. Bei A320 war das die Trimmung und das Seitenruder. Beim A380 gibt es kein mechanisches Back-Up mehr, bei neueren Kampfflugzeugen verzichtet man meines Wissens schon laenger drauf.

Der A380 hat 6 Computer, 3 Primaere und 3 Sekundaere. Jeder dieser 6 Computer kann die Steuerung uebernehmen. Im Normallfall macht es einer und wird von den anderen beiden ueberwacht. Die Rechner haben gleiche Funktionen, aber unterschiedliche Software und Hardware und wurden von unterschiedlichen Teams entwickelt.
Der A380 hat keinerlei mechanisches Back-Up, dafuer ein elektrisches Back-Up. Dies ist ein direkte FBW-Steuerung wie ganz oben beschrieben, welche ohne irgendeinen Rechner whatsoever auskommt. Damit ist der A380 meines Erachtens das beste was in punkto Steuerung & Regelung derzeit fliegt.

Bild: Secondary Computer

 

[Schorsch]

Und exklusiv fuer das FF :D eine Uebersicht ueber das Steuerungssystem des A380. Das nicht allzu geheim und dem der A340-500/600 sehr aehnlich. Neu ist vor allem die Trimsteuerung, welche bisher stets per Handrad gemacht wurde. Tja, liebe Piloten, das Handrad ist raus. Dafuer kann man sich in Turbulenzen jetzt am Trackball festhalten. ;)

 

[beistrich]

Wo kann man eigendlich in den FBW-Airbuscockpits zwischen den einzelnen Computerunterstützungen umschalten? (zb: alternativ law)

 

[Kaktus1984]

@ Schorsch, Danke für den langen Beitrag

Also Kann man nur ENTWEDER fbw, ODER die ruder mechanisch, ich sag mal mit Muskelkraft bewegen. Es ist also nicht möglich, das man eine mechanische steuerung (Kraft wird über steuerstangen zum Ruder Übertragen)
hat, und ein FBW dazu schalten kann oder?
Weil, dann würden sich die beiden Steuerungen doch gegenseitig behindern oder?

 

[Schorsch]

@ Schorsch, Danke für den langen Beitrag

Also Kann man nur ENTWEDER fbw, ODER die ruder mechanisch, ich sag mal mit Muskelkraft bewegen. Es ist also nicht möglich, das man eine mechanische steuerung (Kraft wird über steuerstangen zum Ruder Übertragen)
hat, und ein FBW dazu schalten kann oder?
Weil, dann würden sich die beiden Steuerungen doch gegenseitig behindern oder?

Machen kann man alles. Nur ne Frage des Sinns. Ein mechanisches Backup ist sinnvoll, wenn man seiner FBW-Steuerung nicht 100% über dem Weg traut. Eine F-18 hat zum Beipiel ein mechanisches Backup.

Man kann bei Airbus nicht direkt umschalten. Das ist auch nicht vorgesehen. Man kann die einzelnen Rechner abschalten, was allerdings nicht sonderlich ratsam ist.
Notfalls hilft immer der Griff zum Sicherungsbrett.

 

[Schorsch]

Kurz nochmal Beispiele.
Dies ist die lateral Flugsteuerung der F-14D (also Ailerons). Wie man sieht ohne FBW. Eine Computer-Unterstuetzung ist trotzdem da, nur dass der Rechner selber an einer Stange zieht. Man kann die mechanische Komplexitaet eines solchen Systems erahnen.

 

[Schorsch]

Dies ist aehnliches fuer die F-18A. Hier sehen wir FBW, allerdings nicht in Reinform. Es gibt ein mechanisches Back-Up (gestrichelte Linie). Ansonsten gehe alle Kommandos in den Rechner und wieder raus. Wie gesagt, dass mus nicht sein, ist aber meistens so. :p
Falls jemand da noch Details wissen moechte, Bescheid sagen.

 

[Kaktus1984]

Ein mechanisches Backup ist sinnvoll, wenn man seiner FBW-Steuerung nicht 100% über dem Weg traut. Eine F-18 hat zum Beipiel ein mechanisches Backup.

Heißt ja, das Das Flugzeug immer über FBW geflogen wird, aber gleichzeitig die ruder trotzdem direkt vom piloten gesteuert werden können oder?
Ich Formulier es mal so:
Wenn man mit FBW fliegt, muss man dann die Steuerstange vom Knüppel zum ruder aushängen, und sie wieder einhängen wenn man ohne fbw fliegen will?

Nochmal danke für die Antworten

 

[Pilot Maddin]

Gibt es da nicht noch Fly by light? Hab mal was davon gelesen, ich glaube das war doch mit Glasfaserkabeln oder so?

Richtig? Soll nicht so Anfällig für elektromagnetische Einflüsse sein! Müsste mal mal bei www.wikipedia.de nachschauen.

viele Grüße, der Maddin

 

[Schorsch]

Ein mechanisches Backup ist sinnvoll, wenn man seiner FBW-Steuerung nicht 100% über dem Weg traut. Eine F-18 hat zum Beipiel ein mechanisches Backup.

Heißt ja, das Das Flugzeug immer über FBW geflogen wird, aber gleichzeitig die ruder trotzdem direkt vom piloten gesteuert werden können oder?
Ich Formulier es mal so:
Wenn man mit FBW fliegt, muss man dann die Steuerstange vom Knüppel zum ruder aushängen, und sie wieder einhängen wenn man ohne fbw fliegen will?

Nochmal danke für die Antworten

Das "Aushaengen" kann man mechanisch problemlos erreichen. Ohne FBW fliegt sich ne F-18 nicht sonderlich angenehm ("relaxed stability").

Gibt es da nicht noch Fly by light? Hab mal was davon gelesen, ich glaube das war doch mit Glasfaserkabeln oder so?

So isses! Elektromagnetische Einfluesse sind von Signifikanz. Jedoch haben Glasfaserkabel auch ihre Tuecken. Man kann aber beide Technologien auch kombinieren.

 

[D'boy]

Vor lauter Elektrik nicht die Hydraulik vergessen!

Wenn man mit FBW fliegt, muss man dann die Steuerstange vom Knüppel zum ruder aushängen, und sie wieder einhängen wenn man ohne fbw fliegen will?

Ich glaub du mußt dich von dem Bild der Steuerstange aus dem Segelflieger verabschieden. An den Sticks sind in eigentlich nur ein paar Umlenkhebel (siehe F-14 Diagramm), die über Hydraulikleitungen Ventile in Hydraulikzylindern öffnen, die dann die Steuerfläche bewegen. Will ich jetzt mein Fly-by-wire benutzen und das mechanische Back-up stilllegen, dann muß ich nur ein Relaisventil öffnen, so daß die Druckunterschiede in den Steuerleitungen verhindert werden und somit die Ventilöffnung am Steuerzylinder unterbunden wird.

Spooky

P.S.: In den meisten Flugzeugen steuert auch das Fly-by-wire die Kontrollflächen über Hydraulik an und nicht über Elektromotoren.

 

[Dr. Seltsam]

Das "Aushaengen" kann man mechanisch problemlos erreichen. Ohne FBW fliegt sich ne F-18 nicht sonderlich angenehm ("relaxed stability").

Der Tornado muss sich mit dem mechanischen System auch nicht gerade angenehm steuern lassen. Die Steuerbefehle sollen dabei sehr direkt an die Ruder gehen. Man hört in diesem Zusammenhang oft von "not more then a get you home option"

 

[Schorsch]

Gott lob die Hydraulik ...

... denn sie hat schon soo viele Kampfflugzeugpiloten durch ihren Ausfall exotische Gegenden kennenlernen lassen!

Ich glaub du mußt dich von dem Bild der Steuerstange aus dem Segelflieger verabschieden. An den Sticks sind in eigentlich nur ein paar Umlenkhebel (siehe F-14 Diagramm), die über Hydraulikleitungen Ventile in Hydraulikzylindern öffnen, die dann die Steuerfläche bewegen. Will ich jetzt mein Fly-by-wire benutzen und das mechanische Back-up stilllegen, dann muß ich nur ein Relaisventil öffnen, so daß die Druckunterschiede in den Steuerleitungen verhindert werden und somit die Ventilöffnung am Steuerzylinder unterbunden wird.

Man betrachte das F-18 Diagramm nochmal genau: Da geht die FBW-Leitung in einen Servo, also einen Motor, welche dann den Aktuator durch oeffnen der Ventile in Bewegung versetzt. Bei der F-14 kann man sehr schoen sehen, wie der Regler irgendwo seine eigene Strippe zum dran ziehen hat. Das ist dann wahrlich wie ein "zweiter Knueppel fuer den Regler".

 

[beistrich]

Wo kann man eigendlich in den FBW-Airbuscockpits zwischen den einzelnen Computerunterstützungen umschalten? (zb: alternativ law)

Niemand weiß es?