Varför tog fly-by-wire-system så lång tid att genomföra?

Ett enkelt svar är att flygplanets styrsystem har det ultimata ansvaret för överlevnaden av flygplanet. Om det misslyckas helt, är du så bra som död i de flesta fall. Kort om förstörelse i flygning, knappast någonting kan vara värre.

FBW fick alltså endast acceptans (dvs. utan mekanisk säkerhetskopiering) när förtroendet för dess övergripande tillförlitlighet var tillräckligt hög. Naturligtvis framkom det på militära flygplan först, där krav på tillförlitlighet kan vara lägre (piloten kan eject, trots allt), medan krav på kontrollsystemets sofistikering ofta är högre.

(Andra har redan kommenterat att A320 inte var det första kommersiella flygbolaget med FBW, Concorde hade det mycket tidigare. När det gäller din förståelse av FBW är det i grunden korrekt. Ibland används spänningsmätare i stället för potentiometrar som kontrollstavssensorer : kraft eftersom den primära ingången i allmänhet är bättre än förskjutning).

Av två anledningar:

Tekniskt betyder Fly By Wire att det inte finns någon direkt mekanisk koppling mellan flygkontrollerna och kontrollytorna. Om det finns, bestämmer människan i slingan omfattningen av ytböjning - flygplanets svar som avkännes av de mänskliga sensoriska organen kommer då att avgöra ytterligare åtgärder. Människor har några ganska användbara feedback sensorer:

• Mycket exakta och snabba kraftsensorer i fingrarna.
• Accelerometrar i inre örat, snabbt svar men mycket begränsad hållbar noggrannhet.
• Hastighetssensorer i det yttre synfältet, långsammare repson men bättre noggrannhet än innerörat.
• Exakt och skarp positionsinformation i det centrala visningsfältet.

Så det är vettigt att lägga till mekaniska sensorer och att begränsa kontrollytans avböjning så att de kända strukturella gränserna inte överskrids: F-16 tillåter inte kontrollytans avböjningar som skulle orsaka en belastningsfaktor > 9g, avviker A330 spoilers när den känner av > 2,5 g. Med andra ord är det meningsfullt att lägga till artificiell intelligens i styrslingan. Den mänskliga i-slingan kan sedan koncentrera sig på huvudstyrningsuppgiften utan att behöva lägga till säkerhetsmarginaler.

Högteknologisk flygning krävde en högre tech-lösning än bara en människa: outmanoeuvring fienden eller överskrida den naturliga mänskliga felgränsen för upprepade uppgifter. Vi kan nu lägga till intelligens till systemen samtidigt som vi förbättrar de totala säkerhetsnumren, ett halvt sekel sedan vi inte kunde. Och vi kan fortfarande göra argumentet: behöver vi alltid verkligen det? B737NG har samma utmärkta säkerhetsrekord som A320 har ...

FBW: s baslinje är att stålkablarna som kopplar cockpitreglagen till de hydrauliska uttagen ersätts med kopparledningar som vanligtvis bär en spänning som kodar till önskad kontrollytans position. Observera att det inte finns några datorer i den här definitionen av FBW.

Men när du har ett elektriskt signalerat flygkontrollsystem kan du införa datorer för att störa / minska / öka / ändra den elektriska signalen enligt vissa regler (aka "Laws") för att uppnå något. Denna inkludering av datorer är vad de flesta förstår av FBW.

Observera att du kan ta bort datorerna från systemet (t.ex. vid fel) och du skulle fortfarande ha ett elektriskt signalerat flygkontrollsystem som är helt flyktigt (vanligtvis kallat "Direkt").

Eftersom det inte fanns någon punkt i det innan en dator med betydande prestanda kunde ingå i loopen! Och de var inte tillgängliga, i tillräcklig mängd och kvalitet tidigare.

Stora flygplanets styrytor måste drivas hydrauliskt, eftersom det är den enda typen av ställdon som ger alla precision, kraft och snabba svarstider som krävs. Dessa kan anslutas direkt till kontrollkolonnen via hydromekanisk drivenhet, vilket är relativt enkelt och väl förstått. Och eftersom hydraulsystemen trycksätts med centrala pumpar måste hydraulikledningarna ändå löpa runt planet, så det finns inget att rädda genom att sätta in en elektrisk signalering däremellan.

Att lägga till elektrisk överföring får bara någon fördel vid den punkt där det finns en dator som kan ändra kommandon för att tillhandahålla ytterligare funktionalitet - skydd för flygkuvert och (i Airbus) automatisk trimning.

Dessa funktioner kan endast genomföras vid den punkt där processorer blev tillgängliga som hade tillräcklig prestanda och producerades och användes i stora mängder, så att deras tillförlitlighet bekräftades i praktiken. Och vid den tidpunkten tog det lång tid att utveckla kontrollprogramvaran och testa det noggrant. Denna typ av ansökan kräver kvalificerad uppskattning av den genomsnittliga tiden mellan totala misslyckanden minst 10 timmar, vilket innebär ett par backup-lösningar och ett parti för testning för varje nivå.

Det första riktiga FBW-systemet var förmodligen det som satts på F16 ... för att öka manövrerbarheten, var flygplanet utformat för att vara instabilt under flygning, så FBW var nödvändigt för att hålla planet flyktigt. I det fallet fanns det en tvingande anledning att utveckla FBW: ett mer manövrerbart stridsflygplan. Också, det systemet var portat till F117, som hade sådan skrämmande aerodynamik att det, som F16, var i huvudsak oflöde utan dator assistans.

I kommersiell luftfart är fallet mycket mindre övertygande. Och det har inte varit en lätt väg. Den allra första A320 slutade landa i en skog, när flygplansdatorn misstänkte en långsam flyby vid en flygutställning för en landningscykel. Oj ... Det har skett flera kraschar som kan spåras direkt till FBW- eller sensorfel ( XL Airways / Air NZ-godkännandeflygning , AOA sensorn frös) och Air Asia 8501 , en A320 som kraschade på grund av höghöjdstall som åstadkoms av en funktionsstörande roderpositionssensor , sensoravbrott kombinerat med olika flygstyrningslayouter, plus kanske helt automatiserade flygplanslöjningspiloter till självförtroende (AF447, pitotrör frös, dålig sidostickdesign, oerfarna pilot), för att helt enkelt förvirra i cockpiten som arbetar med FBW-system ( Air Inter förvirrande inställningsfall, flög i ett berg).

Dessutom icke-dödliga händelser som lätt skulle kunna bli dödliga, som Qantas 72 , där tröghetsreferensenheten började skicka konstigt data till flygdatorn, skickar planet till en serie av uncommanded dyk och uppstigningar.

FBW var tänkt att göra flygning enklare, när det i sannhet bara handlar en uppsättning komplexiteter för en annan.

De har varit långsamma när det gäller kommersiell luftfart, eftersom fördelarna med flyglinjerna (som inte behöver mer manövrerbarhet eller stealth förmåga) inte är lika tvingande som de är på militära flygplan, medan konsekvenserna av misslyckande tenderar att döda mycket fler människor. Om FBW-datorn störs i ett militärt flygplan slår piloten ut och har cirka 85% chans att överleva. Flygbolagen har inte det alternativet.