Vilka klasser av flygplan kräver hydrauliska flygkontroller?

4

Alla kommersiella flyglinor som Boeing 737 eller Airbus A320 eller tyngre luftfartyg kräver ett hydrauliskt system som kan driva manöverdon som genererar de krafter som krävs för att flytta kontrollytorna i alla faser av flygningen. Mindre allmänna flygplan behöver inte detta.

Men hur är det med flygplan däremellan? Finns det ett minimum MTOM över vilket flygplan som krävs eller generellt har ett hydrauliskt system? Kan du göra exempel på lättare flygplan som har det?

Till exempel undrade jag om ett flygplan som den 19-passagerare pendlaren Beechcraft 1900 :

    
uppsättning mezzanaccio 03.02.2017 15:11

3 svar

7

Hydrauliska flygkontroller är inte obligatoriska för en viss klass, men över en viss storlek och hastighet är det svårt att uppfylla Alla certifieringsbehov utan att åtminstone lägga till någon hydraulisk ökning.

Historiskt sett använde flygplan manuella kontroller. Med ökande storlek och hastighet gick krafterna upp och allt smartare tvinga reduktion system uppfanns till håll fast krafter inom gränser .

  • På den första flygningen av Messerschmitt Me-321 glider fann man att kontrollstyrkorna särskilt i roll var också hög, så en andra pilot med en andra pinne installerades.
  • Dornier Do-335 använde en teleskopsticka: vid låg hastighet var pinnen kort och kunde gå igenom hela Spridningsvinkelavvikelserna vid hög hastighet kan det förlängas teleskopiskt. Detta begränsade rörelseområdet men förbättrade pilotens hävstångseffekt.
  • Engelska Electric Canberra använde inre saldon för aileronsna och en fjäder i aileron kontrollerna för att begränsa stiftkrafterna. Vid högsta hastighet kunde kontrollhornet fortfarande röra sig genom hela sitt räckvidd, men de uppnåeliga aileronböjningarna var bara några grader - fortfarande tillräckligt för tillräcklig rullehantering.

Ailerons har massa. Det finns en fjäder. Något som rör sig. Varje ingenjör bör tänka nästa: Vad sägs om fladd? Med mer komplexa kraftminskningar växte chansen att något oväntat händer och misslyckandena multipliceras. Till sist lanserade hydraulik så många problem som faktiskt över en viss hastighet och storlekskombination inget annat alternativ är meningsfullt.

Jag har arbetat tillsammans med Rockwell (tidigare nordamerikan) på en två-sits jet tränare; en storlek och hastighetskombination som skulle ha haft manuell kontroll för 60 år sedan. Jag föreslog att använda samma kraftreduceringsmekanismer som användes på F-86, men i slutändan valdes en hydraulisk boost. Varför?

  • Ingen hade någon erfarenhet av manuell kontroll längre. Efter så många år var alla F-86-åriga ingenjörer långa pensionärer eller hade gått bort.
  • De nordamerikanska arkiven hade blivit bortkastade år tidigare, så det fanns ingen dokumentation om hur man korrekt utformar ett manuellt styrsystem för det aktuella hastighetsområdet.
  • Det hydrauliska boostsystemet var lätt att installera, använde standardkomponenter och var billigare att designa eftersom alla var bekanta med tekniken.

Som jag sagt före : Låt mig inte börja om hur exakt du kan skräddarsy rullstavskrafter - det här blir ett inlägg som kommer att vara mycket längre än vad jag tidigare har skrivit.

    
svaret ges 07.05.2017 20:58
3

Såvitt jag vet finns det ingen hård reglering som kräver hydraulik vid en viss punkt. Å ena sidan måste flygplanet faktiskt vara kontrollerbart, så om det skulle vara ouppnåeligt vid operativa hastigheter skulle hydrauliken behövas.

I FAA: s sammanfattning om flygkontrollerna

As aviation matured and aircraft designers learned more about aerodynamics, the industry produced larger and faster aircraft. Therefore, the aerodynamic forces acting upon the control surfaces increased exponentially. To make the control force required by pilots manageable, aircraft engineers designed more complex systems. At first, hydromechanical designs, consisting of a mechanical circuit and a hydraulic circuit, were used to reduce the complexity, weight, and limitations of mechanical flight controls systems.

FAR: s lista gränserna för kraft på en kontrollinmatning i FAA FAR 23.397

(a) In the control surface flight loading condition, the airloads on movable surfaces and the corresponding deflections need not exceed those that would result in flight from the application of any pilot force within the ranges specified in paragraph (b) of this section. In applying this criterion, the effects of control system boost and servo-mechanisms, and the effects of tabs must be considered. The automatic pilot effort must be used for design if it alone can produce higher control surface loads than the human pilot.

Tänk på att det inte krävs hydraulik direkt, men om du inte kan bygga ett kabel / trimfliksystem som faller inom dessa kraftgränser måste du lägga till någon form av hjälp.

    
svaret ges 03.02.2017 15:37
1

Det finns ingen särskild vikt eller storlek för att kräva hydrauliska flygreglage. Kraven är att styrkrafterna ska hålla sig inom vissa gränser, och i allmänhet blir det svårare med ökande storlek och fart på flygplanet.

Att hålla styrsystemets manual har fördelen att flygplanet matas tillbaka till piloten, och att med ökande flyghastighet stiger kontrollerna upp, vilket gör det svårare att göra stora avböjningar, vilket skulle medföra höga accelerationer på flygplanet. Men större / snabbare flygplan kräver större kontrollytor, med tillhörande större styrkor. Styrningskrafterna måste emellertid förbli inom gränserna för mänsklig kraftförmåga.

Många av de äldre hydrauliskt aktiverade flygplanen har någon form av återkoppling av flyghastighet. 737 har q-känsla i pitchkanalen: ett konstgjort känningssystem förstärker flygkontrollen som en funktion av dynamiskt tryck som detekteras av pitotröret. DC-10 och L-1011 har också detta.

I ett tidigare liv brukade jag kontrakta för simulatormodellering av flygkontrollsystem med fastvingar- och helikopterflygreglage, och Beech 1900 är en av de typer som jag arbetade på. Den har ett helt manuellt styrsystem, alla flygplanen matas tillbaka till piloten. Tonkanalen har en nedfjäder på ca 40 lbf, vilket är uppenbart från markmätningar. Har hört kommentarer om att tävlingsstyrkorna är höga vid landning, och att speciellt kvinnliga piloter kan ha problem med att utöva dessa krafter under landningar. Hydraulisk manövrering kan göra det lättare att flyga flygplanet och skräddarsy kraven. Det finns större och snabbare flygplan certifierade för manuell kontroll, F100 är en: pitch har manuell säkerhetskopiering.

    
svaret ges 07.05.2017 18:45