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Airbus e o FBW (Fly-By-Wire) – Parte 2

Continuando nossa saga através do Fly-By-Wire, entramos hoje na parte das Control Laws do Airbus A320.

Por que o A320? Pois ele é o avião base de toda a linha FBW da Airbus, sendo que a única diferença é que alguns modelos (A330 por exemplo) possuem elementos diferentes quanto as limitações de performance. Contudo, a lógica do sistema permanece a mesma.

Recomendo também a leitura do primeiro post antes de continuar, apesar de ser longo acredito que ficou bem claro a função do side-stick no Airbus.

Vamos lá então:

Já sabemos que o sidestick não controla diretamente as superfícies de comando, mas sim envia um sinal elétrico, definindo um roll rate para curvas ou então um load factor para subidas e descida. Agora vocês me perguntam como que o avião “sabe” a quantidade de deflexão necessária para aquele comando que o piloto fez lá na cabine? Agora vem então a parte interessante deste post:

Flight Computers e as Control Laws

Abaixo segue uma ilustração retirada do manual da própria Airbus, ilustrando de forma básica o funcionamento dos Flight Computers:

Diagrama Flight Control Computers

 

A lógica é a mesma de um computador normal: Temos um input, após o processamento temos o output.

Neste caso o input são os comandos no sidestick e também os realizados pelo AP. Deles saem sinais elétricos para os Flight Control Computers (na imagem F/CTL COMPUTER) e deste há uma ordem para o atuador hidráulico da respectiva superfície. Notem também que existe um feedback, ou seja, tanto o atuador hidráulico como a resposta da superfície de comando é enviada de volta para o computador para que este analise e faça as devidas correções caso necessário. Mas como ele sabe se a superfície se mexeu corretamente? Bom, aí já saiu da minha área de atuação. O piloto precisa saber que o computador sabe como calcular (pelo menos esperamos que sim…), agora como o cálculo é feito e se está fazendo isso corretamente é com o pessoal da manutenção, Lito? :P

Já que falamos de manutenção, como será a confiabilidade de todo este equipamento? Afinal, computadores também erram e travam. O que menos queremos é ter que apertar o botão de Reset em pleno voo…

Para isto, o A320 não tem somente 1 computador, mas sim 7! Isso mesmo, 7 computadores trabalhando paralelamente, sendo que 1, e somente 1, é suficiente para manter  o vôo seguro do avião. Na verdade não são 7 computadores idênticos, a Airbus separou eles em 3 categorias:

  • ELAC ( Elevator and Aileron Computer) – 2x
    • Controle “normal” do profundor e estabilizador horizontal.
    • Controle de Aileron
  • SEC ( Spoilers and Elevator Computer) – 3x
    • Controle de Spoiler
    • Controle “standby” do profundor e estabilizador horizontal
  • FAC ( Flight Augmentation Computer) – 2x
    • Controle elétrico do leme (Rudder)
Além destes 7 acima, há também 2 FCDC (Flight Control Data Concentrators). Estes recebem as informações fornecidas pelos ELACs e SECs e as mandam para os instrumentos da cabine e também para o CFDS (Centralized Fault Display System)

Agora uma figurinha mais complicada. Ela detalha o funcionamento dos computadores citados acima e também uma característica do sistema digamos que, interessante. Preste bem atenção e tente descobrir o que é antes de continuar a leitura. Vou dar uma dica:

O que acontece se, na remota possibilidade, TODOS os 7 computadores falharem ao mesmo tempo?

Flight Manual

Para os bom entendedores, fica bem claro uma coisa.

Todos os sinais das superfícies de comando são elétricos, ou seja, não há NENHUM link mecânico entre a superfície e o sidestick. Só existem duas exceções à regra, e elas são os pedais do leme e o trim manual que está ao lado das manetes de potência. No desenho pode-se perceber os escritos MECH LINK, deixando isto bem claro. Então caso haja uma falha geral dos computadores, o piloto ainda poderá controlar o avião pelos pedais do leme para realizar curvas e pelo controle manual do compensador para subir ou descer.

Porém para o caso do Pitch Trim, ele precisa também de pelo menos 1 sistema hidráulico funcionando(não mostrado na figura), ou o Green ou o Yellow. (A Airbus preferiu distinguir os sistemas hidráulicos por cores ao invés de letras como é o caso da Boeing)

E se, além de todos os computadores pifarem, eu também perder os 2 sistemas hidráulicos acima? Olha, nesse caso até o mais ateu dos pilotos começaria a rezar…Mas fiquem tranquilos, a chance de isso acontecer é remotíssima. São 7 computadores independentes, de empresas diferentes, com componentes diferentes e com sistemas operacionais diferentes.

Agora que explicamos os F/CTL Computers vamos para as Control Laws!

Se todos os comandos feitos no sidestick são analisados pelo computador, ele precisa saber quais são os parâmetros considerados “normais” e os que são considerados “não-normais” correto? No Airbus isso é chamado de Control Law. Ou seja, uma “Lei de Controle” que existe dentro de cada computador, com os dados de limitação do desempenho da aeronave, etc. Elas foram divididas em 4, sendo uma delas sub-dividida em mais 2 :

  • Normal Law 
  • Alternate Law
    • Alternate Law With Reduced Protections
    • Alternate Law Without Reduced Protections
  • Direct Law
  • Mechanical Backup

Normal Law, como o próprio nome diz é o modo Normal do Avião, com todas as proteções de envelope de vôo.

E dependendo da falha que ocorra no sistema, ele vai degradando a condição até chegar a “Direct Law”, ou seja, o sidestick perde aquela funcionalidade inicial de comandar um Roll Rate ou Load Factor e simplesmente passa a realizar uma deflexão direta na superfície, sem cálculos ou qualquer outra proteção. Aqui é a piada dos que gostam de Airbus sobre os que gostam de Boeing.

“Mesmo com todas as panes imagináveis, o Airbus ainda voa como um Boeing”

Existe também a Mechanical Backup, que é aquilo que já citamos mais para cima, onde caso ocorra uma perda elétrica total do avião ainda temos um controle mecânico disponível.

As limitações e diferenças entre cada uma das Leis eu deixo para o próximo post.

Terceira e última parte aqui.

Peço desculpas pela demora na postagem, isso que estou explicando serve como aprendizado não só para quem está lendo, mas também para mim já que é o tema do meu TCC e preciso realmente buscar as informações corretas.

Obrigado e qualquer dúvidas postem nos comentários que assim que tiver um tempo eu leio e tento responder!

 

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Sobre o Autor

Amante da aviação deste criança, Bacharel em Ciências Aeronáuticas pela PUC-RS e Co-piloto ATR 600 :)
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