banner livro

Airbus e o FBW (Fly-By-Wire) – Parte 3

Eu não esqueci! Apesar da demora, hoje termina a série de 3 posts sobre o FBW. Final de faculdade foi uma correria só, mas agora com tudo encaminhado sobra um tempinho pra escrever aqui.

Recomendo que, assim como eu, vocês releiam a Parte 1 e a Parte 2 para dar uma lembrada no que já foi comentado.

Já falamos do sidestick, dos computadores do FBW e agora vamos entrar um pouco no mundo das Control Laws.

Normal Law

É o modo normal do avião, com todos os sistemas funcionando e todas as proteções. Mesmo com a falha de um daqueles computadores citados na parte 2 não há degradação da proteção. Mas o que seria essa proteção?

Proteção de Ângulo de curva (Bank Angle)

-Até o ângulo de 33º, o avião se mantem na posição escolhida pelo piloto sem nenhum comando adicional. O sidestick é empurrado para o lado até, por exemplo, 20° de inclinação e ao soltá-lo, o sistema do avião mantem a inclinação sem nenhum comando do piloto.

-De 33 à 67º o piloto TEM que manter a pressão no sidestick para conseguir um ângulo dentro desta faixa. Se ele soltar, o avião irá retornar sozinho para 33º.

-O limite máximo permitido para esse modo é de 67º. Não importa o quanto o piloto tente, ele nunca irá ultrapassar esse limite. (Antes que digam é extremamente desconfortável manter o voo nivelado já com 60º de inclinação. Como é uma atitude muito extrema, há uma perda de sustentação que tem que ser compensada ‘puxando’ o sidestick para trás para trazer o nariz do avião para cima. O problema é que isso dobra a força da gravidade, ou seja, quem está dentro do avião irá sentir o dobro de seu peso normal. Fica ruim para se mexer e em alguns casos, enjôos são comuns).

Bank Angle

Bank Angle

Proteção de Ângulo de Subida (Pitch Angle)

Para facilitar a escrita, duas definições:

Valor Positivo = Nariz para cima

Valor Negativo = Nariz para baixo

Essa proteção depende da posição dos flaps e da velocidade da aeronave:

Máximo de +30º da posição 0 (Zero) até posição 3 do flap. Reduz para 25º em baixas velocidades

Máximo de 25º na posição FULL Flap, reduzindo para 20º em baixas velocidades

Máximo de -15º em todas configurações

 

Proteção de Fator de Carga (Força G)

Essa proteção também depende da posição dos flaps da aeronave:

Sem flaps: +2.5G e -1G

Flaps aplicados em qualquer posição: +2.0G e 0G

 

Proteção de Alta Velocidade (Overspeed)

Ao se aproximar da velocidade máxima, o avião cria uma tendência de pitch up, ou seja, subir o nariz do avião para diminuir a velocidade, de modo que o piloto, para manter o avião nivelado, precisa fazer uma força para frente no sidestick (O que não é nem um pouco normal de se fazer no voo de cruzeiro, justamente para chamar a atenção da tripulação)

Limite de Bank Angle nessa condição é de 45º.

Aviso sonoro e visual de ‘OVERSPEED’. O aviso visual é aquela barrinha vermelha ali no lado esquerdo chamada de ‘Barber Pole’, onde a base dela (nesse exemplo um pouco acima de 260kts) representa a velocidade máxima que o avião pode chegar.

PFD de um Airbus com Barber Pole e Speed Trend

PFD Airbus com Barber Pole e Speed Trend

Proteção de Ângulo de ataque (Alpha Protection)

Essa é uma das proteções mais interessantes no projeto pois, em Normal Law, é impossível estolar o avião. São 4 definições básicas que seguem em ordem descrescente de velocidade (da maior para a menor):

VLS = Velocidade mínima selecionável pela tripulação no piloto automático. Mesmo intencionalmente, o sistema não deixa o piloto selecionar uma velocidade menor que a VLS (essa velocidade é variável em virtude do peso e configuração da aeronave).

Vα Prot – Nessa velocidade, há um comando automático para baixar o nariz da aeronave se não há nenhuma pressão no sidestick.

α Floor – Se mesmo com a ação acima a velocidade chegar a este ponto, é aplicado potência máxima automaticamente (TOGA)

Vα Max – Nessa velocidade, o computador ajusta o ângulo da aeronave para manter esta velocidade com potência máxima.

PFD com Alpha Protections

PFD com Alpha Protections

 

Alternate Law with Protections

Caso exista algum problema no avião que ocasionem a degradação do sistema, o primeiro ‘downgrade’ é para Alternate Law.

Algumas limitações se perdem, como por exemplo:

Bank Angle: Não há mais limitação de inclinação da asas, a partir de agora o movimento lateral da aeronave é transmitido SEM PROCESSAMENTO do sidestick para a superfície. Em virtude disso, conforme foi falado no primeiro post que publiquei sobre o FBW, a pilotagem fica bem mais difícil especialmente em altas altitudes/velocidades, pois como o comando é direto entre SIDESTICK -> SUPERFÍCIE é preciso muito cuidado em manobrar o avião nesta situação, visto que a atuação não será compensada pelo efeito da velocidade.

Alpha Protection: Não existe mais a proteção de ângulo de ataque como na Normal Law. Em palavras mais simples, é possível estolar o avião. Para substituir esta falta de proteção, o sistema, ao detectar uma aproximação da velocidade de estol induz a um movimento de pitch down, semelhante ao que acontece na proteção de Overspeed, mas obviamente em sentido contrário, necessitando do piloto segurar o sidestick para trás para manter esta velocidade baixa.

 

Alternate Law without Protections

É semelhante a anterior, porém se houver uma degração ainda maior dos sistemas, a proteção contra baixa velocidade não existe mais. A única proteção ativa é nesse caso é a de Fator de Carga.

 

Direct Law

Como o próprio nome diz todo e qualquer movimento no sidestick é transmitido diretamente para a superfície, sem processamento algum.

Para facilitar a manobrabilidade da aeronave no sentido lateral (Bank Angleconforme a configurações do flap da aeronave, o Roll Rate é limitado a:

30º por segundo com flaps recolhidos

25º por segundo com os Slats extendidos

Para isso, o sistema usa somente os spoilers números 4 e 5 além dos ailerons. Se o spoiler 4 falhar, o 3 assume o seu lugar. Caso os ailerons falhem, todos flight spoilers se tornam ativos.

 

Identificação dos Spoilers

Identificação dos Spoilers

Abnormal Attitude Laws

A aviação é um eterno aprender, então descobri que existe esta outra lei que não citei no meu segundo post.

Ela é ativada, como o nome diz, em situações anormais da aeronave, como por exemplo:

Pitch Angle > que +50º ou -30º

Bank Angle > 125º (Já é mais que 90º, ou seja, o avião passou ta quase de barriga pra cima…)

Nesses casos, a lei de controle do Pitch é a Alternate Law witout protections.  No modo de roll (bank angle) é Direct Law.

Quando a aeronave sai da situação anormal segue a configuração acima.

 

Mechanical Backup

Como falado anteriormente, só acontece em caso de perda elétrica total (Todos geradores, a RAT e a bateria).

Como não existem cabos ligando o sidestick à superfície de comando, nessa condição, ele não serve pra nada. Para comandar o avião para cima ou para baixo, ele tem que usar a “Trim Wheel”, que é aquela roda preta com listras brancas do lado das manetes. Ela irá comandar o estabilizador horizontal e assim fazer o avião subir ou descer.

Trim Wheel

Trim Wheel

 

Ao comandar esta roda na cabine, todo o estabilizador horizontal irá se movimentar, conforme mostra a foto abaixo que indica a ‘faixa’ de movimento dele.

THS Range

THS Range

Isso é diferente do que ocorre ao movimentar o sidestick, já que ele atua somente no profundor (a partezinha menor do estabilizador horizontal)

 

Estabilizador Horizontal e Profundor

Estabilizador Horizontal e Profundor 

Edit: Para comandar o avião no eixo vertical o piloto utiliza os pedais na Mechanical Backup.

Resumidamente, é isso.  Acho que consegui explicar, por cima, o funcionamento do FBW. Obviamente o sistema é muito mais complexo e nem todas as variáveis eu pude passar aqui.

Essa série acabou, mas já que agora ‘ensinei’ vocês um pouco sobre o sistema, poderei falar sobre a minha visão do acidente do AF447, afinal foi o tema do meu TCC e que com certeza irá render uma discussão muito interessante.

Stay tuned!

;)

 

Tags: , , , , , , ,

Sobre o Autor

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