Τι είναι το Flight Director System: Working, Components, FAQs

Διευθυντής πτήσης

Πηγή εικόνας: ArpingstoneSlingsby.t67c.panel.g-bocm.arp, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Θέμα συζήτησης: Σύστημα Flight Director και οι διάφορες κρίσιμες έννοιές του

Σύστημα Flight Director | Flight Director Simulator

Τι είναι ο Flight Director;

Υπάρχουν πολλά όργανα σε ένα αεροσκάφος που βοηθά τον πιλότο στη διαδικασία λήψης αποφάσεων ενώ πετά. Ένας από αυτούς είναι ο Flight Director που είναι ιδιαίτερα υπεύθυνος για τη διατήρηση της τροχιάς.

Ο Flight Director λειτουργεί ως συσκευή καθοδήγησης που εμφανίζεται στον δείκτη στάσης ενός αεροσκάφους και είναι υπεύθυνος για την εμφάνιση της απαιτούμενης στάσης του πιλότου να ακολουθήσει μια συγκεκριμένη τροχιά. Επιπλέον, υπολογίζει και δείχνει τις απαραίτητες γωνίες κλίσης και κλίσης για να ακολουθήσει το αεροσκάφος μια προκαθορισμένη πορεία. Το ακριβές σχήμα της οθόνης του ποικίλλει ανάλογα με το όργανο. Είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας του συστήματος αυτόματου πιλότου και ως εκ τούτου αναφέρεται επίσης ως ο εγκέφαλος του αυτόματου πιλότου του αεροσκάφους.

τι είναι το σύστημα Flight Director
Διευθυντής πτήσης ενσωματωμένος στον δείκτη στάσης. Πηγή εικόνας: Sheldor 2000Ένδειξη στάσης με FDCC BY-SA 4.0

Υπολογισμοί υψηλότερου επιπέδου, εκτός από τους ευθεία και τα επίπεδα πτήση, απαιτούν από τον αυτόματο πιλότο να εκτελεί επιπλέον καθήκοντα, όπως εύρεση συγκεκριμένης πορείας (υποκλοπή), αλλαγή υψομέτρων και παρακολούθηση πηγών πλοήγησης με αντίθετους ανέμους. Ο Διευθυντής πτήσης είναι κατασκευασμένος με υπολογιστική ικανότητα για να εκτελέσει αυτά τα καθήκοντα και συνήθως δείχνει τους δείκτες του πιλότου για καθοδήγηση.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε χειροκίνητο όσο και σε αυτόματο πιλότο. Ο φόρτος εργασίας του πιλότου αυξάνεται ως αποτέλεσμα του προγραμματισμού Flight Director. Η συνολική προσπάθεια μειώνεται εάν ο επιπλέον φόρτος εργασίας αντισταθμιστεί επιτρέποντας στον αυτόματο πιλότο να κατευθύνει το αεροσκάφος. Ωστόσο, εάν επιλέξετε να χρησιμοποιήσετε την οθόνη FD, πετάξτε ακόμα αεροσκάφος χειροκίνητα, το βάρος σας θα αυξηθεί σημαντικά.

Πώς λειτουργεί ένας Flight Director;

Το Flight Director είναι ένα ευεργετικό εργαλείο που παρέχει σήματα που βοηθούν τις εισόδους ελέγχου πιλότου ή αυτόματου πιλότου σε μια προκαθορισμένη και υπολογισμένη διαδρομή πτήσης. Περιλαμβάνει το ρόλο πολλών άλλων απαραίτητων στοιχείων για τη σωρευτική λειτουργία.

Η ADC και ένας υπολογιστής δεδομένων πτήσης διαβιβάζουν υπεύθυνα τα δεδομένα τις πληροφορίες στον Διευθυντή πτήσης στο συνηθισμένο σενάριο. Το ADC περιλαμβάνει δεδομένα υψομέτρου, ταχύτητας και θερμοκρασίας, δεδομένα επικεφαλίδας από βαλβίδες μαγνητικής ροής, ενδείξεις οριζόντιας κατάστασης (ή PFLIGHT DIRECTOR/οθόνη πολλαπλών λειτουργιών (MFLIGHT DIRECTOR)/ηλεκτρονική ένδειξη οριζόντιας κατάστασης (EHSI)) και δεδομένα πλοήγησης από το FMS, το VOR (παντοκατευθυντικό εύρος πολύ υψηλής συχνότητας) / DME (εξοπλισμός μέτρησης απόστασης) και πηγές RNAV. Ο υπολογιστής δεδομένων πτήσης συνδυάζει όλα τα δεδομένα σε ένα σήμα εντολής, συμπεριλαμβανομένης της ταχύτητας, της θέσης, του κλεισίματος, του ρήγματος, της διαδρομής, της προβλεπόμενης διαδρομής και του υψομέτρου.

Οι γραμμές εντολών στην ένδειξη στάσης υποδεικνύουν το σήμα εντολής, το οποίο συμβολίζει τις απαιτούμενες εισόδους βήματος και ρολού, που διαφέρουν σε σχέση με καθορισμένους στόχους. Το δοχείο μπορεί να παρουσιάζει δύο σχήματα-είτε ανεστραμμένα chevron (είτε σύμβολα σχήματος V) είτε διασταυρωμένες ράβδους, που διευκολύνουν την καθοδήγηση του αεροσκάφους στην επιθυμητή θέση. Το σύμβολο του αεροσκάφους ευθυγραμμίζεται στις ράβδους εντολών δείκτη στάσης και στις δύο προαναφερθείσες περιπτώσεις. Ο αυτόματος πιλότος πρέπει να ενεργοποιηθεί διαφορετικά, προκειμένου να εκτελεστούν οι πραγματικές κινήσεις ελέγχου για την πτήση της επιλεγμένης διαδρομής και υψομέτρου.

Εξαρτήματα συστήματος Flight Director

Τα κυριότερα στοιχεία ενός συστήματος Flight Director είναι:

  1. Δείκτης Flight Director (FDI)
  2. Οριζόντιος δείκτης κατάστασης (HIS)
  3. Επιλογέας τρόπου
  4. Διευθυντής πτήσης Υπολογιστής

Δείκτης Flight Director (FDI)

Αυτό είναι το πρώτο σημαντικό στοιχείο στο σύστημα FD και βοηθά τον πιλότο να διατηρήσει τις προκαθορισμένες τιμές βήματος.

Ο έλεγχος εντολών βήματος καθορίζει την προβλεπόμενη γωνία κλίσης, απαραίτητη για την ανάβαση ή την κάθοδο του αεροσκάφους. Η υπολογισμένη στάση εμφανίζεται στη συνέχεια στις γραμμές εντολών προκειμένου να διατηρηθεί η προεπιλεγμένη γωνία κλίσης μέσω ποικίλων τρόπων λειτουργίας, όπως HDG (επικεφαλίδα), VOR/LOC (εντοπισμός τοπικοποιητή) και AUTO APP ή G/S (αυτόματη συλλογή και παρακολούθηση τοπικοποιητών ILS και διαδρομής ολίσθησης).

Η κλίση ILS επιτρέπει στην αυτόματη λειτουργία να ενεργοποιήσει έναν πλήρως αυτοματοποιημένο αλγόριθμο επιλογής βήματος σύμφωνα με την απόδοση του αεροσκάφους και τις συνθήκες ανέμου. Η ανάβαση ξεκινά περιστρέφοντας το χειριστήριο δεξιόστροφα, ενώ μια πτώση ξεκινά περιστρέφοντας το χειριστήριο αριστερόστροφα. Η χειροκίνητη κλίση ολίσθησης ή η επιλογή GS επιτρέπει τη χειροκίνητη επίτευξη και συντήρηση της κλίσης ολίσθησης χρησιμοποιώντας σήματα εντολών βήματος. Η λειτουργία GA (go around) εμφανίζει δεδομένα εντολών αναρρίχησης σε συνδυασμό με αυτόματο έλεγχο γκαζιού/ταχύτητας.

Στις λειτουργίες HDG και VOR/LOC, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η επιλογή ALT HOLD (υψόμετρο). Ο χειριστής μπορεί επίσης να αλλάξει τον διακόπτη στη λειτουργία AUTO APP πριν το αεροσκάφος εισέλθει στη διαδρομή ολίσθησης. Όταν είναι ενεργοποιημένες, οι εντολές βήματος βασίζονται στο τρέχον βαρομετρικό υψόμετρο του υψομέτρου.

Οριζόντιος δείκτης κατάστασης (HSI)

Ο δείκτης οριζόντιας κατάστασης (HSI) αντιπροσωπεύει την κατανόηση του πιλότου για τη χρήση βοηθημάτων πλοήγησης αεροσκαφών.

Το HIS παράγεται μέσω μιας συγχώνευσης της ένδειξης επικεφαλίδας, του ραδιομαγνητικού δείκτη (RMI), του δείκτη διαδρομής και του δείκτη εύρους. Μπορεί επίσης να εμφανίζει δεδομένα VOR, DME, ILS ή ADF. Κάτω από τη γραμμή καυσίμου, μια κάρτα πυξίδας περιστροφής περιέχει την τιμή της κατεύθυνσης του αεροσκάφους. Αυτή η κάρτα πυξίδας απαιτεί βαθμονόμηση σε βήματα 5 °. Ο δείκτης επικεφαλίδας μεταδίδει δεδομένα μαγνητικών εδράνων από το αεροσκάφος στον επιλεγμένο επίγειο σταθμό (VOR ή ADF). Το σταθερό εικονίδιο του αεροσκάφους και η πλωτή γραμμή παρακολούθησης απεικονίζει τη θέση του αεροσκάφους σχετικά με την προκαθορισμένη πίστα (τοπικός προσαρμογέας VOR ή ILS).

  1. Υποκλοπή εισερχόμενου κομματιού- Ο πιλότος διασφαλίζει ότι η ένδειξη TO-FROM για να διασφαλίσει ότι δείχνει προς το κεφάλι του βέλους του ίχνους σε όλη την κατάλληλη διαδρομή. Ο πιλότος πετά στη γωνία αναχαίτισης, συνήθως 30 ° έως 45 °, διασφαλίζοντας ότι η κεφαλή του βέλους του ίχνους βρίσκεται στο πάνω μισό του HSI. Η γωνία από την επιλεγμένη τροχιά δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 90 °.
  2. Εξωτερική παρακολούθηση- Το παράθυρο επιλογής περιέχει τα κομμάτια από τα οποία πρέπει να επιλεγεί ο πιλότος και διασφαλίζει ότι τα σημεία ένδειξης TO-FROM ευθυγραμμίζονται με την ουρά του βέλους κομματιού για εξερχόμενη παρακολούθηση. Στη συνέχεια, ο πιλότος περιστρέφει το αεροσκάφος στη συντομότερη δυνατή διαδρομή προς μια διαδρομή αναχαίτισης, με την κεφαλή του βέλους του ίχνους στο πάνω μισό του HSI και μια κατάλληλη γωνία αναχαίτισης (συνήθως 45 °).

Διευθυντής πτήσης Υπολογιστής

Ο κύριος υπολογιστής Flight Director λαμβάνει δεδομένα από τις ακόλουθες πηγές:

  1. Γυροσκόπιο στάσης
  2. Υψόμετρο ραντάρ
  3. Σύστημα πυξίδας
  4. Αισθητήρες βαρόμετρου
  5. Δέκτης VOR/localizer glideslope

Ο υπολογιστής χρησιμοποιεί αυτά τα δεδομένα για να στείλει πληροφορίες οδηγού στον οδηγό, επιτρέποντάς του:

  1. Πετάξτε σε καθορισμένη κατεύθυνση.
  2. Διατηρήστε μια προκαθορισμένη στάση βήματος κατά τη διάρκεια της πτήσης.
  3. Διατηρήστε το υψόμετρο.
  4. Υποκλοπή και διατήρηση ενός προκαθορισμένου κομματιού VOR ή τοπικοποιητή.
  5. Χρησιμοποιήστε μια πλαγιά ολίσθησης ILS για να πετάξετε.

Πώς να χρησιμοποιήσετε ένα Flight Director;

Διευθυντής πτήσης χωρίς αυτόματο πιλότο

Το Flight Director και το σύστημα αυτόματου πιλότου προορίζονται να λειτουργούν παράλληλα. Ωστόσο, η εμπλοκή ή η αποδέσμευση του αυτόματου πιλότου με τον πρώτο εξαρτάται από την εγκατάσταση.

Εάν ο χειριστής οπτικοποιήσει όλες τις επεξεργασμένες πληροφορίες με τη μορφή ενδείξεων γραμμής εντολών FD, μπορεί να θεωρηθεί με ασφάλεια ότι ο αυτόματος πιλότος δεν είναι ενεργοποιημένος. Ωστόσο, ο πιλότος πρέπει να χειρίζεται χειροκίνητα το αεροπλάνο για να ακολουθήσει αυτές τις ενδείξεις για να πετάξει την καθορισμένη διαδρομή πτήσης. Αυτό αυξάνει το φορτίο σας, καθώς πρέπει να προγραμματίσετε τον Διευθυντή πτήσης να εκτελεί κάθε διαδικασία ή ελιγμό ενώ πετάτε με το αεροπλάνο.

Διευθυντής πτήσης με αυτόματο πιλότο

Η παρουσία τόσο του Διευθυντή πτήσης όσο και του αυτόματου πιλότου δεν υποχρεώνει τον πιλότο να χρησιμοποιεί και τους δύο ταυτόχρονα.

Τα στοιχεία του Flight Director μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς να χρησιμοποιηθεί καθόλου ο αυτόματος πιλότος. Είναι επίσης δυνατή η λειτουργία του αυτόματου πιλότου χωρίς επιπλέον συμμετοχή του Flight Director. Η ενεργοποίηση του αυτόματου πιλότου επιτρέπει την εύκολη τήρηση των οδηγιών του FD και την πτήση του αεροπλάνου κατά τις καθορισμένες πλευρικές και διαμήκεις διαδρομές.

Είναι συχνά μια καθοριστική κατάσταση για έναν πιλότο για το αν θα εκτελέσει τα σήματα FD χειροκίνητα ή θα αφήσει τον αυτόματο πιλότο να το κάνει αυτόματα. Επομένως, η επαλήθευση της λειτουργίας αυτόματου πιλότου και της κατάστασης εμπλοκής είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της ευαισθητοποίησης σχετικά με το ποιος χειρίζεται το αεροπλάνο.

Διαφορά μεταξύ Αυτόματου πιλότου και Διευθυντή πτήσης

Υπάρχουν λίγες διαφορές μεταξύ του Flight Director και του Autopilot με βάση τη λειτουργία τους.

Ο αυτόματος πιλότος υπολογίζει την απαιτούμενη στάση που εμφανίζεται στον δείκτη στάσης, ο οποίος αξιολογείται από τον Διευθυντή πτήσης. Αντίθετα, ο αυτόματος πιλότος χειρίζεται τις επιφάνειες ελέγχου του αεροσκάφους για να αλλάξει το ύψος, την κατεύθυνση και το υψόμετρο του αεροσκάφους.

Έτσι, ο αυτόματος πιλότος ελέγχει πραγματικά το αεροσκάφος, ενώ το FD υπολογίζει και εμφανίζει την προγραμματισμένη διαδρομή πτήσης στον πιλότο όπως ο εγκέφαλος της επιχείρησης. Σε μια άλλη αναφορά, ο πιλότος μπορεί να ενεργοποιήσει τον Διευθυντή πτήσης και να τηρήσει την προτεινόμενη στάση του να πετάξει το αεροσκάφος χειροκίνητα, όλα χωρίς να χρησιμοποιήσει ποτέ τον αυτόματο πιλότο.

Single Cue εναντίον Dual Cue Flight Director

Single Cue Flight Director

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι συστήματος Flight Director που βασίζονται στη μέθοδο απεικόνισης δεδομένων. Το πρώτο αναφέρεται ως Single Cue Flight Director.

Το Single Cue, συχνά γνωστό ως V-bar, δίνει στον πιλότο μια άμεση ένδειξη για το πού να τοποθετήσει το αεροσκάφος σε ρολό και βήμα.

Πηγή εικόνας: Τμήμα Μεταφορών των ΗΠΑ, FAA, ADI, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Σε αυτήν την οθόνη, οι "γραμμές V" δείχνουν ποιον δρόμο πρέπει να ακολουθήσετε: πάνω, κάτω, τράπεζα αριστερά ή τράπεζα δεξιά. Ο πιλότος χρειάζεται μόνο να ταιριάξει το εικονίδιο του αεροπλάνου με τις "μπάρες V".

Διπλός διευθυντής πτήσης Cue

Ο δεύτερος σημαντικός τύπος είναι το Dual Cue, το οποίο είναι επίσης το ευρέως χρησιμοποιούμενο παγκοσμίως.

Το σπαστό σήμα ή οι εγκάρσιες ράβδοι, επίσης γνωστές ως διπλή ένδειξη, έχουν το πλεονέκτημα ότι επιτρέπουν την παρακολούθηση ξεχωριστής εντολής Flight Director, όπως κατά τη διάρκεια μιας προσέγγισης με κύκλο. Η κάθετη γραμμή σε αυτήν την οθόνη υποδεικνύει μια εντολή αριστερά ή δεξιά.

Πηγή εικόνας: Φωτογράφος: Reddy & Garcia, VMS Artificial Horizon, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Ο αριστερός προσανατολισμός της κατακόρυφης ράβδου επιβάλλει το αεροσκάφος να τραβήξει προς την αριστερή κατεύθυνση. Εάν ο πιλότος συμμορφωθεί με την εντολή, η κάθετη γραμμή θα μετακινηθεί στο κέντρο. Η οριζόντια ράβδος είναι η ίδια. καθώς πέφτει, τοποθετήστε το σύμβολο του αεροπλάνου πάνω του. Εάν η εντολή εκτελεστεί, η επίπεδη γραμμή θα μετακινηθεί στο κέντρο.

Σχετικά με την Esha Chakraborty

Έχω ένα υπόβαθρο στην Αεροδιαστημική Μηχανική, επί του παρόντος εργάζομαι για την εφαρμογή της Ρομποτικής στην Άμυνα και τη Διαστημική Επιστήμη Βιομηχανία. Είμαι συνεχής μαθητής και το πάθος μου για τις δημιουργικές τέχνες με κάνει να τείνω να σχεδιάζω νέες ιδέες μηχανικής.
Με τα ρομπότ να αντικαθιστούν σχεδόν όλες τις ανθρώπινες ενέργειες στο μέλλον, θέλω να φέρω στους αναγνώστες μου τις θεμελιώδεις πτυχές του θέματος με έναν εύκολο αλλά ενημερωτικό τρόπο. Μου αρέσει επίσης να ενημερώνω ταυτόχρονα τις εξελίξεις στον κλάδο της αεροδιαστημικής.

Συνδεθείτε μαζί μου με το LinkedIn - http://linkedin.com/in/eshachakraborty93

Lambda Geeks