|

آشنایی با سیستم پرواز خودکار هلیکوپتر

پرواز بالگرد از حدود ۷۰ سال پیش همواره یک چالش بود چون نیاز به درجه بالایی از مهارت و توجه مداوم وجود داشت، حتی با وجود مهارت کافی خلبان، تاریکی هوا و یا هوای بد می‌توانست فاجعه آمیز باشد؛ نبود سیستم‌های ناوبری و کنترل پرواز اتوماتیک، پرواز شبانه و (Instrument flight rules) IFR را برای هلیکوپتر غیرممکن می‌کرد لذا این نیاز موجب شد که پیشرفت‌های گسترده‌ای در طراحی هلیکوپتر و به ویژه در اویونیک آن بوجود بیاید تا جایی‌که استفاده از این سیستم‌های پیشرفته؛ پرواز هلیکوپتر با تک خلبان (SPIFR) را به واقعیت تبدیل و با ایجاد سیستم‌های کنترل پرواز اتوماتیک که موجب افزایش ایمنی هلیکوپتر گردید ماموریت‌های هلیکوپتر گسترش پیدا کرد.

امروزه سیستم‌های مختلفی برای هلیکوپترهای در دست تولید، ایجاد و در دسترس می‌باشد .این سیستم‌ها ممکن است ساده و برای پرواز VFRو یا بسیار پیچیده جهت بهبود تعادل پرواز stability augmentation system (SAS)و یا پرواز خودکار باشند، این مجموعه‌های کنترل خودکار پرواز این توانمندی را به هلیکوپتر و خلبان می‌دهند که کنترل پرواز را از Hover تا نقطه فرود به این سیستم‌های پیشرفته بسپارند. 

بطور معمول این سیستم‌ها با نام‌های DFCS (digital flight control system) ،DFGS(Digital flight guidance system) یا AFCS(Automatic flight control system) خوانده می‌شوند، صرف نظر از نام این سیستم‌ها همگی این‌ها تقریبا کار مشابه‌ای را انجام می‌دهند .

در مقایسه هواپیما و هلیکوپتر می‌توان گفت که:

 بیشتر هواپیماها اساسا در پرواز پایدار هستند و هلیکوپتر ناپایدار است، خلبان هلیکوپتر می‌بایستی در تمامی طول پرواز فرامین کنترل هلیکوپتر که با نام‌هایCyclic ،collective وpedal شناخته می‌شوند را را تحت کنترل داشته باشد که این کاری دشوار است.

تفاوت‌های هواپیما و هلیکوپتر:

در هواپیما بال‌ها تولید لیفت می‌کنند در حالی‌که در هلیکوپتر ملخ‌های نیروهای Lift، Trustو Torqueرا تولید می‌کنند؛ ملخ دم با تولید گشتاور مخالف با گشتاور ملخ اصلی همانند سکان عمودی در هواپیما برای کنترل جهت پرواز و گردش به کار گرفته می‌شود.

در هواپیما قدرت توسط تراتل کنترل می‌شود ولی در هلیکوپتر قدرت توسطcollective کنترل می‌شود.

با توجه به تفاوت‌های گفته شده سیستم کنترل پرواز اتوماتیک هلیکوپتر به جهت نوع کنترل آن طراحی شده و از آنجایی‌کهFD(Flight director) می‌تواند به تنهایی و یا با کوپل شدن به خلبان خودکار انجام وظیفه نماید در اینجا به معرفی مختصر این سیستم می‌پردازیم.

Flight Director (FD): اطلاعات محاسباتی عرضی و عمودی مسیر و نوع پرواز را به خلبان و یا سیستم خلبان خودکار می‌دهد و می‌توان گفت که یک جعبه ابزار ناوبری است از آنجایی‌که پرواز شامل بخش‌های مختلفی است؛ پس هر یک از بخش‌های مختلف اطلاعات محاسباتی خاص خودش را دارد که این داده‌ها در نهایت به Electronic Attitude direction indicator (EADI) داده می‌شود.  

    

FD شامل چهار بخش اصلی است:

حسگر ها، کامپیوتر، کنترولر و نمایشگر خلبان خودکار که شرایط پرواز را نشان می‌دهد؛ سنسورها اطلاعات اولیه را به کامپیوتر می‌دهند و کنترولر یا مود سلکتور به کامپیوتر می‌گوید که کدام داده‌ها را استفاده کند که این بستگی به انتخاب خلبان دارد و کامپیوتر؛ اطلاعات پایه را پردازش کرده و سپس در نمایشگر EADI نشان داده می‌شود. دستورات مورد نیاز FD جهت انجام و محاسبه شامل موارد زیر می‌باشد: مسیر پرواز و ارتفاع مورد نظر خلبان، موقعیت و ارتفاع در لحظه هلیکوپتر و چنانچه در اطلاعات هلیکوپتر اختلافی وجود داشته باشدFD دستور اصلاح را صادر می‌کند و سرعت لازمه را انتخاب می‌کند.

 

خلبان خودکار 

سیستم پیچیده خلبان خودکار جهت تامین پایداری در پرواز به کار گرفته می‌شود و در واقع داده‌های پروازی را مرتب چک و اصلاح می‌کند و موجب می‌شود که خلبان تمرکز بهتری در سایر پارامترها داشته باشد. 

AFCS هلیکوپترها می‌تواند ۳ محوره باشد که پایداری نسبت به وضعییت مسیر و شرایط پرواز را که خلبان داده تامین کند و یا ۴ محور که در این سیستم collective هم به محورهای کنترلی اضافه می‌شود شایان ذکر است این سیستم تغیرات و اختلالات جزیی را اصلاح می‌کند مثلا در یک پرواز طولانی که سوخت مصرف می‌شود و مرکز ثقل هواپیما تغییر می‌کند نمی‌تواند Cyclic را در موقعییت اصلاح قرار دهد در حقیقت خلبان خودکار تغییرات شرایط پرواز را دریافت و اصلاح لازم را زودتر از آنچه خلبان بتواند انجام می‌دهد. با توجه به شرح بالا متوجه می‌شویم که برای اینکه خلبان خودکار بتواند پایداری پرواز را نگهدارد می‌بایستی موقعیت پروازی داده شده توسط خلبان را داشته باشد و بداند که هلیکوپتر الان در چه موقعیت پروازی است و با مقایسه این دو داده چنانچه تفاوتی وجود داشت آن را اصلاح نماید. 

 

Stability Augmentation System (SAS)

بکارگیریSAS موجب بهتر شدن کیفیت کنترل پرواز هلیکوپتر می‌شود این سیستم موجب ناهنجاری‌های جوی بیرون هلیکوپتر را حس می‌کند و خلبان را در جهت کنترلcyclic و عکس العمل نسبت به تغییرات کمک می‌نماید.

 

ارسال نظر