Paul Grove: Digital Fly-By-Wire

Paul Grove
30 juni 2017

Er is nogal wat onbegrip over het fenomeen 'fly-by-wire'. Vroeger werden vaak de stuurvlakken bediend door middel van staalkabels. Dat wordt niet bedoeld met fly-by-wire. Fly-by-wire is een digitale besturing met een elektrisch draadje, tussen de stuurkolom, stick of sidestick in de cockpit en de stuurvlakken aan de vleugels en staart.

Er is ook een groot verschil tussen de computer die het laatste woord heeft en fly-by-wire. Airbus en Boeing gebruiken fly-by-wire, wat een gewichtsbesparing geeft. De stuursignalen gaan elektronisch van de control stick naar de stuurvlakken alwaar de signalen worden omgezet in fysieke beweging van deze stuurvlakken zoals aileron, rudder, stabilo, flaps, slots, spoilers en speed brakes.

Vroeger ging dat alles met kabels vanaf de control stick in de cockpit naar de stuurvlakken aan de vleugel en staart. Bij de Caravelle ging het zelfs met kabels en hydraulische leidingen; dan ook nog met drie onafhankelijke systemen. Loodzwaar was die installatie. Bij de Fokker Friendship ging dat ook met kabels en voor de besturing van het neuswiel met perslucht.

Al deze systemen waren veel te zwaar. Daarom gingen de vliegtuigbouwers al snel over op fly-by-wire. De wat oudere vliegtuigen hadden ongeveer 200 kilometer relatief zware bedrading, de Airbus A380 heeft bijna 800 kilometer zeer lichte bedrading. De allernieuwste systemen gebruiken zendertjes die een signaal sturen naar de actuatoren van de stuurvlakken.

Nu de computer. Eerst een uitleg: een vliegtuigvleugel produceert lift. Om nu het vliegtuig stabiel te laten zijn produceert de staart negatieve lift. Echter dit kost extra brandstof. Om brandstof te besparen wordt deze negatieve lift zoveel mogelijk beperkt tot zelfs positieve lift. Nadeel is dat daarmee het vliegtuig steeds labieler wordt. Bij een labiel vliegtuig zal het gegeven signaal van de piloot, bijvoorbeeld neus omhoog worden versterkt door de beweging van het vliegtuig. U zult begrijpen dat je zo niet kan vliegen. Je komt in een niet te stoppen oscillatie met als gevolg afbrekende vleugels.

Dus bij een labiel vliegtuig is het noodzakelijk om een computer te gebruiken tussen het binnenkomend signaal van de piloot en de stuurvlakken van het vliegtuig. Dit is bijvoorbeeld het geval bij militaire vliegtuigen, zoals bij vrijwel alle fighters. Deze vliegtuigen zijn niet te vliegen zonder computer. Je kan dit vergelijken met een te achterlijk geladen aanhangwagen of Caravan. Deze kan in een zichzelf versterkende slingerende beweging komen wat niet meer te stoppen is. Daarom altijd het advies om circa 25 kg te hebben op de trekhaak. Dat maakt de aanhangwagen stabiel.

Door een computer te gebruiken voor de besturing van het vliegtuig, zal de beweging van het vliegtuig niet de beweging van de stuurvlakken gaan versterken. Maar nu hebben we ook een mogelijkheid gekregen om de stuurbewegingen vanuit de cockpit te beïnvloeden. De computer kan deze bewegingen aanpassen aan onder andere de snelheid en de hoogte. Hier ontstaat er ook een verschil tussen de filosofie van Airbus en Boeing. Airbus blokkeert een input van de piloot volledig wanneer de programmeur vond dat die niet kan.  Boeing blokkeert niet maar maakt het door middel van verhoogde weerstand steeds moeilijker.

Het wordt een stuk lastiger wanneer het vliegtuig zich buiten de normale ‘vliegenveloppe’ bevindt. Alles moet voorzien zijn. Hierbij zijn we afhankelijk van programmeurs bij Airbus, bij Boeing van de piloot. Kortom, bij Airbus heeft de computer het laatste woord. Bij Boeing heeft de Captain het laatste woord, dat is het verschil.

De term ‘flight enveloppe’ verdient nadere uitleg. Dit is het gebied tussen minimale snelheid en maximale snelheid en minimale hoogte en maximale hoogte. Deze zijn allen onder andere afhankelijk van luchtdruk en temperatuur.

Deze elektronische ontwikkeling heeft zijn voordelen, maar ook zijn nadelen. Moeilijk is het om te voorkomen dat deze signalen en die voor instrumenten, worden beïnvloed door andere zenders of invloeden en factoren van buiten af. Bijvoorbeeld een passagier met bepaalde elektronische apparatuur, of blikseminslag of statische elektriciteit. Het lijkt dat men daar goed in is geslaagd. Nu begrijpt u dat er restricties zijn aan het gebruik van elektronische apparatuur tijdens de start en landing.

Paul Grove
[email protected]smedia.nl

Reageren op artikelen? Er gelden spelregels.

Paul Grove
24-07-17, 10:07
Paul Grove
10-05-17, 09:05
Herman Mateboer
04-03-17, 04:03
24-02-17, 09:02
Herman Mateboer
20-01-17, 10:01
Copyright Reismedia BV 2018