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  • 1. Piloto Automático 022 02 02 00
  • 2. Piloto Automático
  • 3. Piloto Automático
  • 4. Función y Aplicación. <ul><li>Un sistema de AP proporciona un medio para estabilizar, maniobrar y controlar de forma automática la trayectoria de vuelo de una a/c. </li></ul><ul><li>Según establece la JAR-OPS 1.435 , un sistema de AP es aquel que incluye un sistema automático de aterrizaje y/o un sistema híbrido de aterrizaje. </li></ul><ul><li>Para poder realizar un aterrizaje automático se necesita de un AP , A/T (Autothrottle). </li></ul><ul><li>Como requisitos adicionales, JAR-OPS 1.665 establece que ningún operador efectuará operaciones IFR con un único piloto a no ser que el avión esté equipado con un AP que tenga, como mínimo, los modos de mantenimiento de altitud y rumbo. </li></ul><ul><li>Asimismo, JAR-OPS 1.872 establece que el operador garantizará que los aviones operados en espacio aéreo RVSM estén equipados con un sistema automático de control de altitud. </li></ul>
  • 5. MEL A-320
  • 6. Función y Aplicación. <ul><li>Cuando en un sistema de control, a partir de la entrada de una señal de error, se genera una señal de salida hacia un actuador con la finalidad de llevar a cabo la función básica de estabilización de la a/c, se dice que el sistema es un circuito interno de control o un sistema de mando en circuito cerrado . </li></ul><ul><li>El circuito interno contrarresta las perturbaciones experimentadas por la aeronave que tienden a sacarla de su condición de vuelo estable. </li></ul><ul><li>El AP y A/T son un ejemplo de lo que constituye un circuito interno de control. </li></ul>
  • 7. Función y Aplicación.
  • 8. Función y Aplicación. <ul><li>Un circuito externo de control es aquél en el que a partir de la entrada de datos básicos como altitud, rumbo, velocidad, datos de radionavegación, etc., se busca modificar o alterar la actitud estabilizada de vuelo de la a/c ejecutando las maniobras necesarias para tal fin. </li></ul><ul><li>La entrada de datos requiere además la selección del modo de operación a través de un panel de control o panel selector de modos. </li></ul><ul><li>Sin esta operación, el sistema interpretaría como perturbación cualquier variación en la trayectoria de vuelo y el circuito interno lo impediría. </li></ul>
  • 9. Función y Aplicación. <ul><li>El control automático del vuelo se ejerce en la a/c a lo largo de sus ejes de referencia. </li></ul><ul><li>En función del AP instalado se puede controlar automáticamente desde uno hasta tres ejes. </li></ul><ul><li>El control ejercido en cada eje se realiza a través de un canal del AP . </li></ul><ul><li>Existen por tanto tres canales con los que ejercer el control automático, a saber: canal de alabeo , canal de cabeceo y canal de dirección . </li></ul>
  • 10. Clasificación según ejes. <ul><li>a) Monoaxial : El control se realiza únicamente a través del canal de alabeo por medio del accionamiento de los alerones. Es el sistema básico y utilizado principalmente en aeronaves pequeñas. </li></ul><ul><li>b) Biaxial : El control se ejerce sobe dos ejes, el de alabeo y el de cabeceo. Las superficies de control empleadas son los alerones y el timón de profundidad. </li></ul><ul><li>c) Triaxial : Se controla la actitud de la a/c a lo largo de sus tres ejes a través de los alerones, timón de profundidad y timón de dirección. En este tipo de sistema, el timón de dirección es empleado para coordinar los virajes iniciados a través del canal de alabeo. </li></ul>
  • 11. Componentes. A-109
  • 12. Block Diagram AP, A-109
  • 13. Componentes. <ul><li>Computador de control de vuelo : Calcula y procesa las órdenes de mando y guía de vuelo y el mando para la coordinación del viraje. </li></ul><ul><li>Un amplificador proporciona la señal de mando correcta a transmitir a los servomotores de las superficies de control. </li></ul><ul><li>Su misión principal es, por tanto, estabilizar y maniobrar la a/c en respuesta al modo de operación seleccionado por la tripulación. </li></ul><ul><li>La estabilización de la a/c la realiza junto con el actuador del Yaw Damper para eliminar el balanceo del holandés, y con el compensador de Mach Trim para contrarrestar la tendencia al picado a elevados nº de Mach. </li></ul>
  • 14. Componentes. <ul><li>Servomotores : Servomotores o servoactuadores están conectados a las superficies de control de vuelo, y son los ecargados de iniciar el movimiento de éstas en respuesta a las señales de mando obtenidas desde el calculador de AP. </li></ul><ul><li>a) Servomecanismo de control de posición : Para desplazar una superficie de control hasta la posición angular necesaria para efectuar una corrección o maniobra, hace falta una entrada determinada en el mando de control de dicho eje. Una señal de la posición alcanzada por la superficie de control (realimentación). </li></ul><ul><li>b) Servomecanismo de control de velocidad : El servomotor debe acelerar la superfície de control para que ésta alcance una velocidad de desplazamiento proporcional a la señal de error. Conforme se alcanza dicha velocidad, un generador detector de régimen movido tb por el servomotor envía a éste la correspondiente señal de realimentación para reducir la señal inicial de mando. </li></ul>
  • 15. Componentes.
  • 16. Componentes. Servomotor. <ul><li>a) Servomotor electromecánico : Está compuesto por un motor, un generador de régimen, un tren de engranaje y embrague. El motor, a través del tren de engranajes, acciona una polea conectada al sistema de control de vuelo del canal correspondiente. </li></ul><ul><li>b) Servomotor electrohidráulico : La señal de mando actúa una válvula que distribuye el fluido hidráulico a un lado u otro del actuador de la superficie de control. </li></ul><ul><li>c) Servomotor electroneumático : La señal de mando se envía a la válvula de control de un sistema de presión que mueve un pistón en un sentido u otro. La presión se obtiene del compresor del motor. </li></ul>
  • 17. Panel de control del AP
  • 18. Panel de control del AP
  • 19. Panel de control del AP
  • 20. Panel de control del AP
  • 21. Desconexión del AP <ul><li>a ) A través del mismo interruptor de control. </li></ul><ul><li>b ) Accionando el pulsador de desconexión instintiva </li></ul><ul><li>c ) Accionando manualmente el compensador de profundidad en la columna de control, side stick. </li></ul><ul><li>d ) En sistemas de control simples, seleccionando el modo Go Around del FD. </li></ul><ul><li>e ) Actuando manualmente sobre la palanca de control o pedales del timón de dirección si se excede una fuerza determinada. </li></ul>
  • 22. FMA <ul><li>La JAR-25 1.329 establece la necesidad de proporcionar medios a la tripulación que indiquen el modo de operación seleccionado y cualquier modo armado del piloto automático. </li></ul><ul><li>En la modalidad más primitiva, un panel de luces exclusivo para el AP proporciona indicación visual al a tripulación del modo de operación selectado y armado en el eje de alabeo y cabeceo. </li></ul><ul><li>Las a/c actuales comparten normalmente el anuncio mostrado del FD con la operación del AP . Si éste está conectado, sigue las indicaciones del FD y la luz anunciadora muestra el modo de guiado del FD y del control del AP . </li></ul>
  • 23. FMA
  • 24. Modos de Operación.
  • 25. Modos de Operación. <ul><li>La performance aceptable de un sistema de mando automático de vuelo es: </li></ul><ul><li>a ) Mantenimiento de altitud: + - 100ft. </li></ul><ul><li>b ) Mantenimiento de velocidad: + - 10kt. </li></ul><ul><li>c ) Mantenimiento de V/S: + - 10% valor seleccionado. </li></ul><ul><li>d ) Mantenimiento de nº de Mach: + - 0.02. </li></ul><ul><li>e ) ILS: + - 35ma (LOC Y GS). </li></ul>
  • 26. Aterrizaje Automático.
  • 27. Aterrizaje Automático. <ul><li>a) Sistema de control de vuelo pasivo ante fallos (fallo pasivo): </li></ul><ul><li>Un sistema de Fail Pasive si, en caso de fallo aislado o combinado, deja el avión compensado y sin desviaciones significativas de la trayectoria de vuelo. </li></ul><ul><li>Además, cualquier fallo único no causará ninguna acción que no sea fácilmente reconocible por el piloto. </li></ul><ul><li>Después del fallo, el aterrizaje o el go around, si no hay suficientes referencias visuales, se completan manualmente (en caso de contar con el AP el go around se podrá realizar automáticamente) </li></ul><ul><li>Con dos canales operativos se define Fail Pasive, en caso de fallar uno de ellos se finaliza el aterrizaje manualmente, no se puede terminar la maniobra en automático con un solo canal operativo. </li></ul>
  • 28. Aterrizaje Automático. <ul><li>b) Sistema de control de vuelo operativo ante fallos (fallo activo o fallo operacional): </li></ul><ul><li>Un sistema es Fail Operational si proporciona capacidad de operación redundante hasta la toma de tierra y carrera de aterrizaje (Roll Out). </li></ul><ul><li>Los sistemas de operación redundante no pueden tener modos de fallo comunes. </li></ul><ul><li>Si un sistema falla por debajo de la altura de alerta (AH), Flare, Toma y Roll Out, se pueden llevar a cabo con los sistemas operacionales restantes. </li></ul><ul><li>Con tres canales operativos se define Fail Operational, en caso de fallo de uno de ellos, quedando dos operativos permite finalizar la maniobra de aterrizaje de forma automática. </li></ul>
  • 29. Aterrizaje Automático. <ul><li>c) Sistema híbrido (o mixto) de aterrizaje operativo ante fallos: </li></ul><ul><li>Sistema que consiste en un sistema automático primario de aterrizaje pasivo ante fallos y un sistema secundario de guiado independiente – como por ejemplo la información de guía suministrada a través de un Visor de Presentación de Datos HUD que permite al piloto completar un aterrizaje manual tras el fallo del sistema primario. </li></ul>
  • 30. Aterrizaje Automático. H.U.D. <ul><li>Un visor de presentación de datos HUD es un sistema óptico consistente en un cristal instalado en el campo de vista del piloto cuando mira a través del parabrisas frontal. </li></ul><ul><li>En él se superpone una imagen sintética en la que aparecen datos de vuelo y de procedimientos de navegación instrumental. </li></ul><ul><li>El sistema consta de un tubo de rayos catódicos, lentes colimadoras ópticas y el cristal donde se refleja la imagen, permitiendo al piloto recibir información de datos de vuelo mientras mantiene la vista en el exterior. </li></ul>
  • 31. Aterrizaje Automático. <ul><li>d) Altura de alerta : Es la altura , medida por radioaltímetro, por encima de la cual se iniciará una app frustrada si falla alguna parte del sistema de control de vuelo operativo ante fallos. Por debajo, la probabilidad y efectos de un fallo es tal que, de ocurrir, la operación puede continuarse con seguridad con el sitema remanente. </li></ul><ul><li>e) MABH (Minimum Approach Break-Off Height): Es la mínima altura de la base de las ruedas por encima de la pista, a la cual se ha demostrado que puede realizarse una maniobra de motor y al aire sin referencias visuales exteriores y de acuerdo con el procedimiento establecido, con un nivel de seguridad aceptable. </li></ul><ul><li>f) DH (Decision Height): Es la altura de la base de las ruedas, por encima de la elevación de la pista, a la cual debe iniciarse la maniobra de motor y al aire a menos que se haya establecido una referencia visual adecuada, y las posición de la a/c y la trayectoria de app se consideren satisfactorias para continuar la app y el aterrizaje con seguridad. </li></ul>
  • 32. Aterrizaje Automático. <ul><li>Los sistemas de aterrizaje operacionales en caso de fallo pueden ser de dos tipos : </li></ul><ul><li>a ) Sistema de aterrizaje automático operacional en caso de fallo. </li></ul><ul><li>b ) Sistema de aterrizaje mixto o híbrido operacional en caso de fallo. </li></ul><ul><li>Entre las config. típicas de los sistemas de fallo pasivo están: </li></ul><ul><li>a ) Un único AP en el que los monitores automáticos proporcionan la necesaria detección y protección ante el fallo. </li></ul><ul><li>b ) Dos AP con comparador automático que proporciona la necesaria detección y protección ante el fallo. </li></ul><ul><li>Como conf. típicas de los sistemas de fallo operativo se encuentran: </li></ul><ul><li>a) 2 AP monitorizados y vigilados, uno permanece operativo tras el fallo. </li></ul><ul><li>b) 3 AP monitorizados y vigilados, en el que 2 permanecen operativos después del fallo para permitir la comparación y proporcionar la necesaria detección y protección. </li></ul>
  • 33. Aterrizaje Automático. <ul><li>Si se dispone de un único AP (simplex), el sistema de control sólo podrá ser Pasivo ante un fallo . </li></ul><ul><li>Cuando la a/c dispone de dos AP (dúplex), si la transferencia sólo puede realizarse manualmente (el piloto debe actuar el selector de cambio o transferencia correspondiente) ante un fallo de un AP, el sistema será del tipo Pasivo . </li></ul><ul><li>Si existe la posibilidad de volar con un AP activo y otro armado que entre en funcionamiento automáticamente tras el fallo del primero, el sistema será Operativo ante fallos. </li></ul>
  • 34. Aterrizaje Automático. Equipamiento. <ul><li>Para DH inferiores a 100ft. O sin DH: </li></ul><ul><li>a ) 2 receptores ILS; cada piloto recibirá las señales de estaciones distintas. </li></ul><ul><li>b ) 1 RA con presentación de la información para cada piloto. </li></ul><ul><li>c ) Indicación visual clara a cada piloto de que la a/c alcanza la DH apropiada. </li></ul><ul><li>d ) Sistema automático de voz de que se alcanza la DH para a/c certificadas para dos pilotos. </li></ul><ul><li>e ) Un sistema de aviso de fallo del equipo. </li></ul><ul><li>f ) Una alerta para cada piloto de exceso de desviación del ILS (parpadeo de la escala de LOC o GS en PFD). </li></ul>
  • 35. Aterrizaje Automático.
  • 36. Aterrizaje Automático
  • 37. Aterrizaje Automático <ul><li>a ) Entre 1500 ’ y 400 ’, el FMA sustituye los anuncios LOC y G/S por el anuncio LAND. </li></ul><ul><li>b ) Entre 150 ’ y 200’ AGL el sistema de guía y control de vuelo desecha las señales de la senda de planeo y las sustituye por las del radioaltímetro. </li></ul><ul><li>c ) Entre 150 ’ y 30’ se inicia una maniobra que permite eliminar la corrección de deriva existente (resbale). (el modo lateral del AP cambia el anuncio LAND por ALIGN ). </li></ul><ul><li>d) A 50 ’ AGL, el AP inicia la maniobra de recogida mientras el sistema A/T retrasa progresivamente hasta la posición ralentí. El modo longitudinal del AP cambia a FLARE , mientras que el anuncio A/T muestra RETARD . </li></ul>
  • 38. Aterrizaje Automático
  • 39. Aterrizaje Automático <ul><li>La señal de error del localizador proporciona al AP guía para el control del timón de dirección y la dirección de la rueda de morro y permite de esa forma que la a/c se mantenga en el eje central del localizador y por tanto de la pista. </li></ul><ul><li>El FMA del AP presenta el anuncio ROLL OUT tanto en la ventanilla de pitch como en la de roll. Los A/T de desconectan al seleccionar T/R o a través del pulsador de desconexión. El A/P lo desconecta el piloto con su pulsador. </li></ul>
  • 40. Aterrizaje Automático
  • 41. Motor y al aire.
  • 42. Limitaciones y Restricciones Operacionales <ul><li>La conexión del AP se realiza actuando el interruptor, pulsador o palanca situados en el panel de control. Para permitir la conexión, los circuitos internos llevan a cabo una comprobación previa del sistema antes del embrague de los servos a sus correspondientes canales.Se verifica si la potencia eléctrica es correcta y si las conexiones entre los distintos elementos del sistema son apropiados (relés en serie, interlock). </li></ul><ul><li>No es posible despegar con AP embragado </li></ul><ul><li>Conexión por encima de un mínimo de RA, V/S mantenido, Alas niveladas LVL. </li></ul><ul><li>Limitación de ángulo de inclinación (bank angle) 30º máximo. </li></ul><ul><li>Restricciones asociadas CAT II, CAT III </li></ul>
  • 43. Protección de la Envolvente de Vuelo 022 02 03 00 <ul><li>El diagrama de maniobra es un gráfico en el que el fabricante establece el factor de carga n a que puede someterse una aeronave en función de las velocidades equivalentes EAS de vuelo. </li></ul><ul><li>La estructura de la aeronave se diseña de forma tal que ésta sea capaz de resistir cualquier carga dentro de la envolvente establecida por dicho diagrama. </li></ul>
  • 44. Protección de la Envolvente de Vuelo 022 02 03 00 <ul><li>La JAR-25 333 establece que esa envolvente de vuelo la que determina los límites estructurales de operación de la aeronave. Fuera de los mismos, se entra en una zona de fallo o daño estructural por exceso de carga o de velocidad. </li></ul><ul><li>Los requisitos de actuación de todo AP instalado a bordo deben quedar encuadrados dentro de cualquier combinación de velocidades y factores de carga establecidos por los límites del diagrama V-n. Las maniobras realizadas por el AP siempre se realizan dentro de esta envolvente. </li></ul>
  • 45. Protección de la Envolvente de Vuelo 022 02 03 00 <ul><li>Los sistemas de mandos de vuelo electrónicos Fly by Wire incluyen programas en el ordenador de mandos FCC ( Flight Control Computer) que evitan que, incluso sin el AP conectado, en vuelo manual el piloto pueda exceder determinados límites. </li></ul><ul><li>a ) Limitación del factor de carga </li></ul><ul><li>b ) Protección de actitud de profundidad y alabeo </li></ul><ul><li>c ) Protección de ángulo de ataque alto, </li></ul><ul><li>d ) Protección de alta velocidad . </li></ul>
  • 46. Protección de la Envolvente de Vuelo 022 02 03 00

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