La autoridad de los sistemas FBW
La autoridad de control es un parámetro fundamental que debe ser tenido en cuenta al diseñar una aeronave. La autoridad de una función de control de vuelo establece cuán útil y poderosa es, pero también cuán peligrosa si algo sale mal.
Para comprender la importancia de la autoridad de control, tomemos el ejemplo de la amortiguación de guiñada de un avión. En condiciones normales el piloto mueve los pedales con los pies para controlar el movimiento del timón en el estabilizador vertical y, por lo tanto, controla cómo se desvía el avión. El piloto maneja el timón para guiar el avión en un viraje mientras alabea con los alerones, para conseguir que el viraje sea coordinado (un giro coordinado significa que el avión no se desliza o resbala en el viraje, sino que se vuela con cero G lateral). El piloto también utiliza los pedales para controlar el morro del avión aproándolo al viento cuando aterriza con viento lateral.
Los aviones modernos también necesitan una función automática llamada amortiguador de guiñada que mueve el timón para contrarrestar la tendencia de los aviones a serpentear en el aire con un movimiento llamado Rollo Dutch o balanceo del holandés, del que ya hemos hablado aquí:
Un amortiguador de guiñada es un servo-actuador que controla el timón y aplica órdenes anti-guiñada para detener el molesto balanceo de la cola cuando se experimenta el famoso Dutch Roll. Esto sucede sin que el piloto lo note en sus pedales. Es una función de control con autoridad limitada, ya que solo desvía el timón en pequeñas cantidades para detener la tendencia del Dutch Roll del avión. Por lo tanto, la función Yaw Damper no necesita muchas funciones de redundancia o supervisión. Si en un momento dado, el amortiguador de guiñada se comporta mal, el piloto notará una anomalía en la guiñada, pero es algo que no es peligroso. Lo que suele hacer el piloto es desconectar el amortiguador por mor del confort de vuelo.
Un buen ejemplo de cómo se limita la autoridad de este sistema es la solución que se ha montado el popular jet de negocios Embraer Phenom 300, ver figura debajo. Aquí el amortiguador de guiñada tiene su propio timón. Se trata de un pequeño timón debajo de la cola al final de la aleta estabilizadora ventral. La autoridad del amortiguador está limitada de una manera muy natural y perceptible.
Comparemos este diseño con el eje de cabeceo en un sistema retroalimentado Fly-By-Wire como el del A320. Como se describió anteriormente, el piloto solicita una cierta tasa de G o Pitch. Cómo se consigua esto queda al albur del sistema FBW.
Este concepto le da al FBW un control total de las superficies de control de cabeceo, es lo que llamamos plena autoridad. Si por cualquier circunstancia ocurriese un fallo en el sistema, se generaría una señal de movimiento completo o una desviación de compensación completa en el elevador. El movimiento en cabeceo puede ser entonces muy violento y la aeronave puede dañarse por el sobreesfuerzo, acabando incluso por romperse. La autoridad de los sistemas es tan grande que no se puede permitir que ocurra un fallo con consecuencias nefastas durante la vida útil de la aeronave. De hecho, es algo que debe tenerse en cuenta para toda la vida útil de la flota de aviones de este tipo y para todos los años previstos de vuelo.
Está claro que el nivel de autoridad de los sistemas es clave al diseñar sistemas de control de vuelo. La autoridad del sistema dicta la función del sistema, la redundancia requerida, su disponibilidad y sus conceptos de verificación. También decide la arquitectura del sistema y su infraestructura de soporte, como la electricidad necesaria y la asistencia hidráulica requerida.
Ver Lusser's Law, MTBF, PBIT y las complicaciones del sistema
Puedes leer todos los artículos en el libro:
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