¿Están protegidos los aviones de combate fly-by-wire en AoA?

Cuando pienso en fly-by-wire, siempre pienso en aeronaves civiles (Dassault Falcon 7X, Airbus A350...) para las que se implementan protecciones para garantizar que la aeronave permanezca en su envolvente de vuelo diseñada (límites de factor de carga para evitar sobrecargar la estructura del avión). , límites de AoA para evitar pérdida, límites de ángulo de alabeo para evitar vuelo invertido...). Todas estas restricciones ayudan a mantener la aeronave en una situación manejable durante el vuelo. Algunos (por ejemplo, los límites del ángulo de cabeceo o alabeo) están bien para los aviones, pero son contraproducentes para los cazas. Otros son claramente aplicables a ambos (por ejemplo, factor de carga. No desea sobrecargar su fuselaje o arriesgarse a un G-LOC ).

Mi pregunta se refiere a la protección de AoA. Para los luchadores, me imagino que esta protección puede evitar la pérdida de control de balanceo mientras se detiene. Sin embargo, algunos cazas pueden volar en AoA obviamente más allá del ángulo de pérdida (por ejemplo, durante una cobra ), lo que sugiere que esta protección no está presente.

¿Los cazas fly-by-wire tienen una protección AoA? Si es así, ¿evita el estancamiento? (Me imagino que una protección se activa solo si se alcanza un límite durante al menos una cierta cantidad de tiempo, o un límite más allá del ángulo de pérdida pero no mucho más allá). ¿Tiene que desactivarse para maniobras como la cobra (espero que cada sistema para poder ser desactivado en dicha aeronave)?

Este artículo de wiki tiene buena información: en.wikipedia.org/wiki/Supermaneuverability

Respuestas (3)

Respuesta breve: Sí, pero la protección no siempre funciona.

La mayoría de los aviones de combate modernos tienen un limitador AoA. Eso es diferente de una advertencia de entrada en pérdida: en el caso del McDonnell Douglas F-4, el límite era solo 23 grados, por debajo del límite de entrada en pérdida. El motivo del límite fue la pérdida de estabilidad direccional por encima de 23 grados AoA.

En el caso del JAS-39 Gripen, el limitador funcionó en un cabeceo directo hacia arriba, pero cuando el piloto se elevó repetidamente durante una exhibición de vuelo sobre Estocolmo, la respuesta dinámica superó al limitador AoA y la aeronave se detuvo. Cayó como una piedra en un parque público, milagrosamente sin pérdida de vidas.

En otro accidente, el software JAS-39 FCS se confundió después de que los controles no pudieran seguir el cambio en el ángulo de ataque lo suficientemente rápido cuando un avión voló detrás de otro, su adversario en un ejercicio de combate aéreo. Esto provocó que se excediera el límite de seguridad de 20 grados y la aeronave se volviera incontrolable.

Comencemos por el hecho de que casi todos los aviones tienen 'protección AoA' en forma de advertencia de entrada en pérdida.

Para la prevención de bloqueo automático, estrictamente hablando, uno no necesita FBW: esto se puede lograr con medios de control automático tradicionales (el infame MCAS es, en esencia, un ejemplo de tal sistema). Por otro lado, FBW no tiene que tener protección de bloqueo: solo permite que se introduzca (típicamente) sin agregar equipo adicional. Por lo tanto, es difícil responder a la pregunta sin tener en cuenta cada avión en particular.

De los que conozco, por ejemplo, el MiG-29 original no tenía FBW, pero tenía un limitador de AoA que empujaba la palanca hacia adelante con una fuerza considerable según el AoA y su velocidad. Su-27, con su FBW (originalmente solo en el canal de tono), tiene un AoA/limitador de carga algo más completo, pero esencialmente funciona de la misma manera, forzando la palanca hacia adelante.

Normalmente, dicho sistema evitaría el estancamiento; de hecho, los limitadores a menudo se ajustan con un margen considerable, lo que permite un control fácil y seguro del piloto 'ordinario'. Para 'supermaniobras' como Cobra, estos limitadores deben desactivarse.

No estoy completamente seguro de cómo funciona en los últimos sistemas de control integrado, pero espero lo mismo: normalmente , se evitaría el bloqueo y solo en circunstancias especiales se permitiría un AoA más alto. En una pelea típica, el principal peligro es detenerse (o sobrecargarse) durante un giro cerrado o bucle, y desea protección para tales casos.

Al hacer la pregunta, estaba pensando en aviones FBW en los que la computadora tiene autoridad total sobre las superficies de control de vuelo principales. Por "protección", estaba pensando en la computadora que rechaza la entrada del piloto que puede conducir a un AoA mayor que un umbral (como lo que se implementa en los autobuses con alfa prot y alfa máximo)
Bueno, aquí está, Su-27 es un ejemplo de FBW de autoridad total. Se 'rehúsa' a seguir la entrada del piloto, pero esto se implementa resistiendo al piloto. Llámalo 'estilo Boeing' si quieres, pero supongo que esta es la forma 'normal' para los cazas (que tienen retroalimentación de fuerza en la palanca), que esperan que el piloto tenga el control.
Esperaba que la aeronave limitara autoritariamente el AoA porque en giros cerrados con la adrenalina de una pelea de perros, un piloto puede dar una entrada que puede sobrecargar la estructura del avión, arriesgarse a un G-loc y entrar en pérdida.
@ManuH, sí, aparentemente los pilotos de los primeros F-16, en el fragor de una pelea de perros (simulada) regularmente daban información que doblaba la palanca lateral , pero la aeronave no se detenía, por lo que claramente tiene un limitador de AoA. En esos primeros F-16, la palanca lateral no se movía en absoluto , solo registraba fuerza, por lo que el piloto no sabía si ya estaban en el tope trasero. Es por eso que se agregó un poco de movimiento para proporcionar esa información.
@Zeus, un FBW estilo Airbus (que apareció por primera vez en el F-16) tiene retroalimentación de fuerza, porque la fuerza en la palanca lateral corresponde al momento de cabeceo o balanceo deseado, que es proporcional a la fuerza aerodinámica producida por la superficie de control . Lo que no tiene es feedback de posición (salvo en derecho directo). Por el contrario, el control hidráulico siempre tiene retroalimentación de posición, pero dependiendo del tipo de accionamiento de potencia, la fuerza puede aproximarse de manera aproximada para aumentar con la velocidad (p. ej., 737).

Cada tipo de fly-by-wire tiene medidas de protección para mantenerlo dentro de la envolvente de vuelo designada. En el caso de los cazas ágiles capaces de Cobra y similares, están diseñados para mantener un flujo de aire predecible en ángulos de ataque extremos, mucho después de que el flujo convencional sobre el ala se haya interrumpido. Por lo general, esto implicará la elevación del vórtice en ángulos intermedios, mientras que en ángulos extremadamente pronunciados, la velocidad aerodinámica hacia adelante (es decir, en la dirección de los pies del piloto) estará severamente limitada por la resistencia de la forma en planta del ala y se pueden emplear varias técnicas para mantener la capacidad de control. Por lo tanto, su envolvente de vuelo se amplía enormemente y no necesita tanto la protección de AoA como la facilitación de AoA.