Podstrony - informacje szczegółowe:
A320 - strona główna
Informacje o systemie sztucznej stateczności FBW
Informacje o ekranach w kokpicie - system EIS
Kabina pasażerska i system CIDS
Na poniższej podstronie postaram się w jak najprostszy sposób przedstawić działanie systemów autolotu samolotów Airbus A320. Podstawowe zasady działania systemu autolotu są analogiczne dla innych samolotów firmy (np. Airbus A330).
System autolotu samolotów z rodziny Airbus A320 składa się z 4 części, które dla ułatwienia można nazwać:
Przetwarzanie informacji odbywa się poprzez 2 komputery FMGC (Flight Management Guidance Computer). Są one identyczne i współpracują ze sobą. Są często grupowane w jedno pod nazwą FMGS (Flight Management Guidance System).
Piloci mają 2 możliwości wprowadzania danych. W przypadku zmian długoterminowych (np. modyfikacja planu lotu)wprowadzają oni do FMGC informacje i programują żądane parametry poprzez 2 (identyczne) panele MCDU (Multipurpose Control Display Unit). Wtedy samolot jest prowadzony przez komputer, który prowadzi samolot zgodnie z zaprogramowanym planem lotu.
W przypadku zmian krótkoterminowych (np. wykonanie instrukcji kontroli lotu) piloci wprowadzają dane poprzez pojedynczą jednostkę kontroli lotu FCU (Flight Control Unit), którą można prościej nazwać panelem autopilota. Dla ułatwienia, zgrupowałem FCU oraz MCDU jako "urządzenia wejścia" (wprowadzania informacji).
Komputer FMGC odbiera informacje z różnych źródeł (np. MDCU, FCU, czujników rozmieszczonych we wnętrzu samolotu), przetwarza je, po czym wysyła informacje do systemów oraz powierzchni sterujących samolotu (które nazwałem roboczo "urządzeniami wyjścia") i kieruje nimi tak, by uzyskać zaprogramowane przez pilota parametry.
FMGC odbiera następujące informacje:
FMGC wysyła sygnały do:
Zadania FMGS to:
Jak wspomniałem, systemy w Airbusach są dublowane, na wypadek awarii. Jeśli np. nastąpi awaria FMGC1, automatycznie przejmie kontrolę FMGC2 itd. Informacje z jednostki MCDU1 napływają bezpośrednio do FMGC1, informacje z MCDU2 napływają bezpośrednio do FMGC2. Informacje wprowadzane przez pilotów do jednostki FCU są kierowane zarówno do FMGC1, jak i do FMGC2. Komputery FMGC1 i FMGC 2 współpracują ze sobą i na bieżąco wymieniają między sobą informacje, po czym są synchronizowane.
Kiedy pilot wciśnie jakiś przycisk na panelu FCU, wewnątrz wybranego przycisku zaświeci się pozioma zielona kreska.
Zacznijmy od przycisków nie znajdujących się bezpośrednio na panelu FCU - FD (ang. Flight Director) oraz ILS.
Każdy z pilotów wciskając przycisk FD uruchamia na swoim wyświetlaczu PFD 2 wskaźniki. Jeden poziomy, a drugi pionowy. Wskazują one pilotowi, jak powinien sterować samolotem, aby osiągnąć żądane przez siebie parametry. Albo inaczej: pokazują, jak by sterował samolotem autopilot, gdyby był włączony. Oba te wskaźniki mają formę "kreski" - poziomej dla wznoszenia/opadania oraz pionowej dla pochylenia samolotu. Pilot steruje samolotem tak, aby obie te kreski (flight director bars) skrzyżowały się na środku tworząc rodzaj krzyżyka "+".
Przyciski ILS powodują wyświetlanie się na ekranach PFD wskaźników naprowadzających pilota do lądowania wedle wskazań systemu ILS. Pilot steruje wtedy samolotem podobnie jak w przypadku opisanym powyżej "krzyżowania" wskaźników FD. Mianowicie, pilot ma do dyspozycji 2 wskaźniki ILS: jeden pokazuje, czy pilot znajduje się w osi pasa (czy też zbacza z kursu na lewo/prawo), a drugi, czy utrzymuje odpowiedni kąt schodzenia. Kiedy oba wskaźniki są idealnie skrzyżowane, samolot jest ustabilizowany na ścieżce schodzenia.
Kiedy już pilot włączy FD, może uruchomić autopilota. Samoloty Airbus wyposażone są w 2 autopiloty (AP1 i AP2). Ogólnie przyjętą zasadą jest, że gdy samolotem kieruje kapitan, włączony jest AP1, zaś jeśli pilotuje pierwszy oficer, uruchamia się AP2. Zazwyczaj, tylko 1 autopilot jest aktywny. AP1 i AP2 uruchamia się jednocześnie - jako zabezpieczenie - tylko na czas podejścia do lądowania. W takiej sytuacji, w przypadku awarii jednego z autopilotów tuż przed lądowaniem, drugi automatycznie przejmuje kontrolę.
Autopilota uruchamia się poprzez wciśnięcie odpowiedniego przycisku (AP1/AP2). Preferowanym sposobem jego odłączania jest dwukrotne wciśnięcie czerwonego przycisku na drążku pilota.
Pod przyciskami autopilota znajduje się także włącznik systemu kontroli ciągu (A/THR), choć preferowanym sposobem uruchomienia tego systemu jest raczej ustawienie dźwigni silników w pozycji CL tuż po starcie.
Każda zmiana trybu autopilota jest prezentowana w polu FMA (ang. Flight Mode Annunciator), jaki znajduje się w górnej części ekranu PFD. Jest on podzielony pionowo na 5 części, poziomo wyświetla 3 linie komunikatów.
Licząc od lewej, w pierwszej kolumnie wyświetlane są tryby sterowania ciągiem silników. W drugiej, tryby sterowania samolotem w płaszczyźnie pionowej (np. wznoszenie, opadanie). W trzeciej, tryby związane ze sterowaniem samolotem w płaszczyźnie poziomej (np. utrzymywanie odpowiedniego kursu). Czwarta kolumna prezentuje tryby związane z podchodzeniem do lądowania, zaś piąta pokazuje status (włączony/wyłączony etc.) systemów FD (opisane wyżej), systemu sterowania ciągiem czy systemu autopilota (status wyświetlany jest w kolorze białym).
Każdy tryb aktywny wyświetlany jest w pierwszej linii od góry, w kolorze zielonym. Włączenie trybu aktywnego powoduje otoczenie go na kilka sekund zieloną ramką. Gwiazdka przy trybie aktywnym informuje o przechwytywaniu danego trybu (np. ustalanie się na podejściu do lądowania).
Tryby przygotowane do uruchomienia (ang. armed - trudno przetłumaczalny zwrot, bo trudno powiedzieć "uzbrojone") są prezentowane w drugiej linii w kolorze jasnoniebieskim. Są to takie tryby, które włączą się automatycznie we właściwym dla nich momencie, tj. kiedy samolot znajdzie się w odpowiedniej konfiguracji. Kiedy już się włączą, ta automatyczna zmiana aktywnych trybów autopilota spowoduje oczywiście wyświetlenie danego trybu na zielono i otoczenie go zieloną ramką.
Istnieją 2 rodzaje "programowania" autopilota. Jak wcześniej wspomniałem, zmiany wprowadzane do autopilota mogą być krótkoterminowe lub długoterminowe. W przypadku długoterminowym, pilot ustawia zadaną wartość i wciska pokrętło, aby komputer przejął sterowanie lotem zgodnie z planem lotu. Jeśli pilot samodzielnie chce ustawić dany parametr, musi natomiast to pokrętło pociągnąć, aby aktywować tryb krótkoterminowy (selected).
Przez większość lotu samolot znajduje się w trybie długoterminowym (managed guidance). W tym przypadku, pilot wciska (PUSH) dane pokrętło. W okienku autopilota wyświetlają się poziome kreski oraz okrągła lampka obok napisu z wybranym parametrem. Oznacza to, że komputer FMGC kieruje samolotem, zgodnie z wprowadzonym do niego planem lotu. Jedyny parametr ZAWSZE wyświetlany w trybie managed to wysokość lotu - nigdy nie zastępują jej kreski. Cele osiągane przez FMGC (np. wysokość, prędkość, kurs, punkt nawigacyjny, do którego kieruje się samolot) wyświetlane są na ekranach (PFD/ND) w kolorze fioletowym.
Czasami zdarza się jednak (np. ze względu na ominięcie złej pogody lub zwiększenie separacji między samolotami), że samolot musi na chwilę zboczyć z zaprogramowanej trasy lub zmienić prędkość. Dajmy na to, kontroler życzy sobie, aby samolot zmienił na chwilę kurs. W takiej sytuacji pilot ciągnie do siebie pokrętło HDG (wybierając tryb selected; w okienku HDG wyświetli się obecny kurs samolotu) i obraca pokrętło kursu ustawiając żądaną wartość. Samolot zaczyna skręcać w kierunku, w jakim pilot obraca pokrętło. Taki tryb, oznaczany na ekranach pilotów kolorem jasnoniebieskim to tryb krótkoterminowy (ang. selected guidance). Jeśli po jakimś czasie pilot chce wrócić do zaprogramowanej trasy, wciska ponownie pokrętło kursu, na wyświetlaczu znów pojawiają się kreski i okrągłe lampki, FMGC przejął sterowanie kursem samolotu.
Wróćmy jednak na chwilę do zdjęcia z panelem FCU... Zaznaczam, iż nie jest moją intencją omawianie wszystkich przycisków, funkcji i trybów autopilota. Ta wiedza zastrzeżona jest dla pilotów (a sam przecież pilotem nie jestem). Zamierzam tylko poglądowo przedstawić działanie systemu, na podstawie wiedzy, jaką zgromadziłem.
Na panelu FCU znajdują się 2 okienka i 4 białe pokrętła (2 po lewej od przycisków włączania autopilota i 2 po prawej od tych przycisków), a także kilka przycisków (patrz niżej).
Na powyższym zdjęciu widać, że samolot leci na wysokości 36 000 stóp (patrz: okienko ALT). Samolot leci po trasie prowadzony przez komputer pokładowy, z prędkością obraną manualnie przez pilota w trybie selected równą 0.79 Mach>(czyli 79% prędkości dźwięku).
W pierwszym okienku, od lewej, wyświetlane są prędkość lotu oraz kurs samolotu. W okienku drugim, wysokość oraz prędkość wznoszenia/opadania. Pamiętamy oczywiście o tym, że w trybie managed, okienka te pokazują kreski - tylko wysokość jest pokazywana w każdej sytuacji.
Pierwsze pokrętło od lewej steruje prędkością. Wartość wyświetlana nad nim wskazuje prędkość w węzłach (SPD) lub wartościach Macha (MACH) - używanych na większych wysokościach. Wciśnięte, pokrętło sprawia, że komputer pokładowy utrzymuje prędkość zaprogramowaną w planie lotu. Aby samodzielnie ustawić zadaną prędkość, pilot ciągnie pokrętło do siebie i obraca nim ustawiając wybraną przez siebie wartość. Czarny przycisk na lewo od pokrętła prędkości, oznaczony "SPD/MACH" służy do przełączania się pomiędzy tymi wartościami. Jednak, tak jak wspomniałem, na dużych wysokościach nie używa się wskazań SPD.
Kolejne pokrętło (na analogicznych zasadach) steruje kursem samolotu (HEADING). Kurs ten w trybie selected guidance wyświetlany jest tuż nad pokrętłem kursu, oznaczony jest etykietą HDG i, jak się zapewne domyślacie, przyjmuje wartości od "001" do "360".
Aby zmienić wysokość lotu, pilot używa pokrętła znajdującego się dokładnie pod wskazaniem wysokości (trzecie białe pokrętło od lewej), po czym wciska je. Wtedy komputer pokładowy ustawia nową wysokość lotu jako wysokość przelotową, samolot zaczyna się wznosić/opadać.
Jeśli parametr ALT kontrolowany jest przez FMGC, to komputer respektuje wszelkie ograniczenia nawigacyjne na trasie (wysokość/prędkość).
Dajmy na to, że samolot opuszcza wysokość przelotową, zbliża się do lotniska i kontroler mówi pilotowi, że w danym punkcie nawigacyjnym samolot nie może znajdować się niżej niż, powiedzmy, 14 000 stóp (i/lub musi lecieć w tym miejscu z określoną prędkością). Pilot wprowadza te wartości ograniczające (ALT CSTR - altitude constraints) do komputera pokładowego i samolot automatycznie dostosowuje parametry ścieżki schodzenia (np. prędkość schodzenia) tak, aby w danym punkcie osiągnąć dane wartości. Jeśli jednak z jakiegoś powodu kontroler zniósłby ograniczenie, które wcześniej zalecił, pilot może pociągnąć do siebie pokrętło wysokości. Spowoduje to przejście w tryb OPEN CLIMB/OPEN DESCENT, w którym samolot wznosi się/opada bezpośrednio do zadanej wysokości, ignorując wszelkie ograniczenia prędkości/wysokości wprowadzone wcześniej do komputera pokładowego.
Wciśnięcie czarnego przycisku METRIC ALT powoduje, że na wyświetlaczu PFD (oprócz wskazań wysokości w stopach) prezentowana jest również wysokość w metrach.
Jeśli pilot chciałby ustawić konkretną prędkość wznoszenia/opadania (wyrażoną w stopach na minutę - FT/MIN), musi pociągnąć do siebie czwarte pokrętło od lewej, po czym obracając pokrętłem, ustawić zadaną prędkość. Wciśnięcie tego przycisku skutkuje jednak innym działaniem niż pozostałych - jak informuje etykieta (PUSH TO LEVEL OFF), samolot po wciśnięciu przycisku natychmiast wyrównuje lot i przechodzi do lotu poziomego.
Przycisk EXPED (ang. EXPEDITE) powoduje czasowe zwiększenie prędkości pionowej.
Przycisk APPR (ang. APPROACH) aktywuje tryb podejścia do lądowania.
A320 jest niewątpliwie najbardziej zaawansowanym technicznie samolotem pasażerskim. Nad całością lotu czuwają komputery, rola pilota w zasadzie ogranicza się do ich odpowiedniego zaprogramowania, kontroli oraz reakcji w sytuacjach awaryjnych (choć i tutaj komputery niektóre czynności wykonują automatycznie, bez udziału pilota, dla zapewnienia bezpieczeństwa). Jeśli nastąpi awaria jakiegoś systemu, informacje o tym wyświetlane są automatycznie na monitorze ECAM, wraz z procedurą awaryjną zawierającą czynności do wykonania przez pilota.
Kliknij tutaj, by zobaczyć informacje dotyczące zasad działania systemu Fly-By-Wire.