نظام التحكم في الطيران (FCS) للطائرة هو قطعة تقنية متطورة مصممة لضمان الاستقرار والدقة أثناء الرحلة. يعتمد على مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار لجمع البيانات في الوقت الفعلي حول سرعة الطائرة وارتفاعها واتجاهها وظروفها البيئية. إذن كم عدد أجهزة الاستشعار التي يمتلكها نظام التحكم في الطيران؟
يشتمل نظام التحكم في الطيران عادةً على 20 إلى 100 مستشعر بما في ذلك أجهزة استشعار بالقصور الذاتي وأجهزة استشعار الموضع وأجهزة استشعار الضغط وغيرها من أجهزة الاستشعار الحرجة مع كل مستشعر يستوفي وظيفة محددة لضمان استقرار الطائرة وأداءها وسلامتها.
في هذه المقالة ، سنستكشف أنواع المستشعرات المشاركة في نظام التحكم في الطيران ، ووظائفها ، ولماذا يختلف عدد المستشعرات حسب تصميم النظام.
جدول المحتويات
ما هي المستشعرات الموجودة في نظام التحكم في الطيران؟
لنأخذ غوصًا أعمق في فئات المستشعرات الموجودة في نظام التحكم في الطيران.
التطبيقات الرئيسية لجيروسكوب الألياف البصرية
1. أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي (وحدة القياس بالقصور الذاتي)
أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي ، مثل مقاييس التسارع ، الجيروسكوبات ، ومقاييس المغناطيسية ، هي مكونات أساسية في أي وحدة قياس بالقصور الذاتي (IMU) . تقيس هذه المستشعرات حركة الطائرة وتناوبها وتوجيهها. أنها الأساس لحساب الموقف والموقف والسرعة .
- مقاييس التسارع : قياس التسارع الخطي على طول محاور مختلفة (X ، Y ، Z) لتحديد سرعة الطائرة واتجاه الحركة.
- الجيروسكوب : قياس السرعة الزاوية والمساعدة في تحديد اتجاه الطائرة (الملعب ، لفة ، وياو).
- مقاييس المغناطيسية : قياس قوة واتجاه المجال المغناطيسي ، وهو أمر بالغ الأهمية لتحديد العنوان واستخدامه إلى جانب الجيروسكوبات لتحقيق الاستقرار في النظام.
المستشعرات بالقصور الذاتي مسؤولة عن توفير بيانات الاتجاه والحركة الدقيقة ، خاصةً عندما GPS أو الإشارات الخارجية غير متوفرة ، كما هو الحال أثناء العمليات المستقلة أو أنظمة الذبابة .
2. مستشعرات الموقف
مستشعرات الموضع موقع المكونات المختلفة داخل الطائرة ، مما يضمن المحاذاة المناسبة وحركة أسطح التحكم والأنظمة الأخرى. هذه المستشعرات جزء لا يتجزأ من تشغيل نظام إدارة الطيران (FMS) وأنظمة Autopilot .
- أنابيب Pitot : قياس الضغط الديناميكي لحساب السرعة الجوية وتحديد سرعة الطائرة.
- مستشعرات زاوية الهجوم (AOA) : قم بقياس الزاوية بين المحور الطولي للطائرة واتجاه تدفق الهواء. هذه المستشعرات ضرورية لاكتشاف ظروف المماطلة وتحسين الأداء
- مستشعرات GPS : توفير بيانات تحديد موقع دقيقة ، خاصة أثناء مراحل الحكم الذاتي أو التنقل. تعتبر بيانات GPS ضرورية للتنقل بعيد المدى وتسديد أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS) .
تمنح مستشعرات الموضع الطائرة القدرة على تتبع مسارها ، وتعديل مسار الرحلة ، وإجراء تصحيحات في الوقت الفعلي على أسطح الطيران بناءً على خطة الطيران .
3. أجهزة استشعار الضغط
أجهزة استشعار الضغط على نطاق واسع في نظام بيانات الهواء لمراقبة وتنظيم المعلمات مثل الارتفاع والسرعة الجوية وترسل معدلات الهبوط . هذه المستشعرات حيوية للحفاظ على استقرار الطيران وسلامة.
- مستشعرات الضغط البارومتري : قم بقياس الضغط الجوي في موقع الطائرة ، والذي يستخدم لحساب الارتفاع والسرعة الرأسية .
- نظام ضغط Pitot : يجمع بين كل من الضغوط الثابتة والديناميكية لحساب السرعة الجوية والارتفاع
تعتبر مستشعرات الضغط جزءًا لا يتجزأ من كمبيوتر بيانات الهواء ، والذي يعالج المدخلات من أنابيب Pitot ، وزاوية تحقيقات الهجوم ، وأنظمة أخرى لعرض بيانات الطيران الحاسمة لأنظمة الطيار وأنظمة التشغيل الآلي.
4. أجهزة استشعار حرجة أخرى
بالإضافة إلى أجهزة استشعار القصور الذاتي والموضع والضغط ، تعتمد أنظمة التحكم في الطيران الحديثة على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار الإضافية لأداء الطائرات الكلي:
- مستشعرات درجة الحرارة درجة الحرارة داخل المقصورة ودرجة الحرارة الخارجية ، والتي يمكن أن تؤثر
- مستشعرات تدفق الوقود وأجهزة استشعار الكمية : قياس معدل استهلاك الوقود وكمية الوقود في الخزان ، مما يساعد على تحسين إدارة
- مستشعرات مراقبة المحرك : تتبع المستشعرات معلمات المحرك مثل تدفق الوقود ودرجة الحرارة والضغط لضمان تشغيل
- مستشعرات الكشف عن الجليد : راقب وجود الجليد على أسطح الطائرات الحرجة مثل الأجنحة والذيل. يمكن لتراكم الجليد تعطيل تدفق الهواء ويقلل من الرفع ، بحيث تؤدي هذه المستشعرات إلى إزالة الأنظمة عند الضرورة .
لماذا تحتاج أنظمة التحكم في الطيران إلى العديد من المستشعرات؟
يلعب كل مستشعر دورًا فريدًا في الحفاظ على استقرار الطيران وسلامته.
يحرك عدد المستشعرات الحاجة إلى قياس المعلمات المختلفة لحالة الطائرة في الوقت الفعلي. التكرار ، يمكن للآخرين تولي مهمة القياس. هذا أمر بالغ الأهمية في التطبيقات العسكرية أو الطائرات التجارية ، حيث تعتبر السلامة هي الأولوية الأعلى.
أنظمة مكافحة الطيران المتقدمة: اندماج المستشعر
في أنظمة التحكم في الطيران الأكثر تقدماً ، Sensor Fusion بين البيانات من أجهزة استشعار متعددة لتوفير معلومات أكثر دقة وموثوقة للتحكم في الطيران. على سبيل المثال ، يمكن دمج البيانات من مقاييس التسارع ، الجيروسكوبات ، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) باستخدام الخوارزميات التي تزيل الضوضاء والتناقضات. تنشئ هذه العملية نظام ملاحة بالقصور الذاتي أكثر قوة (INS) ، وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات الطيران المستقل والعمليات عالية الدقة .
الطائرات الحديثة ، وخاصة الطائرات بدون طيار ذاتية الحكم والطائرات العسكرية ، اعتمادًا كبيرًا على هذا الانصهار المستشعر لإنشاء نظام مراقبة طيران أكثر كفاءة واستجابة.
IMUS الموصى بها لأنظمة التحكم في الطيران: دليل 688 ب مقابل دليل 900
عند اختيار وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) لنظام التحكم في الطيران ، من الأهمية بمكان اختيار مستشعر يلبي أداء نظامك واحتياجاتها الدقيقة. خياران فعالان للغاية من Guidenav هما Dide688b و Dide900 . كلاهما IMUS القائم على MEMS ، لكنهما يلبيان أنواعًا مختلفة من أنظمة التحكم في الطيران والتطبيقات. دعنا نستكشف هذين النموذجين ونحدد أي واحد يناسب احتياجاتك.
دليل 688 ب: اختيار موثوق للتطبيقات الدقيقة المتوسطة
دليل 688 ب هو ميمز ميمز مكون من عشرة محاور ، ويضم جيروسكوبات ثلاث محاور ، ومقاييس تسارع ثلاثية المحاور ، ومقاييس المغناطيسية ثلاثية المحاور ، ومستشعر ضغط البارومتري. هذا المزيج يجعلها مثالية للطائرات بدون طيار والطائرات الصغيرة التي تحتاج إلى دقة معتدلة في أنظمة التحكم في الطيران.
الميزات الرئيسية:
- تكوين مستشعر المحور عشرة : يتضمن أجهزة استشعار أساسية لتتبع الحركة الدقيقة.
- مضغوط وفعال من حيث التكلفة : مثالي للأنظمة الأصغر مع المتطلبات الدقيقة المتوسطة .
- الأداء العالي للأنظمة الواعية للميزانية : يقدم أداءً ممتازًا لتكلفته ، وخاصة في الطائرات بدون طيار من الدرجة التجارية.
أفضل التطبيقات : Dide688b الأنسب للطائرات بدون طيار والطائرات بدون طيار وطائرات صغيرة ذات متوسطة الدقة . إنه حل فعال من حيث التكلفة دون المساومة على الأداء للتحكم في الطيران في الوقت الفعلي .
دليل 900: IMU عالي الدقة لأنظمة التحكم في الطيران الحرجة
دليل 900 عبارة عن MEMU IMU من ستة محاور معروفة بأداءها المتفوق وأداء الانجراف المنخفض . يوفر دقة مماثلة لجراسوبات الألياف البصرية منخفضة الألياف (الضباب) ، مما يجعلها مثالية لأنظمة التحكم في الطيران عالية الأداء مثل الطائرات العسكرية ، الطائرات بدون طيار المتقدمة ، وتطبيقات الطيران .
الميزات الرئيسية:
- تكوين مستشعر ستة محاور : يوفر تتبع الحركة عالي الدقة مع انجراف منخفض .
- أداء يشبه الضباب : على الرغم من كونه يعتمد على MEMS ، إلا أنه يوفر أداءً مشابهًا لجراسوبات الألياف البصرية .
- توافق Stim300 : متوافق مع البروتوكولات المعيارية للصناعة ، مما يجعل من السهل الاندماج في أنظمة الطيران عالية الدقة .
أفضل التطبيقات : الدليل 900 في الطائرات العسكرية والفضاء والفضاء المتطورة التي تتطلب دقة فائقة واستقرار طويل الأجل . إنه الخيار المتوقع لأنظمة التحكم في الطيران عالية الدقة في البيئات الصعبة.
الميزات الرئيسية:
- تكوين مستشعر ستة محاور : يوفر تتبع الحركة عالي الدقة مع انجراف منخفض .
- أداء يشبه الضباب : على الرغم من كونه يعتمد على MEMS ، إلا أنه يوفر أداءً مشابهًا لجراسوبات الألياف البصرية .
- توافق Stim300 : متوافق مع البروتوكولات المعيارية للصناعة ، مما يجعل من السهل الاندماج في أنظمة الطيران عالية الدقة .
أفضل التطبيقات : الدليل 900 في الطائرات العسكرية والفضاء والفضاء المتطورة التي تتطلب دقة فائقة واستقرار طويل الأجل . إنه الخيار المتوقع لأنظمة التحكم في الطيران عالية الدقة في البيئات الصعبة.
مراجع
نظام التحكم في الطيران [^1] (FCS) للطائرة هو جزء متطور من التكنولوجيا المصممة لضمان الاستقرار والدقة أثناء الرحلة.
[^1]: يمكن أن يؤدي فهم دور نظام التحكم في الطيران إلى تعزيز معرفتك بسلامة الطائرات وأداءها ، وهو أمر حاسم لعشاق الطيران والمهنيين.
يتم استخدام أجهزة استشعار الضغط على نطاق واسع في نظام بيانات الهواء [^2] لمراقبة وتنظيم المعلمات مثل الارتفاع والسرعة الجوية والترسل/معدلات النسب. هذه المستشعرات حيوية للحفاظ على استقرار الطيران وسلامة.
[^2]: تعلم كيفية مساهمة أنظمة بيانات الهواء في الرحلات الجوية الأكثر أمانًا من خلال مراقبة معلمات الطيران الحرجة.
