El sistema de control de vuelo (FCS) de una aeronave es una pieza de tecnología sofisticada diseñada para garantizar la estabilidad y la precisión durante el vuelo. Se basa en una amplia variedad de sensores para recopilar datos en tiempo real sobre la velocidad, altitud, orientación y condiciones ambientales de la aeronave. Entonces, ¿cuántos sensores tiene un sistema de control de vuelo?
Un sistema de control de vuelo generalmente incluye de 20 a 100 sensores que incluyen sensores inerciales, sensores de posición, sensores de presión y otros sensores críticos con cada sensor que cumple una función específica para garantizar la estabilidad, el rendimiento y la seguridad de la aeronave.
En este artículo, exploraremos los tipos de sensores involucrados en un sistema de control de vuelo, sus funciones y por qué el número de sensores varía según el diseño del sistema.
Tabla de contenido
¿Qué sensores se encuentran en un sistema de control de vuelo?
Llegemos una inmersión más profunda en las diversas categorías de sensores que se encuentran en un sistema de control de vuelo.
Aplicaciones clave del giroscopio de fibra óptica
1. Sensores inerciales (unidad de medición inercial)
Los sensores inerciales , como acelerómetros , giroscopios y magnetómetros , son componentes esenciales en cualquier unidad de medición de inercia (IMU) . Estos sensores miden el movimiento, la rotación y la orientación de la aeronave. Proporcionan la base para calcular la actitud , la posición y la velocidad .
- Acelerómetros : mida la aceleración lineal a lo largo de diferentes ejes (x, y, z) para determinar la velocidad y la dirección de movimiento de la aeronave.
- Giroscopios : mida la velocidad angular y ayude a determinar la orientación de la aeronave (tono, rollo y guiñada).
- Magnetómetros : mida la resistencia y la dirección del campo magnético, que es crucial para la determinación del encabezado y se usa junto con los giroscopios para estabilizar el sistema.
Los sensores inerciales son responsables de proporcionar datos precisos de orientación y movimiento, especialmente cuando el GPS o las señales externas no están disponibles, como durante las operaciones autónomas o los sistemas de alambres .
2. Sensores de posición
Los sensores de posición rastrean la ubicación de varios componentes dentro de la aeronave, asegurando la alineación y el movimiento adecuados de las superficies de control y otros sistemas. Estos sensores son parte integral de la operación del sistema de gestión de vuelo (FMS) y los sistemas de piloto automático .
- Tubos de pitot : mida la presión dinámica para calcular la velocidad del aire y determinar la velocidad de la aeronave.
- Sensores de ángulo de ataque (AOA) : mida el ángulo entre el eje longitudinal de la aeronave y la dirección del flujo de aire. Estos sensores son cruciales para detectar las condiciones de parado y optimizar el rendimiento
- Sensores GPS : proporcione datos de posicionamiento precisos , particularmente durante las fases autónomas o de navegación. Los datos del GPS son esenciales para la navegación de largo alcance y la ayuda de los sistemas de navegación de inercia (INS) .
Los sensores de posición le dan a la aeronave la capacidad de rastrear su trayectoria , ajustar su ruta de vuelo y hacer correcciones en tiempo real a superficies de vuelo en función del plan de vuelo .
3. Sensores de presión
Los sensores de presión se usan ampliamente en el sistema de datos del aire para monitorear y regular parámetros como altitud , velocidad aérea y tasas de escaladas/descenso . Estos sensores son vitales para mantener la estabilidad y la seguridad del vuelo.
- Sensores de presión barométrica : mida la presión atmosférica en la ubicación de la aeronave, que se utiliza para calcular la altitud y la velocidad vertical .
- Sistema de presión estática Pitot : combina presiones estáticas y dinámicas para calcular la velocidad del aire y la altitud
Los sensores de presión son parte integral de la computadora de datos de aire , que procesa las entradas de los tubos de pitot , las sondas de ángulo de ataque y otros sistemas para mostrar datos de vuelo cruciales para los sistemas piloto y de automatización.
4. Otros sensores críticos
Además de los sensores inerciales, de posición y de presión, los sistemas de control de vuelo modernos dependen de una variedad de sensores adicionales para el rendimiento general de la aeronave:
- Sensores de temperatura : monitoree la temperatura dentro de la cabina y la temperatura externa, lo que puede afectar el rendimiento del motor , la gestión del combustible y los sistemas de deshicatamiento
- Sensores de flujo de combustible y cantidad : mida la tasa de consumo de combustible y la cantidad de combustible en el tanque, ayudando a optimizar la gestión
- Sensores de monitoreo del motor : estos sensores rastrean los parámetros del motor, como el flujo de combustible , la temperatura y la presión para garantizar un funcionamiento
- Sensores de detección de hielo : monitoree la presencia de hielo en superficies críticas de aviones como alas y cola. La acumulación de hielo puede interrumpir el flujo de aire y reducir la elevación, por lo que estos sensores desencadenan sistemas de deshicatamiento cuando sea necesario .
¿Por qué los sistemas de control de vuelo necesitan tantos sensores?
Cada sensor juega un papel único en el mantenimiento de la estabilidad y la seguridad del vuelo.
El número de sensores está impulsado por la necesidad de medir varios parámetros del estado de la aeronave en tiempo real. La redundancia de los sensores también mejora la seguridad al garantizar que si un sensor falla, otros pueden hacerse cargo de la tarea de medición. Esto es particularmente crítico en aplicaciones militares o aviones comerciales , donde la seguridad es la más alta prioridad.
Sistemas avanzados de control de vuelo: Fusión del sensor
En los sistemas de control de vuelo más avanzados, de fusión de sensores combinan datos de múltiples sensores para proporcionar información de control de vuelo aún más precisa y confiable. Por ejemplo, los datos de acelerómetros, giroscopios y GPS se pueden fusionar utilizando algoritmos que eliminan el ruido e inconsistencias. Este proceso crea un sistema de navegación inercial más robusto (INS) , que es crucial para el vuelo autónomo y las operaciones de alta precisión .
Los aviones modernos, especialmente los drones autónomos y los aviones de combate militar , dependen en gran medida de esta fusión del sensor para crear un sistema de control de vuelo más eficiente y receptivo.
IMU recomendado para sistemas de control de vuelo: guía688b vs. guía900
Al seleccionar una unidad de medición inercial (IMU) para un sistema de control de vuelo , es crucial elegir un sensor que satisfaga las necesidades de rendimiento y precisión de su sistema. Dos opciones altamente efectivas de GuidenAV son la guía688b y la guía900 . Ambas son IMU basadas en MEMS, pero atienden a diferentes tipos de sistemas y aplicaciones de control de vuelo. Exploremos estos dos modelos y determinemos cuál se adapta a sus necesidades.
Guía688b: una opción confiable para aplicaciones de precisión media
El guía688b es una IMU MEMS de diez ejes , con giroscopios de tres ejes, acelerómetros de tres ejes, magnetómetros de tres ejes y un sensor de presión barométrica. Esta combinación lo hace ideal para UAV y aviones pequeños que necesitan precisión moderada en sus sistemas de control de vuelo.
Características clave:
- Configuración del sensor de diez eje : incluye sensores esenciales para un seguimiento preciso de movimiento.
- Compacto y rentable : ideal para sistemas más pequeños con requisitos de precisión media .
- Alto rendimiento para sistemas conscientes del presupuesto : ofrece un excelente rendimiento por su costo, particularmente en UAV de grado comercial.
Las mejores aplicaciones : la Guía688B es la más adecuada para UAV , drones y pequeños aviones con necesidades de precisión media Es una solución rentable sin comprometer el rendimiento para el control de vuelo en tiempo real .
Guía900: IMU de alta precisión para sistemas críticos de control de vuelo
El Guide900 es un IMU MEMS de seis ejes conocido por su precisión superior y su bajo rendimiento de deriva. Ofrece una precisión comparable a los giroscopios de fibra óptica de gama baja (FOG) , por lo que es ideal para sistemas de control de vuelo de alto rendimiento, como aviones militares , UAV avanzados y aplicaciones aeroespaciales .
Características clave:
- Configuración del sensor de seis ejes : proporciona un seguimiento de movimiento de alta precisión con baja deriva .
- Rendimiento similar a la niebla : a pesar de estar basado en MEMS, ofrece un rendimiento similar a los giroscopios de fibra óptica .
- Compatibilidad de STIM300 : compatible con los protocolos estándar de la industria, lo que facilita la integración en sistemas de vuelo de alta precisión .
Las mejores aplicaciones : la Guía900 sobresale en militar , aeroespacial y de alta gama que requiere una precisión superior y estabilidad a largo plazo . Es la opción de referencia para los sistemas de control de vuelo de alta precisión en entornos exigentes.
Características clave:
- Configuración del sensor de seis ejes : proporciona un seguimiento de movimiento de alta precisión con baja deriva .
- Rendimiento similar a la niebla : a pesar de estar basado en MEMS, ofrece un rendimiento similar a los giroscopios de fibra óptica .
- Compatibilidad de STIM300 : compatible con los protocolos estándar de la industria, lo que facilita la integración en sistemas de vuelo de alta precisión .
Las mejores aplicaciones : la Guía900 sobresale en militar , aeroespacial y de alta gama que requiere una precisión superior y estabilidad a largo plazo . Es la opción de referencia para los sistemas de control de vuelo de alta precisión en entornos exigentes.
Referencias
El sistema de control de vuelo [^1] (FCS) de una aeronave es una pieza de tecnología sofisticada diseñada para garantizar la estabilidad y la precisión durante el vuelo.
[^1]: Comprender el papel del sistema de control de vuelo puede mejorar su conocimiento de la seguridad y el rendimiento de las aeronaves, crucial para los entusiastas de la aviación y los profesionales.
Los sensores de presión se usan ampliamente en el sistema de datos del aire [^2] para monitorear y regular parámetros como altitud, velocidad aérea y tasas de escaladas/descendencia. Estos sensores son vitales para mantener la estabilidad y la seguridad del vuelo.
[^2]: Aprenda cómo los sistemas de datos aéreos contribuyen a vuelos más seguros al monitorear los parámetros de vuelo críticos.
