Domanda:
Gli aerei hanno accelerometri?
Erik
2020-02-19 04:22:08 UTC
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Gli aerei moderni utilizzano accelerometri o altre apparecchiature simili per misurare le forze g sull'aereo? Potrei immaginare che venga utilizzato come indicatore di ispezione / servizio, in particolare dopo atterraggi duri. O gli atterraggi duri e altri regimi di volo forzati in genere non pongono problemi strutturali significativi?

Aggiorna. In relazione alla determinazione delle ispezioni all'atterraggio duro:

Da Aero Magazine sulle ispezioni condizionali Boeing

Sezione sulle modifiche AMM:

Boeing sta modificando il 737 AMM, sezione 05-51, e rivedrà gli AMM per altri modelli di aeroplani progettati da Boeing, per includere questi valori di accelerazione verticale (tabella 1). Per gli aeroplani progettati da Douglas, valori simili vengono generati e saranno disponibili negli AMM all'inizio del 2001. I valori sono intesi come soglie che possono essere utilizzate per determinare se è necessaria un'ispezione per l'atterraggio duro. Se l'equipaggio di condotta conclude di aver subito un atterraggio violento, le ispezioni condizionali dell'AMM dovrebbero essere eseguite anche se le letture dell'accelerazione non superano i valori aggiunti all'AMM. I valori dell'accelerazione verticale devono essere utilizzati dagli operatori, in aggiunta o al posto del giudizio dell'equipaggio di condotta, per avviare le ispezioni di manutenzione condizionale.

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Fonte: Aero Magazine

Dato che molte leggi FBW sono basate sulle forze G, sarebbe sorprendente se l'F16, l'A320, ... non fossero dotati di accelerometro.
Gli accelerometri sono la base dei moderni giroscopi a velocità ampiamente utilizzati.
@PeterSmith Non vuoi dire che gli accelerometri sono la metà della base delle unità di misura intertiali? L'altra metà è costituita da giroscopi. A meno che non si consideri che i giroscopi di velocità che utilizzano l'accelerazione di coriolis siano una forma di accelerazione.
OP, la semplice risposta alla tua domanda è "Sì, ovviamente, ovunque". OP, sembra che ti concentri in particolare sulle cose per l'atterraggio. Anche mettendo completamente da parte questo problema, la risposta è semplicemente "sì, certo".
Una risposta intelligente qui sarebbe "supponendo che gli umani siano a bordo, sì". (Ogni essere umano ha almeno un telefono; ogni telefono ha molti accelerometri.)
Sei risposte:
Jan Hudec
2020-02-19 12:55:08 UTC
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La maggior parte degli aerei moderni, che include aerei di linea a lungo raggio dal 1970 circa, tutti aerei di linea da non molto tempo dopo, e praticamente qualsiasi cosa con cockpit di vetro, hanno accelerometri molto precisi per tutti e tre gli assi, come parte del sistema di riferimento inerziale .

Sono strumenti importanti per l'autopilota, in quanto forniscono un feedback più veloce sull'effetto delle deviazioni di controllo rispetto ai riferimenti dei dati aerei, ed essenziali per la navigazione come riferimento incrociato per rilevare errori GPS e la navigazione inerziale serve come backup per il GPS (e servito come navigazione principale sugli oceani prima dell'ampia disponibilità del GPS). Airbus (da A320) definisce anche il comando di beccheggio tramite accelerazione verticale nella legge normale. E sì, sono anche usati per rilevare atterraggi duri e la loro gravità.

Il pilota non vede mai l'uscita dell'accelerometro diretto tranne che nei caccia e negli aerei acrobatici (beh, quasi mai; ci sono un paio di altri casi ).

+1 Mi piace questa risposta perché specifica che, nella maggior parte dei casi, il pilota non vede effettivamente il valore
A proposito, i sistemi inerziali richiedono anche giroscopi o sensori di velocità angolare oltre agli accelerometri, ei loro dati devono essere integrati e fusi con un riferimento esterno per una precisione a lungo termine, quindi di solito servono integrati con il GPS e per un po 'il sistema inerziale consente la navigazione durante le interruzioni del GPS.
@JanHudec: Hai ragione, sto confondendo il meccanismo utilizzato nei mems per rilevare la velocità dalla forza di Coriolis. Non rilevante per la misurazione. Consentitemi di eliminare le mie precedenti osservazioni fuorvianti.
@copper. Che, in una nota a margine, l'accelerazione lineare può e veniva misurata utilizzando giroscopi. Se si monta un giroscopio in modo che possa ruotare solo attorno a un asse, la precessione sarà dovuta all'accelerazione lineare e il suo orientamento corrisponderà alla velocità lineare integrata. I primi sistemi di navigazione inerziale lo facevano in questo modo.
@JanHudec: Sospetto che tu lo sappia già, ma in modo vagamente simile i mems gyros. hanno due masse oscillanti 'contro' che rispondono alla rotazione, la forza di Coriolis cambia la capacità tra loro che può essere misurata.
Beh, non so, alcuni velivoli sono pensati per essere in grado di effettuare manovre acrobatiche occasionali sul lato, e quindi avere g-meter, anche se il volo acrobatico non è la loro missione principale. Per esempio. la maggior parte degli alianti Schweizer 2-32. È un "aereo acrobatico"? Può essere...
Michael Hall
2020-02-19 04:51:21 UTC
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Penso che sia necessario definire velivolo "moderno", la domanda è piuttosto ampia così com'è. E anche l'interpretazione di ciò che intendi potrebbe variare. cioè ti riferisci a un quadrante in tempo reale che mostra i G effettivi nell'abitacolo?

Come ha notato un tranquillo volatore, come strumento di riferimento un accelerometro è molto importante per il volo acrobatico.

Tuttavia, sebbene uno strumento in tempo reale non sia necessario per un vettore aereo più grande, gli accelerometri che trasmettono i dati a un registratore di dati di volo per le indagini sugli incidenti e la registrazione dei dati del ciclo di vita per i calcoli della fatica della cellula sono importanti.

La maggior parte degli aerei dell'aviazione generale moderna però non li ha.

Qualsiasi aereo con un sistema AHRS molto probabilmente utilizzerà gli accelorometri nella soluzione di assetto.
Buon punto. Evidenzia il mio punto, tuttavia, è la domanda su un indicatore della cabina di pilotaggio o un registratore di dati della forza di stress? Oltre all'atteggiamento, cosa potrebbe produrre un'uscita dell'accelerometro AHRS? Un G-1000 registrerà un sovraccarico strutturale?
Tecnicamente, "accelerometro" è il sensore stesso, ed è così che interpreterei la domanda. In questo caso, _ la maggior parte_ ma gli aerei più semplici li hanno, principalmente come parte di sistemi di controllo e / o navigazione automatici / aumentati.
@Zeus, questa è un'interpretazione, ma poiché la domanda ha menzionato specificamente la misurazione delle forze G e il "metro" nell'accelerometro mi fa visualizzare l'indicatore della cabina di pilotaggio che conosco, l'ho interpretato in modo diverso. Quindi, un sensore che alimenta un sistema di navigazione comune a GA registrerebbe le forze G in un modo che può essere letto dal pilota e / o dal personale di manutenzione?
Perché GA? La domanda non è limitata a GA; semmai, una persona a caso penserebbe più probabilmente agli aerei di linea per impostazione predefinita. Ma anche in GA, quegli aeroplani che sono dotati di AHRS (es. Suite G1000), possono visualizzare una pagina tecnica con tutte le accelerazioni. Ma è vero che i piloti normalmente non fanno riferimento all'accelerazione / forza G (tranne che per acrobazie / caccia), quindi non è comune avere l '_indicatore_ nell'abitacolo.
Il mio Dynon Skyview EFIS utilizza i dati dell'accelerometro dal suo AHRS per far apparire un display del misuratore G quando il carico supera un livello configurabile (1,6 g per impostazione predefinita, IIRC) e fornisce un avviso acustico "geez!" se si supera un'altra soglia configurabile. Anche questi dati vengono registrati.
@pericynthion, è piuttosto interessante, non lo sapevo! Qualcuno sa se questo tipo di funzionalità è disponibile nel GTN-650?
@Zeus, perché uno di noi dovrebbe fare delle supposizioni sull'intento dell'OP o su cosa potrebbe pensare una persona a caso ?! Tutta la domanda detta era "moderna", e nella mia risposta l'ho criticata. E non ho limitato la mia risposta a GA, l'ho scomposta tra un aereo acrobatico che necessita di G in tempo reale, a un aereo di linea che necessita di dati di stress, a un aereo GA (quadrante rotondo) che non ce l'ha. Se hai una risposta migliore, pubblicala e competiamo per i voti.
@michaelhall Non credo che il GTN-650 abbia nemmeno alcun collegamento con un AHRS
+1 per l'affaticamento della cellula poiché nella domanda sono presenti problemi strutturali.
Punti interessanti nei commenti. La questione riguardava principalmente il sovraccarico strutturale negli aerei di linea, ad esempio un avviso all'equipaggio o alla manutenzione che un dato incidente andava oltre una soglia prestabilita. Detto questo, sono benvenute anche ulteriori informazioni sulla navigazione e gli indicatori in altri tipi di aeromobili, GA e acrobazie aeree / combattenti
Il Kanardia Horis EFIS installato nel mio aliante mostra la forza g su un misuratore sullo schermo che è troppo piccolo per essere praticamente utilizzato per l'acrobazia (anche se le manovre che ne richiedono seriamente uno non sono realmente adatte per l'aereo, che ha una categoria di navigabilità di " semi-acrobatico "). I sensori di accelerazione sono essenziali affinché l'unità funzioni come un orizzonte artificiale per il volo sulle nuvole, ma il display g in tempo reale è essenzialmente un espediente e, francamente, se lo perdessi nel cloud, preferiresti non saperlo che g stavi tirando!
@Erik, lo sappiamo ora, ma quando dici semplicemente "moderno" apri le cose all'interpretazione. E come puoi vedere, i piloti e gli ingegneri la pensano diversamente!
@MichaelHall In effetti lo fanno - lo terrò a mente quando posterò la prossima volta. Grazie per la tua risposta e commenti
Pete Kirkham
2020-02-20 07:00:15 UTC
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Quando lavoravo nel settore all'inizio degli anni 2000, gli Eurofighters avevano i sensori g che registravano durante il volo e ti mettevano in un regime di servizio motore diverso al di sopra di un certo limite. C'era un fermo corrispondente sulla leva (non sicuro se virtuale o fisico) che avvisava i piloti se stavano per superare il limite.

Venti anni dopo, data l'economicità dei moderni sensori mems, io ' d trovo improbabile che qualsiasi motore di aeromobili di grandi dimensioni sia privo di accelerometri, sebbene nella maggior parte dei casi è più probabile che vengano utilizzati per monitorare le vibrazioni o la vita a fatica rispetto al carico g. Una rapida ricerca trova molti fornitori, ad es. Meggitt, che elenca i seguenti usi, ma non specifici motori o strutture dei velivoli su cui vengono utilizzati:

I nostri accelerometri piezoelettrici sono ideali per un'ampia gamma di jet applicazioni per motori (civili e militari), elicotteri e spaziali:

  • monitoraggio di motori a turbina a gas
  • analisi delle vibrazioni della struttura del velivolo
  • analisi del cambio
  • analisi dei cuscinetti [ecc]
Gli Eurofighter sono piuttosto diversi dai Cessna, dai Pipers e tali che mi aspetto che la maggior parte di noi voli, ed entrambi sono diversi dagli aerei di linea commerciali.
user46893
2020-02-19 10:26:14 UTC
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Certo che lo fanno. Puoi trovarli praticamente in qualsiasi cabina di pilotaggio dai moderni aerei di oggi fino agli anni '30 circa. Ecco un esempio. Accelerometer

Strano. Concedo che la mia esperienza è abbastanza limitata, ma non ne ho mai visto uno. E perché quello nella tua foto mostra -5 (g, suppongo)?
C'è un pulsante di ripristino. Inoltre quello è VECCHIO!
"Quasi tutti"? Stai escludendo GA?
Esattamente. Cos'è GA?
Inoltre esclude gli aerei di linea. Non li hanno neanche loro. La parte "praticamente qualsiasi" di questa risposta non è corretta.
Erik sta chiedendo sensori, non misuratori.
@jamesqf Quell'unità ha una funzione di blocco (ruotata da un cacciavite sul retro) per il trasporto dell'unità quando non è installata su un aereo, proteggendola dai danni tenendo tutti e tre gli aghi contro il fermo inferiore.
@user46893, se non sai che GA sta per General Aviation, non sei assolutamente qualificato per fare un'affermazione così ampia (e non motivata) come hai fatto nella tua risposta. Quando è stata l'ultima volta che sei stato in una cabina di pilotaggio e hai visto uno strumento del genere, e che tipo di aereo era?
Alcuni g-metri avevano max. & min. braccia per una rapida consultazione.
@jamesqf perché alcune manovre comportano g negativo
@Pete Kirkham: Sì, mi rendo conto che alcune manovre comportano una g negativa (anche se personalmente non mi interesserebbe una che coinvolge -5g :-)) Ma l'unità non è su un aereo di manovra, è tenuta nella mano di qualcuno, quindi dovrebbe mostrare 0 o +1 (a seconda di cosa usi come riferimento) /
@jamesqf scusa, il mio malinteso
Carlo Felicione
2020-02-19 22:21:29 UTC
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Dipende dall'aereo in questione. Gli aeroplani usati per acrobazie aeree o combattenti militari li porteranno comunemente come riferimento per i piloti su quanto duramente stanno caricando l'aereo in qualsiasi momento, anche se molti buoni piloti acrobatici hanno abbastanza tempo da poter percepire cinesteticamente quanto sono duri caricare l'aereo.

Gli aeromobili della categoria trasporto non trasportano contatori G in quanto non sono molto utili per i loro profili di volo. Gli atterraggi duri sono misurati cinesteticamente e dalla velocità verticale al touchdown. Supera determinate metriche e l'aereo verrà ispezionato dal protocollo.

Sospetto che Gz faccia parte del supporto per il rilevamento di atterraggi duri * automatici * su alcuni aerei di linea (credo che Airbii sputerà automaticamente un rapporto se atterri abbastanza duramente)
kraligor
2020-02-20 17:20:46 UTC
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È stata data una risposta per i grandi velivoli, quindi solo come nota a margine: i multicotteri ("droni") hanno accelerometri (e altri sensori) come parte integrante del loro computer di volo. Senza di esso cadrebbero dal cielo abbastanza rapidamente.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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