La empresa Sujoi está integrando sistemas de control eléctricos para controlar las superficies de control del Su-57, el caza de 5° generación. Se espera que los cambios estén listos en 2022.
El Su-57, como otros modelos, utiliza sistemas hidráulicos para mover las superficies de control. Fueron introducidos por primera vez en los años 40 porque la velocidad y dimensiones del avión hacía que fuese cada vez más complicado para el piloto aplicar la fuerza necesaria para moverlos. El P-38 Lighting fue el primer caza en recibirlos.
El Su-57, como otros modelos, utiliza sistemas hidráulicos para mover las superficies de control. Fueron introducidos por primera vez en los años 40 porque la velocidad y dimensiones del avión hacía que fuese cada vez más complicado para el piloto aplicar la fuerza necesaria para moverlos. El P-38 Lighting fue el primer caza en recibirlos.
Su-57 (Copyrigth desconocido).
Estos sistemas también tienen desventajas, son más vulnerables al fuego enemigo, el mantenimiento es más complicado y siempre existe el riesgo de fugas. Un sistema eléctrico ocupa menos espacio y es más ligero. Curiosamente, el Fw 190 ya empleaba motores eléctricos para mover algunas superficies de control
El piloto de pruebas Oleg Mutovin ha explicado el tema:
"En vuelo un avión maniobra moviendo las denominadas superficies de control: alerones, estabilizadores, timones, etc. Antes de la era de aviación a reactor, los pilotos podían controlar el avión sin la ayuda de actuadores, pero cuando los aparatos pasaron a utilizar reactores, su carga de combate y velocidad aumentó, por lo que la fuerza de los pilotos no era suficiente. Por lo tanto, los fabricantes de aviones comenzaron a introducir activamente actuadores hidráulicos: "boosters". Sin ellos, pilotar un avión de combate moderno es físicamente difícil, casi imposible.
...
En algunos aviones modernos, la presión supera 300 atmósferas. Por lo tanto, cualquier daño en un conducto hace que todo el líquido salga expulsado en cuestión de segundos, y el sistema deja de funcionar. Desafortunadamente, yo mismo he estado en esta situación
...
Cuando se utilizan motores eléctricos de alta velocidad, se conectan cables en lugar de líneas de alta presión. Se pueden duplicar muchas veces y extenderse por el área. Por lo tanto, el daño no deshabilitará por completo la unidad. Además, no necesita líquidos, que a menudo son inflamables y tóxicos. En el futuro, se puede ahorrar el peso de las bombas hidráulicas y los conductos"
A los que les gusten los documentales sobre accidentes aéreos quizás el tema le suene. En 1989 el motor central de un DC-10 de United Airlines se desintegró en vuelo, y los álabes/fragmentos cortaron o perforaron los 3 conductos hidraulicos del avión. Los pilotos lograron la proeza de aterrizar utilizando los motores para dirigir el avión, aunque hubo que lamentar 112 muertos.
Fuentes y enlaces de interés:
- https://iz.ru/999344/anton-lavrov-aleksei-ramm
- https://en.wikipedia.org/wiki/United_Airlines_Flight_232
Muy extraño ese cambio tan importante ahora.
ResponderEliminarCuriosidad: Respecto a los exfuerzos del piloto, en el joystick de cualquier caza y otras aeronaves hay una "seta" que se mueve con el pulgar en cualquier dirección y sirve para trimar y hay que hacerlo constamente de manera "inconsciente" para conseguir un punto de mínimo esfuerzo para el brazo del piloto, porque si no trimas al punto ideal, la palanca se vuelve tan dura que se hace complicado volar.
Así es, se ajusta por ejemplo cuando el avión trepa, de tal manera que apenas tienes que hacer fuerza.
EliminarQuizás tenga que ver este cambio repentino con el accidente del 1er ejemplar que iba a entrar en servicio.
EliminarSaludos
EliminarHay comentarios sobre eso, ya que se decía que el fallo fue en la superficie de control trasera durante una prueba de maniobras extremas, aunque se ha desmentido y el fabricante afirma que son "mejoras" que se están aplicando al aparato, el F-35 utiliza un sistema híbrido de actuadores electro-hidráulicos (EHA),
Que son autocontenidos y controlados electrónica ente, los rusos se han ido por una solución totalmente electrica.
Qué interesante eso que señalas que el F-35 utiliza un sistema mixto. Seguramente por motivos de seguridad y fiabilidad.
EliminarFeliz día Alejandro. Gracias por el blog!
ResponderEliminarLos aviones soviéticos de los 50' como el Fitter tenían fama de ser muy exigentes físicamente. Debería chequear si tenían controles hidráulicos.
ResponderEliminarHola, estoy confundido, pense que los cazas de hoy dia eran de mandos electricos,no entiendo a que se refieren.
ResponderEliminarEsto quiere decir que los famosos fly-by-wire nunca fue tan así. Siguen utilizando actuadores hidráulicos. Me llamaba la atención hace rato en varios aparatos de 4 generación...como el typhoon por ejpejem
ResponderEliminarSaludos
EliminarBueno, es que antiguamente las palancas y pedales de los sistemas de control del aparato estaban conectadas a las bombas o válvulas que controlaban el sistema hidráulico, lo que el esfuerzo físico era mayor, los sistemas fly-by-wire las palancas o pedales tienen sensores o interruptores que van a sistemas de control electrónico muy sofisticados que controlan las bombas, válvulas y actuadores del sistema hidraulico.
Fly-by-wire significa que hay una computadora que "interpreta" que es lo que el piloto quiere hacer, y mueve las superficies de control para que el avión haga la maniobra correspondiente. No elimina los sistemas hidráulicos que son los que efectivamente mueven las superficies de control.
Eliminarexactamente. esto lo tenia claro, por eso puse arriba lo del mito. muchas veces en revistas militares se tomaba como literal como haciendo alusion a que ya no usaban sistemas hidraulicos...siempre recuerdo esto, por el MiG-29, que utilizaba una computadora analoga en vez de fly-by-wire para el control de aparato.
EliminarMe explico mejor para no liarles.
ResponderEliminarYo hablaba del trimado/compensación. Es independiente de si el control de vuelo es fly By Wire o no lo fuera. De hecho existe el auto trim.
En el fly By Wire, el piloto actua sobre la palanca de control que en el caso del F-16 casi ni se mueve, solo milímetros, es más un detector de presión que otra cosa y la información se transmite electrónicamente a la computadora de vuelo y esta se encarga de gestionar los actuadores de vuelo de timones, alerones, flaps, etc, que lo normal es que sean hidráulicos los mencionados actuadores, pero también pueden instalar un motor eléctrico a mover alerones (futuro caso del Su-57 por ejemplo).
El trimado o compensación lo que consigue es reducir el esfuerzo del piloto porque no tiene que actuar constantemente sobre la palanca de control para mantener altitud o rumbo, sobre todo es el caso de las palancas centrales como el F-18 por ejemplo, que sí tiene bastante movimiento y el F-18 tiene fly by Wire, pero la palanca ofrece cierta resistencia al movimiento. Por ejemplo, llegas a la altura de crucero, si no trimas/compensas, vas a estar constantemente haciendo correcciones con la palanca si quieres mantener el vuelo estable y es cansado, con la "seta" incluida en joystick trimas/compensas y el avión vuela "solo" , estable, sin esfuerzo. Es algo difícil de explicar, hay que sentirlo actuar para entenderlo bien.
Más cosas curiosas del fly By Wire. Por ejemplo la computadora de vuelo (FCC) del F-18 (y otros) tiene un protector de Gs, la idea es no forzar la estructura del avión, que es algo mucho más delicado de lo que nos imaginamos. El piloto puede querer hacer algo pero la FCC lo va a limitar. Ese límite se puede desconectar con un simple interruptor y te permite un extra del 33% pero no más allá.
Gracias Molotov por tu explicación. El fly-by-wire no significa que los actuadores sean hidráulicos o eléctricos.
EliminarSi fuera así el primer 'fly-by-wire' hubiera sido el Fw-190 y no lo fue. ;)
Lo que significa fly-by-wire es que el piloto no controla directamente los actuadores.
Es correcto?
Significa que no hay conexión física por medio de lineas hidráulicas, cables de acero con poleas o barillas metálicas desde la palanca de control a los actuadores, porque en medio hay una computadora de vuelo.
EliminarCaso del F-18 (Parte del manual está en internet, jejeje)
2.8.2.2.2 Control Stick. The stick grip contains the pitch and roll trim switch, sensor control switch,
air-to-ground weapon release button, gun/missile trigger, air-to-air weapon select switch, undesignate/
nosewheel steering button and on aircraft 164279 AND UP, the RECCE event mark switch. An autopilot/nosewheel steering disengage switch (paddle switch) is mounted below the stick grip (see
figure 2-13). Stick position sensors transmit an electrical signal proportional to stick displacement from
neutral to the flight control computers.
2.8.2.2.3 Rudder Pedals. Movement of the rudder pedals transmits a proportional electrical signal
to the flight control computers. The rudder pedals are also used for nosewheel steering and brakes. In
F/A-18B and F/A-18D aircraft configured as trainers, the rear cockpit pedal input can cancel front
cockpit pilot input. In F/A-18D aircraft 163986 AND UP configured for night attack, the rear cockpit
rudder pedals are fixed and disconnected from the brakes, rudder, and nosewheel steering.
2.8.2.7 Flight Control Computers (FCC). Two flight control computers (FCC A and FCC B) provide
the computations which determine the flight characteristics. Electrical signals generated by movement
of the stick grip and rudder pedals are transmitted (each signal on four different channels) to both
FCC. The computers use the pilot inputs and inputs from various aircraft and internal sensors to determine proper outputs to the control actuators for desired aircraft response. The multiple channel
inputs and outputs are continuously monitored by the FCC for agreement. When there is disagreement,the erroneous signal is discarded or, if this cannot be determined, the control system is automatically switched to a degraded mode which does not use that signal. For survivability, one
channel from each computer is routed through the upper part of the aircraft and the other channel is
routed through the lower part. The stabilator and trailing edge flap servos receive four channel signals
from the FCC. The aileron, rudder, and leading edge flap servos receive two channel signals. FCC A is
powered by the essential 28 volt dc bus. FCC B is powered by the right 28 volt dc bus. Both computers
are normally cooled by avionics air but ram air can be selected for FCC A cooling. The FCCs are
provided with separate power inputs which are connected directly to the battery/charger. FCC A is
connected to the emergency battery and the FCC B is connected to the utility battery. Should a power
interruption occur on the main DC bus, sensors within the flight control computer automatically switch
to the backup power source for up to 7 seconds. This ensures the flight control computers have
uninterrupted power to maintain full FCES performance during all predictable bus switching
transients.
El trim del que habla Molotov se hace en una avioneta girando una rueda. La vas ajustando hasta que notas que no tienes que hacer fuerza en la palanca para mantener la dirección. Son instalados en alerones, timón de profundidad y elevadores.
Eliminarhttps://en.wikipedia.org/wiki/Trim_tab
si es interesante esto de los actuadores y como funciona realmente un aparato en vuelo. el MiG-21 en su ultima variante y mig-23 en adelante tenian sistemas de gestion de fuerzas G, que impedian sacar el aparato del limite estructural del avion. tengo entendido que el Mirage 2000, es de los pocos aparatos capaces de superar las 9G positivas (10G), pero no se si alguno piloto lo habra hecho realidad, en alguna excibision aerea oh no...pero el caso es que los actuadores hidraulicos siguen en uso a pesar del siglo en el que estamos
Eliminares complejo este tema de los sistemas hidraulicos. personalmente trabaje en la marina mercante y una vez ocurrio un accidente por una fuga en una mangera. y pudo haber sido fatal, se cayo el brazo de una grua en plena faena
EliminarEsa modificación es una auténtica chapuza. Esa modificación traerá de paso muchas otras cosas de pesos y compatibilidades .y muchas más horas y tiempo de pruebas
ResponderEliminarPues sí. En mi opinión ocultan algo para hacer un cambio tan radical a estas alturas de la película con la producción recién iniciada. Me huelo que necesitan reducir a toda costa el peso del avión, quizás el que ganó con los refuerzos estructurales que tuvieron que hacerle en diferentes partes de la estructura.
EliminarNo veo cual es el problema. En mi opinión se trata de una evolución. Si el sistema hidráulico hubiese dado problemas sería más fácil solucionar los problemas.
EliminarEn cuanto al peso, es poco teniendo en cuenta lo que pesan otros componentes. Aparte de que todos los modelos modernos tienen cierto margen.
Quizás tenga que ver con el tema del motor definitivo, que lógicamente traerá otro software de control de vuelo, y supongo "mejoras de control" -es posible que en realidad no sean mejoras sino que simplemente la agenda de desarrollo vaya así. Cuestión de peso lo dudo porque los nuevos motores serán al parecer 30% más livianos y como bien dice alejandro, todo avión debe tener márgenes, y se puede jugar con otros pesos, como el combustible, que para el caso del Su-57 pues la carga es bastante amplia.
EliminarIncluso el mismo Su-27 tiene una tolerancia al peso para no afectar las prestaciones, si no me equivoco las prestaciones que da sukhoi están condicionadas con aprox 60-70% de la capacidad total de combustible, si se rebasa esa cantidad el avion será de otro cuidado. Aunque sería una barbaridad llenarle los tanques a un Su-27.
Basándome en tu comentario de ese 30% más liviano (lo desconozco) y solo como curiosidad deduzco que: Se viene TOCHO!!!! :)
EliminarSabemos que en un avión hay un centro de gravedad que hay que respetar. Si el nuevo motor tiene un 30% menos de peso, en los modelos actuales han tenido que poner contrapesos en la parte delantera del fuselaje. Lo mismo con el sistema hidráulico o lo que sea que tengan previsto cambiar más adelante. Todo lo que tengan previsto no supone un problema, nadie lo discute.
Lógicamente todo esos contrapesos influyen en el peso máximo de aterrizaje, es el que es por diseño, no se puede superar, y de momento por lo que veo, en los modelos actuales del Su-57 (no definitivos) deduzco que han tenido que reducir la carga de combustible o la carga de armas o combinación de ambas para no superar el límite de peso en el momento de aterrizar. Lo recuperarán cuando retiren contrapesos.
"Incluso el mismo Su-27 tiene una tolerancia al peso para no afectar las prestaciones"
Sí claro, PASA EN TODOS LOS AVIONES. A medida que cargas el avión las prestaciones se reducen por varios motivos.
Pongamos un ejemplo real: Caso del F-18A que es el que más conozco.
El F-18 está diseñado para +7,5G y -3G y mantiene estas prestaciones de 26.000 a 32.000 libras. A medida que que cargas el avión y llegas al límite de 51.900 libras ya solo tienes disponibles +3,5G y -1G. !!!!!
Como curiosidad, más datos de pesos máximos del F-18A
4.1.7 Weight Limitations. The maximum allowable gross weights are (traducido):
Máximo al despegue en tierra: 51.900lb
Máximo al aterrizaje en tierra usando flaps: 39,000lb
Significa que si tienes un problema nada más despegar con 51.900lb no puedes aterrizar hasta que descargues combustible o lances armas, so pena de reventar el avión. El problema es más acusado en en portaviones.
Gracias a la catapultas el F-18A puede ser lanzado con su péso máximo, pero solo puede aterrizar con 34.000lbs, osea tienes que desacerte de mínimo 17.900lbs (8.100 kilos)!!!
Una curiosidad más, sobre los F-14 y los misiles Phoenix.
Hace tiempo yo tenía la duda de si los F-14 podían despegar o más bien, si podían aterrizar en los portaviones con 6 AIM-54 Phoenix. Todos hemos visto fotos del F-14 con 6 AIM-54 Phoenix pero suelen ser de aviones que están basados en tierra. Cuando tuve la oportunidad de preguntarlo a un ex-piloto me comentó que sí podía despegar pero aterrizar inmediatamente no, hasta el punto que para poder aterrizar debe lanzar casi todo el combustible interno y dejar la reserva, de ahí que no se cargaran casi nunca con 6, sino con 4 e incluso 2 en operaciones normales. En cualquier caso, un piloto en problemas puede solicitar a que el portaviones aumente la velocidad para de esa forma se aumente el límite de peso al aterrizaje, eso siempre que las condiciones lo permita. A más velocidad del barco mayor es el peso admitido dentro de un margen.
Espero que estos datos sobre Gs y pesos max ayuden a comprender las limitaciones reales de los cazas, que son muchísimas.
Muchas gracias Molotov ! +1
EliminarExcelente Molotov!
EliminarDesde mi humilde opinión eso se piensa sobre el tablero de diseño y de paso se gana tiempo y dinero
ResponderEliminarEl fly-by-wire fue introducido porque los cazas modernos eran muy inestables, y un piloto no sería capaz de controlarlo sin pasar por el filtro de una computadora. El F-14 Tomcat y el MiG-29 en la URSS fueron los últimos cazas diseñados sin ellos.
EliminarSaludos.
El F-15 tampoco tenía FBW, recién las versiones más avanzadas como el SA y el QA lo tienen. El Su-27 tiene un FBW analógico muy básico que solo actúa sobre el eje de cabeceo, las versiones avanzadas del Flanker (Su-30MK/SM, Su-34, Su-35S) sí tienen FBW digital en todos los ejes. El F-16 fue el primer caza operativo en tener un FBW digital sobre todos los ejes.
EliminarGracias Carlo por la información por eso no lo entiendo si tienen esa tecnología en aviones ya probados porque no lo emplean en la joya de la corona
ResponderEliminarLeé el post largo de Molotov arriba, que explica bien cómo funciona un sistema de fly-by-wire. Ese sistemano tiene nada que ver con actuadores eléctricos.
EliminarLa tecnología electrónica es muy muy delicada si no recordad el accidente del a 400 y también el tablero de diseño hay que tener mucho cuidado y muchas muchas ensayos sino también el motor del a 400 todos los ensayos y falla
ResponderEliminarQue yo sepa el primer control fbw utilado en modo lunar águila al aterrizar en la luna
ResponderEliminarViendo vídeo, me acordé de este hilo. Se aprecia claramente como este piloto está usando el "trim" a destajo con el dedo pulgar.
ResponderEliminarhttps://twitter.com/Combat_learjet/status/1130133483303723008