Askeri HavacılıkSivil HavacılıkUçak BilgisiUçuş Bilgisi

Fly-by-Wire Nedir?

Havacılık sektörü teknolojik gelişmelere en hızlı adapte olan sektörlerden biridir. Teknolojinin gelişmesiyle yeni özellikler havacılık sektörüne adapte olmaya başlamıştır. Bunlardan biri de Fly-by-Wire (FBW) teknolojisidir. Fly-by-Wire teknolojisi mekanik kontrol sistemlerini bilgisayar kontrollü sistemler olarak değiştirmiştir. Pilotların verdiği kontroller FBW tarafından uçuş güvenliğini veya performansını riske atacak durumlarda uyarı veya müdahale ederek uçuş güvenliğini ve performansını üst seviyeye çıkarmıştır.

Fly-by-Wire(FBW) Nedir?

Fly-by-Wire sistemini kısaca açıklamak gerekirse uçak kontrol mekanizmalarında bulunan sensörler ve bilgisayarlar yardımıyla uçakların kontrol edilmesini sağlayan sistemdir. Geleneksel uçuş sistemlerinde pilotlar kontrolleri mekanik olarak gerçekleştirmektedir. Yani pilot uçağa bir kontrol verdiği zaman o kontrol teller, hidrolik hatlar ve kollar aracılığıyla aktarılır. FBW de ise bu işlemler elektronik komponentler, devreler ve bilgisarlar yardımıyla flight controls(hareket kontrolü)’ne aktarılmaktadır.

FBW, pilotların verdiği kontrolleri algılayan sensörler, bu komutları algılayan sensörler, sensörlerden gelen verileri işleyip yorumlayan bilgisayarlar ve bu kontrolü hareket kontrolü parçalarına ileten aktüatörlerden oluşmaktadır. Teknolojini gelişimiyle birlikte daha da gelişen Fly-by-Wire sistemleri günümüzde çok daha hassas hesaplamalar yapabilmektedir.

 

Fly-by-Wire Çalışma Prensibi

Fly-by-Wire sisteminin de pilotun fiziksel olarak verdiği kontrol sensörler tarafından elektronik sinyallere dönüştürülür, bilgisayarlar tarafından yorumlanarak flights control yüzeylerine aktarılır. Bunları 5 temel başlık altında inceleyebiliriz.

1.Input Detection (Girdi Algılama):

Bu aşamada pilotun, lövye veya joystick(kumanda çubuğu), throttle(gaz kolu), rudder pedallarına verdiği kontroller sensörler tarafından algılanır.

Fotoğraf.1 – Fly-by-Wire Throttle(Gaz Kolu) Sensörü

2.Data Processing(Veri İşleme):

Sensörlerden gelen veriler FBW bilgisayarları tarafından işlenir. Bu işlem sırasında FBW dış faktör verilerini(hava yoğunluğu, rüzgar,vb.) alır. Adaptive algorithms (adaptif algoritmalar) sayesinde bu veriler beraber işlenerek verilen kontrol en uygun şekilde optimize edilir.

Fotoğraf.2 – Honeywell FBW Flight Control System(FBW Bilgisayarı)

3.Command Transmission (Komut Aktarımı)

Bilgisayarda işlenip çıktı sağlanan veriler aktüatörlere iletilir. Bu aktüatörler gelen veriyi mekanik harekete çevirir. Örneğin sağa doğru 5 derece yatış sağlaması için aileronların gerekli açıda açılıp kapanması sağlanır.

 4.Movement of Control Surfaces (Kontrol Yüzeylerinin Hareketi)

Kanat dikey ve yatay stabilizatör gibi uçakta bulunan kontrol yüzeyleri, aktüatörlerden gelen sinyaller doğrultusunda hareket eder.

Fotoğraf.3 – Elektro Mekanik Aktüatör

5.Feedback and Correction (Geri Bildirim ve Düzeltme)

Fly-by-Wire bilgisayarları kontrol yüzeylerine her sinyal göndermesinden sonra yeni bir hesaplama yapar. Bu sayede uçağın uçuş stabilitesi ve istenmeyen hareketleri düzeltmek için anında ayarlamalar yapılmasını sağlar.

Fly-by-Wire Bileşenleri

Fly-by-Wire sisteminin temel bileşenleri; Sensörler, Bilgisayarlar, Aktüatörler ve Elektrik Sistemleri ‘dir.

1. Sensörler

  •  Pozisyon Sensörleri: Lövye veya Joystick ile verilen hareketleri algılar.
  • Hız ve Hızlanma Sensörleri: Uçuş sırasında ki hız ve ivme değerlerini kaydeder.
  • Açı Algılayıcıları: Uçağın dönme, yatma ve çekilme açısını kaydeder.
Fotoğraf.4 – Boeing 777 Yoke (Lövye)

2. Bilgisayarlar

Fly-by-Wire bilgisayarları yedekli olarak uçakta bulunmaktadır. Herhangi bir arıza durumunda yedek bilgisayarın devreye gireceği şekilde tasarlanmıştır. Bu bilgisayarlar sensörlerden gelen verileri hesaplayarak doğru komutların hareket yüzeylerine aktarılmasını sağlar.

3. Aktüatörler

Fly-by-Wire bilgisayarlarından gelen verileri mekanik harekete çevirirler. Elektrikli veya hidrolik olarak çalışabilmektedirler.

4. Elektrik sistemi

Sensörlerden gelen veriyi bilgisayara, bilgisayardan gelen veriyi aktüatörlere aktaran sistemdir. Sistemin iletişim ağı olarakta adlandırılabilir.

Fotoğraf.5 – Fly-by-Wire Sisteminin Parçaları

Fly-by-Wire Teknolojisinin Avantajları

  • Daha Hafif ve Basit Tasarım:  Geçmişte kullanılan mekanik ve hidrolik sistemler FBW ile yerini daha hafif ve daha az bakım gerektiren elektronik sistemlere bırakmıştır.
  • Güvenliğin Artması: FBW sistemleri uçuş emniyetini sağlamak için pilotların yaptığı tehlikeli kontrollerde devreye girerek otomatik düzeltme yapar. Bu da uçuş için kontrol katmanı oluşturmaktadır.
  • Pilotların Yükünün Azalması: FBW, uçuşu optimize ederek pilot müdahalelerinin gereksinimini azaltır bununla birlikte gelişmiş kontrol algoritmaları sayesinde karar verme sürecini çok daha kısaltmaktadır.
  • Hassas Kontrol ve Yakıt Tasarrufu: FBW sistemi, içerisinde barındırdığı sensör ve bilgisayarlar sayesinde uçakların çok hassas ve doğru bir şekilde kontrol edilmesini sağlar. Zor hava koşullarında bile uçağı stabil tutabilmektedir. Ayrıca uçağın aerodinamiğine uygun olarak uçuşu optimize ederek daha düşük yakıt tüketimi sağlar.
  • Uyarlanabilirlik: FBW sistemleri, farkı uçak tiplerine kolayca adapte edilebilir. Sisteme oluşan arızalar için çok kolay güncelleme yapılabilmektedir.

Fly-by-Wire Sisteminin Güvenlik Tedbirleri

Uçağın kontrollerine müdahale edebilen FBW hatalı bir durumda uçakta bulunan uçucu personelin ve yolcuların güvenliğine riske atabilir.Bundan dolayı FBW sistemlerinde belirli güvenlik tedbirleri bulunmaktadır.

1. Yedekli Sistemleri

Fly-by-Wire sistemlerinde genel olarak üç veya daha fazla yedekli bilgisayar bulunmaktadır. Bu bilgisayarlar kullanılan bilgisayarın arızalanması durumunda yedek bilgisayarın devreye gireceği şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca sensörler ve aktüatörlerde yedekli olarak tasarlanmıştır.

2. Arıza Tespiti ve Müdahalesi

FBW, sürekli sistemin performansını takip eder herhangi bir arıza durumunda ilgili bileşeni devre dışı bırakır ve uçuş güvenliğinin etkilenmesini engeller.

3. Uçuş Sınırlarının Korunması

FBW sistemleri, uçakların tasarlandığında belirlenen limitleri aşmasını engellemektedir. Örneğin tırmanış açısının limitler üzerine çıkması durumda devreye girerek uçağı optimal tırmanış açısına getirir.

4. Devre Dışı Kalma

Arıza durumunda FBW sistemi kendini devre dışı bırakarak uçağın manuel olarak kontrol edilmesini sağlar.

Fly-by-Wire Sisteminin Havacılıktaki Yeri

Fly-by-Wire sistemleri günümüzde hem askeri ve ticari uçaklarda kullanılmaktadır. Airbus a320 uçağı tam dijital FBW sistemi kullanan ilk uçaklardan biridir. Boeing 777 ve sonrasın da üretilen Boeing uçakları FBW kullanmaktadır. Askeri havacılıkta ise yüksek manevra kabileyeti ve hız gerektiren savaş uçaklarında kullanılmaktadır. Örneğin F-16, F-35 savaş uçakları. Ayrıca günümüz teknolojisi ile kullanımı artan Drone ve İHA(İnsansız Hava Aracı) FBW teknolojileri kullanılarak otonom uçuş gibi kabiliyetler kazanılmıştır.

Fotoğraf.6 – Lockheed Martin f35 Lightnin II Savaş Uçağı

Fly-by-Wire teknolojisi, günümüzde modern havacılığın temel taşları biri haline gelmiştir. Pilotların iş yükünü azaltan uçuş güvenliğini ve performansını arttıran bu teknoloji hem ticari ham askeri havacılıkta kullanılarak, geliştirilmektedir. Gelecekte otonom uçuş ve yapay zeka gibi unsurlarla birleşerek çok daha gelişmiş FBW sistemlerinin ortaya çıkması kaçınılmaz hale gelecektir.

Kaynak

1.https://www.nasa.gov/gallery/f-8-digital-fly-by-wire/

2.https://aerospace.honeywell.com/us/en/products-and-services/product/hardware-and-systems/cockpit-systems-and-displays/compact-fly-by-wire

3.https://www.collinsaerospace.com/what-we-do/industries/military-and-defense/power-controls-actuation/actuation/primary-flight-controls

4.https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/f-35.html

Paylaş

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

error: İçerik Korumalıdır!