T. Piechowiak 5.3 Sterowanie statku powietrznego 1 / 5

5.2 Sterowanie statku powietrznego

Układy sterowania lotem

Głównymi elementami sterowanie samolotem są wolant i pedały steru kierunku. W celu
zapewnienia obydwu pilotom jednakowych możliwości sterowania samolotem, wolanty i pedały
steru kierunku) są zdwojone, a dźwignie sterujące klapami skrzydłowymi i pracą silników znajdują
się pomiędzy stanowiskami pilotów. W celu podniesienia bezpieczeństwa, przepisy budowy
samolotów komunikacyjnych wymagają, aby każdy układ sterownia (ster wysokości, ster kierunku,
lotki) był zdublowany Personel latający eksploatowanych obecnie samolotów komunikacyjnych
składa się z co najmniej dwóch osób (w najnowocześniejszych maszynach są to dwaj piloci).
Starsze typy samolotów posiadały nieco liczniejszą obsadę, którą oprócz pilotów stanowili:
nawigator, radiooperator i inżynierowie pokładowi - mechanicy.

Wolant - jest to urządzenie sterujące lotkami i sterem wysokości, ma postać otwartej od góry
kierownicy. Przekręcanie wolanta powoduje zmianę położenia lotek, a ściąganie, bądź odpychanie
wolanta, skutkuje podnoszeniem lub opuszczaniem steru wysokości.

Pedały Kierunek lotu samolotu jest sterowany położeniem pary pedałów. samolot skręca w
kierunku cofanego pedału.

T. Piechowiak 5.3 Sterowanie statku powietrznego 2 / 5

Kabina samolotu Tupolew Tu-154B-2 widać dwa miejsca pilotów: lewy i prawy,
dwa wolanty i dwie pary pedałów

T. Piechowiak 5.3 Sterowanie statku powietrznego 3 / 5

Sterowanie lotem może być poprzez układy:

– mechaniczny wspomagany układami dźwigniowymi lub klapkami odciążającymi Flettnera
– hydro-mechaniczny w którym układ hydrauliczny wymusza sterowanie pętlą sprzężenia

zwrotnego, sterowanie zatrzymuje się, gdy osiągnie wymaganą pozycję. W układzie takim pilot
nie odczuwa reakcji układu, aby to umożliwić stosuje się

–

układ sztucznego odczucia sterowania

–

układ zbudzanego elektrycznie szarpania wolantem przed przeciągnięciem

– system sterujący fly-by-wire

–

analogowy w prostszych wersjach sterowanie zbliżone do sterowania hydraulicznego w
zastosowano w elektrycznie sterowane siłowniki, w nowszych wersjach stosowano
komputery analogowe np. wczesne F16

–

cyfrowy – komputer przetwarza sygnały sterowania wysłanie przez pilota i czujniki
samolotu. Rozwiązuje równania układu w celu określenia rozkazów sterowania zgodnymi z
intencjami pilota.

– fly-by-optics. Jest czasami stosowane, gdyż pozwala zwiększyć ilość przekazywanych informacji

i jest odporne na zakłócenia elektromagnetyczne. Przewody elektryczne są zastapione liniami
światłowodowymi.

– power-by-wire
Eliminuje duże i ciężkie układy hydrauliczne, które są zastąpione elektrycznymi układami mocy.
Które uruchamiają elektryczne lub lokalne hydrauliczne siłowniki. Sterowane są one cyfrowymi
komputerami sterowania samolotem.

T. Piechowiak 5.3 Sterowanie statku powietrznego 4 / 5

Szersze omówienie Fly-By-Wire (FBW) (ang. Fly By Wire - dosłownie "latanie poprzez kable")
elektroniczny system sterowania statkiem powietrznym, w którym brak jest mechanicznych
połączeń z powierzchniami sterowymi , zaś w przypadku wiropłatów łopatami wirnika nośnego i
śmigła ogonowego.
Sterowanie odbywa się cyfrowo (lub starszym analogowo) przekazywane przewodem
elektrycznym lub światłowodem (Fly-By-Light) do siłowników poruszających powierzchniami
sterowymi. Sygnały sterujące są modyfikowane przez komputer w celu osiągnięcia optymalnych
cech sterowności i stateczności.

Powstanie systemu Fly-By-Wire związane jest z rozwojem samolotów myśliwskich i
zastosowaniem układu samolotu aerodynamicznie niestatecznego statycznie i umożliwiającego
znaczne zwiększenie zdolności manewrowych. Układy sterowania typu FBW posiadają wiele zalet,
do których należy między innymi odciążenie od pracy pilota, mniejsza masa układu i większa
niezawodność niż mechanicznych układów sterowania.

T. Piechowiak 5.3 Sterowanie statku powietrznego 5 / 5

Redundancja sterowania

układy sterowania są przeważnie trzy lub czterokrotne w celu zapewnienia odpowiedniej
redundancji. Redundancja – nadmiarowość stosowana w celu zwiększenia niezawodności.
Komputer, którego sygnały są inne, niż pozostałych, jest ignorowany i ewentualnie restartowany.
Redundancja nie tylko zwiększa bezpieczeństwo, ale również eliminuje cięższe układy sterowania
mechanicznego. Obecnie sterowania takie obejmują również układy sterowania mocą samolotu
(sterowanie silnikiem, wlotami powietrza, zbiornikami i dystrybucją paliwa), co minimalizuje
zużycie paliwa i koszty lotu.

Automatyczny pilot

Autopilot porównuje zmienne wejściowe otrzymane od pilota lub układu nawigacyjnego z
wartościami rzeczywistymi (uchyb) i na tej podstawie wytwarza sygnał sterujący zapewniający
odpowiednią stabilizację lub manewrowanie statkiem powietrznym. W skład autopilota wchodzą:



Czujniki: żyroskopy prędkościowe, przyspieszeniomierze, przetworniki siły i położenia



Sterowniki, dzięki którym pilot może dokonywać przełączenia pomiędzy rodzajami pracy
autopilota



Układy elektroniczne zliczające modulacje i demodulacje, wzmocnienia, przełączanie
sygnałów, porównywanie i operacje logiczne



Serwomechanizmy powodujące wychylenia powierzchni sterowych

Mimo zaawansowanych rozwiązań technicznych zastosowanych w konstrukcji autopilota, start
oraz lądowanie samolotu są zazwyczaj nadal wykonywane ręcznie przez pilotów. Autopilot
włączany jest zwykle dopiero na wysokości około 3500 m. W nowoczesnych samolotach
pasażerskich autopilot jest w stanie wylądować samodzielnie na odpowiednio wyposażonych
lotniskach dzięki systemowi ILS

.