Question:
Les avions ont-ils des accéléromètres?
Erik
2020-02-19 04:22:08 UTC
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Les avions modernes utilisent-ils des accéléromètres ou d'autres équipements similaires pour mesurer les forces g sur l'avion? Je pourrais imaginer que cela soit utilisé comme indicateur d'inspection / de service, en particulier après des atterrissages difficiles. Ou est-ce que les atterrissages durs et autres régimes de vol forcés ne posent généralement pas de problèmes structurels importants?

Mise à jour. Liés à la détermination des inspections à l'atterrissage brutal:

De Aero Magazine sur les inspections conditionnelles de Boeing

Section sur les changements AMM:

Boeing est en train de modifier le 737 AMM, section 05-51, et révisera les AMM pour les autres modèles d'avion conçus par Boeing, pour inclure ces valeurs d'accélération verticale (tableau 1). Pour les avions de conception Douglas, des valeurs similaires sont générées et seront disponibles dans les AMM au début de 2001. Les valeurs sont conçues comme des seuils qui peuvent être utilisés pour aider à déterminer si une inspection à l'atterrissage forcé est nécessaire. Si l'équipage de conduite conclut qu'il a subi un atterrissage brutal, les inspections conditionnelles AMM doivent être effectuées même si les lectures d'accélération ne dépassent pas les valeurs ajoutées à l'AMM. Les valeurs d'accélération verticale doivent être utilisées par les exploitants, en plus ou au lieu du jugement de l'équipage de conduite, pour lancer des inspections de maintenance conditionnelle.

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Source: Aero Magazine

Étant donné que de nombreuses lois FBW sont basées sur des forces G, il serait étonnant que le F16, l'A320, ... ne soient pas équipés d'accéléromètre.
Les accéléromètres sont la base des gyroscopes modernes qui sont largement utilisés.
@PeterSmith Ne voulez-vous pas dire que les accéléromètres sont la moitié de la base des unités de mesure intertiales? L'autre moitié étant des gyroscopes. Sauf si vous considérez que les gyroscopes utilisant l'accélération de coriolis sont une forme d'accélérateur.
OP, la réponse simple à votre question est "Oui, bien sûr, partout". OP, vous semblez vous concentrer particulièrement sur les trucs difficiles. Même en mettant complètement de côté cette question, la réponse est simplement «oui, bien sûr».
Une réponse intelligente ici serait "en supposant que les humains sont à bord, oui". (Chaque être humain a au moins un téléphone; chaque téléphone a de nombreux accéléromètres.)
Six réponses:
Jan Hudec
2020-02-19 12:55:08 UTC
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La plupart des avions modernes, qui incluent des avions de ligne à longue portée depuis environ 1970, tous les avions de ligne depuis peu de temps après, et essentiellement tout ce qui a un cockpit en verre, ont des accéléromètres très précis pour les trois axes, dans le cadre du système de référence inertiel .

Ce sont des instruments importants pour le pilote automatique, car ils fournissent un retour plus rapide sur l'effet des déviations de contrôle que les références de données aériennes, et essentiels pour la navigation comme référence croisée pour détecter les erreurs GPS et la navigation inertielle sert comme une sauvegarde pour le GPS (et a servi de navigation principale sur les océans avant une large disponibilité du GPS). Airbus (depuis A320) définit même la commande de tangage par accélération verticale dans la loi normale. Et oui, ils sont également utilisés pour détecter les atterrissages durs et leur gravité.

Le pilote ne voit jamais la sortie directe de l'accéléromètre sauf dans les avions de combat et de voltige (enfin, presque jamais; il y a quelques autres cas ).

+1 J'aime cette réponse car elle spécifie que, dans la plupart des cas, le pilote ne voit pas réellement la valeur
À propos, les systèmes inertiels nécessitent également des gyroscopes ou des capteurs de vitesse angulaire en plus des accéléromètres, et leurs données doivent être intégrées et fusionnées avec une référence externe pour une précision à long terme, par conséquent, ils sont généralement intégrés au GPS et pendant un certain temps au système inertiel. permet de naviguer pendant les pannes du GPS.
@JanHudec: Vous avez raison, je confond le mécanisme utilisé dans les mems pour détecter le taux de la force de Coriolis. Non pertinent pour la mesure. Permettez-moi de supprimer mes remarques trompeuses précédentes.
@copper.que, en passant, l'accélération linéaire peut, et était autrefois, mesurée à l'aide de gyroscopes. Si vous montez un gyroscope de sorte qu'il ne puisse tourner que autour d'un axe, il précèdera en raison de l'accélération linéaire et son orientation correspondra à la vitesse linéaire intégrée. Les premiers systèmes de navigation inertielle l'ont fait de cette façon.
@JanHudec: Je suppose que vous le savez déjà, mais d'une manière vaguement similaire, les mems tournent. avoir deux masses «contre-oscillantes» qui répondent à la rotation, la force de Coriolis modifie la capacité entre elles qui peut être mesurée.
Eh bien, je ne sais pas, certains avions sont destinés à être capables de faire des manœuvres acrobatiques occasionnelles sur le côté, et ont donc des g-mètres, même si le vol acrobatique n'est pas leur mission principale. Par exemple. la plupart des planeurs Schweizer 2-32. S'agit-il d'un "avion acrobatique"? Peut être...
Michael Hall
2020-02-19 04:51:21 UTC
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Je pense que vous devez définir un avion "moderne", la question est assez large en l'état. Et même l'interprétation de ce que vous entendez peut varier. c'est-à-dire que vous faites référence à un cadran en temps réel montrant les G réels dans le cockpit?

Comme l'a noté un flyer silencieux, en tant qu'instrument de référence, un accéléromètre est très important pour le vol acrobatique.

Cependant, même si un instrument en temps réel n'est pas nécessaire pour un transporteur aérien plus grand, les accéléromètres transmettant des données à un enregistreur de données de vol pour enquêter sur les incidents et enregistrer les données du cycle de vie pour les calculs de fatigue de la cellule sont importants.

La plupart des petits avions d'aviation générale modernes n'en ont pas.

Tout avion équipé d'un système AHRS utilisera très probablement des accéléromètres dans la solution d'attitude.
Bon point. Souligne mon point cependant, est la question d'une jauge de cockpit ou d'un enregistreur de données de force de stress? Outre l'attitude, que pourrait faire une sortie d'accéléromètre AHRS? Un G-1000 enregistrera-t-il une surcharge structurelle?
Techniquement, «accéléromètre» est le capteur lui-même, et c'est ainsi que j'interpréterais la question. Dans ce cas, la plupart des aéronefs mais les plus simples en ont, principalement dans le cadre de systèmes de commande et / ou de navigation automatiques / augmentés.
@Zeus, c'est une interprétation, mais comme la question mentionnait spécifiquement la mesure des forces G, et le "mètre" dans l'accéléromètre me fait visualiser la jauge de cockpit que je connais, je l'ai interprétée différemment. Alors, un capteur qui alimente un système de navigation commun au GA enregistrerait-il les forces G d'une manière qui puisse être lue par le pilote et / ou le personnel de maintenance?
Pourquoi GA? La question ne se limite pas à GA; si quoi que ce soit, une personne au hasard penserait plus probablement aux avions de ligne par défaut. Mais même en GA, les avions équipés d'AHRS (par exemple la suite G1000) peuvent afficher une page technique avec toutes les accélérations. Mais il est vrai que les pilotes ne font normalement pas référence à l'accélération / à la force G (sauf pour la voltige / chasseurs), il n'est donc pas courant d'avoir l'indicateur dans le cockpit.
Mon Dynon Skyview EFIS utilise les données de l'accéléromètre de son AHRS pour afficher un affichage du compteur G lorsque la charge dépasse un niveau configurable (1,6 g par défaut, IIRC) et émet un avertissement sonore "bon sang!" si vous dépassez un autre seuil configurable. Ces données sont également enregistrées.
@pericynthion, c'est plutôt cool, je ne le savais pas! Quelqu'un sait-il si ce type de fonctionnalité est disponible dans le GTN-650?
@Zeus, pourquoi l'un de nous devrait-il faire des hypothèses sur l'intention du PO ou sur ce qu'une personne au hasard pourrait penser?! Toute la question posée était «moderne», et dans ma réponse je l'ai critiquée. Et je n'ai pas limité ma réponse à GA, je l'ai décomposée entre un avion de voltige qui a besoin de G en temps réel, à un avion de ligne qui a besoin de données de stress, à un avion GA (à cadran rond) qui ne les a pas. Si vous avez une meilleure réponse, veuillez la poster et concourons pour les votes positifs.
@michaelhall Je ne pense pas que le GTN-650 ait même une connexion à un AHRS
+1 pour la fatigue de la cellule car des problèmes structurels sont présents dans la question.
Points intéressants dans les commentaires. La question concernait principalement la surcharge structurelle des avions de ligne, avec par exemple une alerte à l'équipage ou à la maintenance qu'un incident donné dépassait un seuil fixé. Cela étant dit, des informations supplémentaires sur la navigation et les jauges dans d'autres types d'aéronefs, GA et voltige / chasseurs sont également les bienvenues.
Le Kanardia Horis EFIS installé dans mon planeur affiche la force g sur un compteur à l'écran qui est trop petit pour être utilisé pratiquement pour la voltige (bien que les manœuvres qui en exigeaient sérieusement une ne soient pas vraiment adaptées à l'avion, qui a une catégorie de navigabilité de " semi-acrobatique "). Les capteurs d'accélération sont essentiels pour que l'unité fonctionne comme un horizon artificiel pour le vol dans les nuages, mais l'affichage en temps réel g est essentiellement un gadget, et franchement si vous l'avez perdu dans les nuages, vous préférez ne pas savoir qu'est-ce que tu tirais!
@Erik, nous le savons maintenant, mais quand vous dites simplement «moderne», vous ouvrez les choses à l'interprétation. Et comme vous pouvez le voir, les pilotes et les ingénieurs pensent différemment!
@MichaelHall En effet, ils le font - je garderai cela à l'esprit lorsque je posterai la prochaine fois. Merci pour votre réponse et vos commentaires
Pete Kirkham
2020-02-20 07:00:15 UTC
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Lorsque je travaillais dans l'industrie au début des années 2000, Eurofighters avait des capteurs g enregistrant pendant le vol, et vous mettait dans un régime de service moteur différent au-dessus d'une certaine limite. Il y avait un cran correspondant sur le manche (je ne sais pas s'il était virtuel ou physique) qui avertissait les pilotes s'ils allaient dépasser la limite.

Vingt ans plus tard, étant donné le bon marché des capteurs mems modernes, je '' d trouve peu probable que les moteurs des gros aéronefs n'aient pas d'accéléromètres, bien que dans la plupart des cas ils soient plus susceptibles d'être utilisés pour surveiller les vibrations ou la résistance à la fatigue que la charge g. Une recherche rapide permet de trouver de nombreux fournisseurs, par ex. Meggitt, qui répertorient les utilisations suivantes, mais pas les moteurs ou les cellules spécifiques sur lesquels ils sont utilisés:

Nos accéléromètres piézoélectriques sont parfaitement adaptés à une large gamme de jets applications moteurs (civils et militaires), hélicoptères et spatiales:

  • surveillance des moteurs à turbine à gaz
  • analyse des vibrations de la structure de la cellule
  • analyse de la boîte de vitesses
  • Analyse des roulements [etc]
Les Eurofighters sont assez différents des Cessna, des Pipers, et je m'attends à ce que la plupart d'entre nous volent, et les deux sont différents des avions de ligne commerciaux.
user46893
2020-02-19 10:26:14 UTC
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Bien sûr qu'ils le font. Vous pouvez les trouver dans à peu près n'importe quel cockpit, des avions modernes d'aujourd'hui jusqu'aux années 1930. Voici un exemple. Accelerometer

Étrange. J'accorde que mon expérience est assez limitée, mais je n'en ai jamais vu. Et pourquoi celui de votre photo montre-t-il -5 (g, je suppose)?
Il y a un bouton de réinitialisation. De plus, celui-là est VIEUX!
"À peu près tout"? Excluez-vous GA?
Exactement. Qu'est-ce que GA?
Il exclut également les avions de ligne. Ils ne les ont pas non plus. La partie «à peu près n'importe quelle» de cette réponse est incorrecte.
Erik demande des capteurs, pas des jauges.
@jamesqf Cette unité a une fonction de verrouillage (tournée par un tournevis à l'arrière) pour transporter l'unité lorsqu'elle n'est pas installée dans un avion, la protégeant des dommages en tenant les trois aiguilles contre la butée inférieure.
@user46893, si vous ne savez pas que GA signifie General Aviation, vous n'êtes certainement pas qualifié pour faire une déclaration aussi large (et non étayée) que vous l'avez fait dans votre réponse. À quand remonte la dernière fois que vous étiez dans un cockpit et que vous avez vu un tel instrument, et de quel type d'avion s'agissait-il?
Certains g-mètres avaient max. & min. bras pour référence rapide.
@jamesqf car certaines manœuvres impliquent un g négatif
@Pete Kirkham: Oui, je me rends compte que certaines manœuvres impliquent un g négatif (bien que personnellement je ne me soucierais pas de celui qui impliquait -5g :-)) Mais l'unité n'est pas dans un avion de manœuvre, elle est tenue dans la main de quelqu'un, donc afficher 0 ou +1 (selon ce que vous utilisez comme référence) /
@jamesqf désolé, mon malentendu
Carlo Felicione
2020-02-19 22:21:29 UTC
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Dépend de l'avion en question. Les avions utilisés pour la voltige ou les chasseurs militaires les porteront généralement comme référence pour les pilotes sur la force avec laquelle ils chargent l'avion à un moment donné, bien que de nombreux bons pilotes de voltige aient suffisamment de temps pour sentir kinesthésiquement à quel point ils sont durs. chargement de l'avion.

Les avions de la catégorie transport ne transportent pas de G mètres car ce n'est pas très utile pour leurs profils de vol. Les atterrissages durs sont mesurés kinesthésiquement et par la vitesse verticale au toucher des roues. Dépassez certaines mesures et l'avion sera inspecté par protocole.

Je soupçonne que Gz fait partie du support de détection d'atterrissage dur * automatique * sur certains avions de ligne (je crois qu'Airbii crachera automatiquement un rapport si vous atterrissez assez fort)
kraligor
2020-02-20 17:20:46 UTC
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Il a été répondu pour les gros avions, donc juste comme une note: les multicoptères ("drones") ont des accéléromètres (et d'autres capteurs) comme partie intégrante de leur ordinateur de vol. Sans cela, ils tomberaient du ciel assez rapidement.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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