Fly-by-wire

Fly-by-wire, manuel uçuş kumandalarını elektronik bir arayüz ile değiştiren gelişmiş uçuş kumanda sistemi. Bu sistemde uçak pilottan bağımsız bilgisayar kontrollü basit bir yapay zekaya sahiptir. Bu görev bilgisayarı, hız, irtifa, hava durumu, uçağın donelerini, ağırlığı ve pek çok önemli veriyi (data) sayısal ortamda harmanlayarak uçağa en güvenli uçuşu sağlar. Bu teknoloji, yeni nesil uçaklar olarak adlandırılan ve uçuş kumanda yüzeylerinin hareketinin side-stick denilen lövye ile sağlandığı uçaklarda bulunur.

Bir Airbus A321 uçağının fly by wire tipindeki kokpiti

Uçuş kontrollerinin hareketleri kablolarla iletilen elektronik sinyallere dönüştürülür ve uçuş kontrol bilgisayarları, istenen yanıtı sağlamak için her bir kontrol yüzeyindeki aktüatörlerin nasıl hareket ettirileceğini belirler. Uygulamalarda ya mekanik uçuş kontrol yedek sistemleri kullanılır ya da tamamen elektroniktir.^[1]

Geliştirilmiş tamamen fly-by-wire sistemleri pilotun kontrol girdilerini istenen bir sonuç olarak yorumlar ve bu sonuca ulaşmak için gereken kontrol yüzeyi konumlarını hesaplar; bu da kapalı bir geri besleme döngüsü kullanarak farklı durumlarda çeşitli dümen, elevatör, kanatçık, flap ve motor kontrolleri kombinasyonlarıyla sonuçlanır. Pilot, sonucu etkilemek için hareket eden tüm kontrol çıkışlarının tam olarak farkında olmayabilir, yalnızca uçağın beklendiği gibi tepki verdiğinin farkındadır. Fly-by-wire bilgisayarlar uçağı stabilize etmek ve pilotun müdahalesi olmadan uçuş özelliklerini ayarlamak ve pilotun uçağın güvenli performans zarfının dışında çalışmasını önlemek için hareket eder.^[2][3]

Çalışma sistemi

Fly-By-Wire sisteminde 2 veya daha fazla (Airbus A320 serisi 5, F22 Raptor ise her biri 180 mb olan 7 adet bilgisayara sahiptir.) bilgisayar bulunur. Konsoldaki joystik, veri giriş aracıdır. Şöyle ki; joystik yukarı çekilirse bilgisayarlara yukarı komutu verilir. Joystikteki hassas duyargalar, kola asılma oranına göre sisteme dijital veriler yollar. Sistem bir çeşit sinir sitemini andıran data (veri) hattına sahiptir. Pilot kola yüzde 25 oranında asıldığında; uçak bu komutu tek başına harekete çevirmez. Uçağın dışındaki alıcılar hızı ve irtifayı sisteme her saniye aktarır. Uçağın yakıt tankları, mevcut ağırlığı ölçüm cihazlarıyla algılanır. Bütün bu veriler ışığında uçuş bilgisayarı uçağa en ideal kanat hareketlerini hidrolik sisteme iletir.

Uçağın düşük bir hızda ilerken pilot joystiği %100 oranında yukarı çektiğinde sistem uçağın verilerini hesaplayarak mümkün olan en ideal açı ile tırmanmaya başlar. Şöyle ki normal bir uçak %100 yoke çekiminde burnunu 50 derece kaldırıyorsa fly-by-wire sistemi stall'a kalmamak için burnu yüzde 20 kaldırabilir. Başka bir anlamda %100 joystik hareketi esnasında stall'a kalmamak için motorlara maksimum güç verebilir.

Klasik yöntemde pilotun kumanda ettiği kumanda kolu (lövye) uçuş kumanda yüzeylerine kalın kumanda kabloları ile fiziksel olarak bağlıyken ve temelde mekanik bir hareket iletimi mevcutken, fly-by-wire sistemiyle donatılmış uçaklarda bunun aksine kumanda yüzeyleri ile side-stick arasında hiçbir fiziksel bağlantı yoktur. Fiziksel bağlantı yerine hareket komutu tamamen elektriki olarak iletilir. İngilizce wire (Türkçe:Tel) sözcüğü ile ifade edilir.

Temel çalışma prensibi

Pilot tarafından side-stick'e uygulanan kuvvet side-stick tarafından algılanır ve bu algılanan hareket elektrik sinyallerine çevrilerek, Uçuş bilgisayarına gönderilir. Uçuş bilgisayarı aldığı bu komutu elektrik telleri aracılığıyla yine elektrikli olarak kumanda yüzeyine bağlı olan servomotorlara gönderir ve yarı elektrikli yarı mekanik olan bu servomotorlar elektrikli sinyali mekanik hareketine çevirerek kumanda ettikleri uçuş kumanda yüzeyini hareket ettirtirler.

Avantajları

Bu sistemin sıkı bir savunucusu olan uçak üreticisi Airbus'ın savunmasındaki en temel bu sisteme eklediği ve pilotun aşırı komutlarını kısıtlayan sistemdir. Bu sayede pilotun yaptığı ve uçağın limitlerini zorlayıcı terslikler uçuş bilgisayarı tarafından kontrol edilir. Ayrıca pilot uçarken bile sistem küçük hareket komutları ile uçağın dengesinin korunmasını sağlar ki bunları çoğu zaman pilot bile hissetmez.

Ancak Airbus'ın bu sistemin sıkı bir savunucusu olmasının aksine bir başka uçak üreticisi olan Boeing firması uçuş esnasında son sözün pilot tarafından söylenmesi gerektiği prensibiyle yani pilotun uçağa istediği hareketi tam olarak verebilmesi gerektiğini savunur ve yeni tip uçaklarında dahi klasik lövye kumanda sistemini kullanmaktadır.

Boeing 777 serisi uçaklar yoke bulunmasına rağmen uçak aslında fly by wire sistemi kullanmaktadır. Yoke kullanılmasının sebebi daha önce de 767 serisi (777'nin yerine geldiği eski Boeing modeli) gibi yoke alışık pek çok pilotun sol el ile joystik kullanma zorluğu çekmemesini sağlamaktır.

Günümüz modern savaş uçaklarının neredeyse tamamı bu sistemi kullanır.

Uygulama alanları

Özellikle son teknoloji Airbus A320, A330, A340, A380 ve Boeing B777 tipi uçaklar bu kategoridedir.

Kaynakça

1. Fly by Wire Flight Control Systems Sutherland
2. Crane, Dale: Dictionary of Aeronautical Terms, third edition, page 224. Aviation Supplies & Academics, 1997. 1-56027-287-2
3. "Respect the unstable – Berkeley Center for Control and Identification" (PDF). 15 Temmuz 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Şubat 2018.