Skip to content

Autopilot гэж юу вэ?

Autopilot-Агаарын хөлгийн автомат удирдлагын систем

Анх агаарын хөлгийн хөгжил эхэлж байхад ойрхон зайд, бага хугцаагаар нисдэг агаарын хөлгүүд байсан. Үүний дараагаар агаарын хөлөг хөгжиж нислэгийн цаг ихсэж, зай холдсоноор нисгэгч байнгын гараар удирдаж, алдаагүй ажиллах нь маш хэцүү болж байсан. Иймээс нисгэгчийн ажлын механик ачааллыг багасгах, нислэгийг илүү аюулгүй болгох шаардлагын улмаас автомат удирдлага үүссэн байдаг. Анхны автомат удирдлагыг Sperry Corporation 1912 онд ашигласан бөгөөд тухайн үедээ гироскоп чигийг заагч (gyroscopic heading indicator) болон байдлыг үзүүлэх (attitude indicator) хэрэгслүүдийг ашиглаж байсан. Мөн зөвхөн чигийг болон өндрийг удирддаж барьж байсан байна.

Хөөрөлтийн жин 5700кг-аас дээш ба 10-аас дээш зорчигчидтой агаарын хөлөгт автомат удирдлага байхаар ИКАО-ийн болон ИНДБ-ийн дүрэмд заасан байдаг.   

Автомат удирдлага

AFCS-Автомат нислэгийн хяналтын систем(Automatic flight control system)

AFCS- нь сүүлийн үеийн тийрэлтэт агаарын хөлгүүдэд тавигдсан бөгөөд агаарын хөлөг үйлдвэрлэгчээс хамаарч өөр өөр байх хэдий ч нийтлэг шинж чанартай хийгдсэн байна. Жишээ нь: DC9 агаарын хөлгийн AFCS-ийн нислэгийн аэродинамик нь Boeing-ийн агаарын хөлгүүдээс өөр байх хэдий ч хоёулаа байдлыг барих (attitude hold) горимтой байдаг.

Энэ тохиолдолд attitude hold горим нь автомат удирдлагын үйлдлийн хувьд хоёуланд нь ижилхэн байх хэдий ч агаарын хөлгийн аэродинамик шинж чанар нь өөр өөр учир үүнээс хамаарч өөр өөрийн шинж чанартай байна. AFCS систем бүр өндөр болон чиглэлийн гиро(vertical and directional gyro)-оос өндөр болон чиглэлийн мэдээллийг хүлээн авна. Үүний дараагаар өөрт буй гиро болон хурдатгал хэмжих хэрэгслээр(accelerometer) хэмжээд буцаад мэдээлэлийг компьютерт боловсруулаж,гүйцэтгэх механизмыг ажилуулснаар, агаарын хөлгийг тогтвортой байлгах боломжтой болно.

Өөрөөр хэлбэл AFCS-ийн компьютерүүд элетроник тархитай(electronic brain) байх бөгөөд мэдрүүрүүдээс дохио хүлээн авч боловсруулаад буцаагаад удирдлагын жолоонуудын цахилгаан болон шингэний актуаторууд руу явуулж удирдана.

Автомат удирдлагын систем

Өнөө үеийн агаарын хөлгийн автомат удирдлага нь нисгэгчийн сонгосон гурван тэнхлэг(pitch, roll, yaw)-ийн дагуух хөдөлгөөний тэнцвэрийг хадгалдаг. Үүнийг хийхийн тулд удирдлагын систем нь агаарын хөлгийн байрлалыг тооцоолж шаардлагатай хариу үйлдлийг маш хурдтай бөгөөд огцом хөдөлгөөнгүйгээр хийх хэрэгтэй.

Агаарын хөлгийн тогтвортой нислэгийг хангахын тулд дараах зүйлсийг заавал хийх хэрэгтэй:

  1.  Нисгэгчийн сонгосон агаарын хөлгийн барих өндрийг мэдэж байх
  2. Яг одоо агаарын хөлгийн бодит өндөр ямар байгаа талаар үзүүлэлт зөв байх
  3. Хэрэв дээрх хоёр үйлдэл зөрүүгүй буйвал нисгэгчид мэдээллэх
  4. Алдаа болон ялгааг засахын тулд жолоодлогын гадаргуугийн ашиглаж хурд болон өөр шаардлагатай өөрчлөлтүүдийг гаргах

Нисгэгч буюу хүн бол өөрийн мэдэрхүйгээр агаарын хөлгийн байрлалыг тодорхойлдог. Тэгээд тархиндаа боловсруулан шаардлагатай зөв хариу үйлдлийг хийхийн тулд дохиог гар хөл буюу булчин руугаа явуулж агаарын хөлгийг удирддаг. Autopilot system нь хүний хийх бүх зүйлийг хийж чадах бөгөөд гагцхүү ялгаа нь тархины оронд элепктроник тархи байх бөгөөд үүнийгээ серво механизмд илгээж үйлдэл гүйцэтгэнэ.

Autopilot нь үндсэн 4 хэсгээс бүрддэг.

1. Error Sensing (Алдааг мэдрэх)

Тухайн нислэг буюу агаарын хөлгийн байрлал тухайн нисгэгчийн зааснаас хэр зөрүүтэй байгааг тодорхойлох юм. Ихэнх агаарын хөлгүүдэд үүнийг хийхийн тулд зарим төрлийн гироскопуудыг ашигладаг. Алдааны дохио нь 2 замаар үүссэн байж болдог. Аль нь ч байсан attitude gyros(байдлын гиро) болон rate gyro байдаг. Attitude gyro нь зөвхөн агаарын хөлөг очих ёстой байрлалаас хэр хол байгааг тодорхойлдог. Харин rate gyro нь агаарын хөлөг замаасаа гажих, хазайх зэргийг хэмжинэ

2. Correction-Засварлалт

Энэ нь оролтыг засварлан жолоодлогын гадаргуунуудад холбогдсон актуатор руу илгээдэг. Оролт нь автомат удирдлагаас ирж буй комманд байх юм. Мөн энэ нь хэзээ зогсох талаар ямар ч ойлголтгүй байх ба энэ нь дагах механизмын(follow-up mechanism) хийх ажил юм.

3. Follow-Up

Энэ нь агаарын хөлөг autopilot-ын коммандын дагуу өөрийгөө чиглүүлдэг. Мөн сонгосон байрлалдаа ойртохын хэрээр засварлалт багасах ба агаарын хөлөг сонгосон байрлалд очиход актуатор руу засварлалтын дохио илгээхээ болидог.

4. Command-Комманд

Коммандын систем нь нисгэгчийн сонгосон чиглэлийн, өндрийн, хурдны эсвэл өгсөлтийн хэмжээгээр агаарын хөлгийг хөдөлгөх боломжтой юм. Энгийнээр Mode Control Panel нь нисгэгчийн өгсөн маш олон өөр өөр параметрүүдийн коммандыг агуулсан байдаг. Жишээ нь: өндөр, босоо хурд, агаарын хурд, Махын тоо гэх мэт параметрүүдийг агуулж болно.

Доорх схемд энгийн автопилотын энгийн бүдүүвч схемийг харуулав.

Тайлбар: Vertical Gyroscope, Compass Gyroscope, Air Data Computer-ийн мэдээллийг автомат нислэгийн компьютерт боловсруулан жолоодлогын гадаргуунуудын серво руу илгээж буйг харуулсан байна.

Autopilot Interlocks-Автомат нислэгийн дотоод түгжээ

Autopilot system нь агаарын хөлгийг удирдахын өмнө тодорхой шалгуурыг давсан байх ёстой. Үндсэн шаардлага нь системийн цахилгаан тэжээл, системд багтаж буй элементүүд болон тодорхой дохионууд асуудалгүй ажиллаж байх ёстой юм. Доорх зурагт холболтын хэлхээг харуулав.

Зургийн тайлбар: №1 залгуур (switch) Yaw damper горим дээр байгаа тохиолдолд K1 реле хаагдаж хэлхээ битүүрэн Servo Rudder Clutch(босоо тэнцвэржүүлэгч)-г тэжээж Rudder-н гирогоос сигнал хүлээн авч компьютер тооцоолон Rudder-г хөдөлгөнө.

Харин №1 залгуур (switch) auto pilot тал дээр байвал K1 реле тэжээгдэн мөн №2 болон №3 залгуурууд бүгд тэжээгдэн rudder, aileron, elevator-ууд ажиллана.

Өөрөөр хэлбэл №1 залгуур yaw damper горим дээр байвал завхөн yaw damper ажиллана харин autopilot горим дээр байвал aileron, elevator, rudder бүгд ажиллана гэсэн үг юм.      

Дээрх A.C-D.C swtich нь AC болон DC цахилгаан тэжээл ямар нэгэн алдагдалгүй ирсэн тохиолдолд залгагдах ба ямар нэгэн алдагдал үүссэн тохиолдолд салгах үүрэгтэй. Зарим системд Mach trim нь autopilot систем залгаатай байгаагаас үл хамааран байнга хаалттай буюу залгаатай байдаг.

Pitch trim бол autopilot систем залгагдсан үед л залгаатай байдаг.

2.4 Servomotors

Дохиог хүлээн аваад механик ажил хийдэг төхөөрөмжийг актуатор гэдэг. Servomotor ч мөн адил юм. Бүх Automatic Flight Control System нь servomotor-с бүрддэг. Хэдэн тооны servomotor байна тэр хэмжээний удирдлагын төхөөрөмж шаардлагатай байдаг.

Servomotor нь ихэвчлэн цахилгаан-хийн, цахилгаан-механик, цахилгаан-шингэн гэсэн үндсэн ажиллагаатай байдаг. Эдгээр нь өөр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай. Жишээ нь: Хийн-цахилгаан серво үнэ өртөг багатай хэдий ч хүч бага нарийвчлал бага байдаг. Харин цахилгаан-механик серво үүнийг бодвол үнэ өртөг ихтэй ч хүчтэй, нарийвчлал сайтай байдаг.

Энэ зурагт мэдрүүрүүд болон нисгэгчийн комманд мөн автомат нислэгийн горим сонголтын дохиог боловсруулан серво мотор руу илгээн удирдаж буй бүдүүвч зургийг харж байна. Мөн сервомотороос буцаан мэдээллийг авч дахин боловсруулдаг. Attitude sensing болон error sensing-г дээр хэсэгт тайлбарласан билээ.

Удирдлагын тоо эсвэл сувгийн тоо нь тухайн системийн тэнхлэгийн тооноос хамаардаг тул системийг дараах байдлаар ангилдаг.

  1. Single axis system
  2. Two-axis system
  3. Three-axis system  

2.5 Single Axis Control System

Энэ нь зөвхөн нэг тэнхлэгийн систем бөгөөд удирдлага нь зөвхөн уртааш тэнхлэгийн дагуу хөдөлгөөнийг буюу roll хөдөлгөөнийг удирддаг. Энэ нь “ailerons”-ийн хөдөлгөөнийг удирдана. Энэ систем нь ихэвчлэн жижиг агаарын хөлгүүдэд ашиглагддаг.

2.6 Two-Axis System

2 Тэнхлэгийн систем нь уртааш болон хөндлөн тэнхлэгийн хөдөлгөөнийг удирдах ба (roll and pitch) aileron болон elevator-ийг удирдана. Энэ нь дунд оврын өндөр болон чиглэлийн автомат системтэй агаарын хөлөгт ашиглагдана.

2.7 Three-Axis System

3 тэнхлэгт систем нь 3 тэнхлэгийн дагуу хөдөлгөөн буюу roll, pitch, yaw тэнхлэгийн дагуу удирдагдана. Энэ нь том оврын агаарын хөлгүүдэд ашиглагддаг. Доорх зурагт тэнхлэгүүдийг хөдөлгөөн болон тэнхлэгүүдийг харууллаа.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: