Die Tücken der Technik!

[alfora]

Natürlich wird ein Kampfpilot nicht absichtlich Manöver fliegen bei denen er bewusstlos wird. Was Betto gemeint hat habe ich jedoch so verstanden, dass es sehr wohl Situationen geben könnte, bei denen z.B. mehr als 10 g aufgebaut würden weil der Pilot heftig am Knüppel zieht (weil z.b. vor ihm der Stabilisator des Todesstern explodiert oder so ).

In solchen Situationen ist es sicher sinnvoll, wenn der Compi eingreift und dadurch eventuell verhindert, dass der Pilot bewusstlos wird oder die Maschine in den Boden bohrt.

Absichtlich wird das niemand tun. Siehe Artikel von Hans Tobolla:

Ein Pilot fährt das Fahrwerk ein, bevor die Maschine fliegt

Aber offensichtlich tun sich die Techniker schwer, einen guten Mittelweg zu finden. Ist ja schon schwierig genug, genau zu definieren, ab wann ein Flugzeug eigentlich gelandet ist. Wieviele Räder müssen am Boden sein? Müssen sich die Räder auch drehen? Für wie lange mindestens? Was ist, wenn ein Sensor ausfällt? Was ist bei Landungen mit Fahrwerksdefekt? Ich bin mir sicher, irgendjemandem passiert dann eine Situation, wo so viele blöde Zufälle zusammenkommen, dass man die Computerlogik wieder vergessen kann.

Automatische Systeme sind ja wirklich angenehm aber irgendwie muss das System auch begreifen, wann es sich abschalten soll.

[Peterle]

Betto, da hast Du genau das Thema angeschnitten, das eigentlich hinter meiner (senilen?) Abneigung gegen uebermaessiges fly-by-wire steckt:

Mit Rechnersteuerung und schnell reagierenden Triebwerken sind "Flugzeuge" moeglich, die keine inhaerente aerodynamische Stabilitaet mehr haben (damit fliegt - tatsaechlich -auch ein Lastwagen ). Solche "Luftfahrzeuge" sind nicht nur moeglich, es gibt sie schon, wie Du ja auch sagtest. So sind auch Verkehrsflugzeuge moeglich, die zumindest in Teilbereichen instabil sind ("stabil" heisst hier: Ein (normales) Flugzeug regelt ja alle Stoerungen (Schub, Anstellwinkel usw) in weiten Grenzen von selbst aus). Instabile Konstruktionen werden kommen, weil bestimmte Ziele der Betreiber (Spritverbrauch, Reisegeschwindigkeit, Ladekapazitaet usw) mit aerodynamisch weitgehend stabilen (klassischen) Entwuerfen nicht mehr zu erreichen sind.

Ich denke, dass spaetestens dann die Weggabelung erreicht ist, an dem sich die Fliegerei endgueltig auftrennt in "kommerziellen Lufttransport" und "allgemeine Luftfahrt". Extrem gesagt: Eine PPL ist dann fuer die Ausbildung zum Verkehrsflieger eher von geringem Nutzen oder gar hinderlich, umgekehrt kann ein Verkehrsflieger dann auch keine Cessna mehr fliegen.

Ich befuerchte ein wenig, dass langfristig die allgemeine Luftfahrt in der Nische der "Freizeitakivitaten" verschwinden wird, praktisch ohne Verbindung zur kommerziellen Fliegerei. Natuerlich dann auch weitgehend abgekoppelt von Forschung und Entwicklung in Aerodynamik, Motorenbau, Navigation usw.

Lilienthal's Erbe im Fun-Reservat - wird wohl irgendwann so kommen.

Oooops - das war wieder allzu nostalgisch, ich geb's zu

Viele Gruesse
Peterle

[Betto]

Hi,

ich behaupte einfach mal trotzig: Doch. Man könnte das Teil in Sekunden zerlegen.

Argumentation: Die Zentrifugalkraft (= die g's) ist proportional zur Tangentialgeschwindigkeit des - in diesem Falle - durchflogenen Kreises. Die optimale Manövriergeschwindigkeit einer F-16 liegt so um 450 Knoten, glaube ich. Gesetzt den unrealistischen Fall, daß der Kurvenradius bei höherer Geschwindigkeit und gleicher Lenkflächenkonfiguration derselbe bleibt, bedeutet das, daß bei 640 Knoten schon die doppelten Kräfte wirken, wenn die Ruder dieselbe Stellung hätten. Daher regelt eine Automatik den Ruderausschlag immer so, daß 9 g nie überschritten werden. Das sind auch für eine Titanbauweise wie bei der F-16 gewaltige statische Kräfte, die an dem Chassis zerren, die (aero-) dynamischen noch nicht gerechnet. Umgekehrt verlangt ein Kampfjet aber auch in niedrigeren Geschwindigkeiten maximale Manövrierbarkeit. Idealerweise erlaubt es daher dort größere Ruderausschläge. Das geht aber nur über eine Elektronik, die sich zwischen Input und Hydraulik befindet.

Ich habe übrigens nicht gesagt, daß ich meinen Maßstab, was "große Kräfte" angeht, in menschlichen Dimensionen messe. Den 180°-Turn bei 9 g übersteht wohl kein Mensch ohne mehr oder weniger großen Blackout (der dauert...(der Turn)). Die negative Beschleunigung (also Kurven nach unten) ist übrigens noch viel rigoroser begrenzt, da den Piloten sonst der Redout droht (Adern platzen in den Augäpfeln). Die 9 g-"Begrenzung" gilt auch nur für leichte Waffen, vornehmlich Luft-Luft. Hängen die 2000-Pfund-Bomben drunter, erlaubt die F-16 nur noch 5 g. (AlleAngabenwieimmerohneGewähr )

@alfora: jo, richtig verstanden

@Peterle:
Soviel ich weiß, ist der Hauptvorteil derjenige der sehr viel größeren Manövrierbarkeit. Augenscheinlich sind das Gegensätze: Manövrierbarkeit und aerodynamische Stabilität, wenn das stimmt, ich bin aber kein Aerodynamiker

Betto.

[spooky_763]

Tach ihr leut

@Bastian

ich schließe mich Hans Tobollas Meinung vom 02. Jul 2001 17:32 völlig an, und zitiere die Worte Heino Caesar´s, dem Sicherheitspiloten der Lufthansa im Hinblick auf die Philosophie Airbus Industries:

"...weil Airbus der Ansicht ist, daß der Pilot nur noch ein notwendiges Übel ist - und ein Übel, das bereits technisch überwindbar wäre, das nur mit Rücksicht auf die Psychologie der Passagiere noch toleriert wird. Und ein Airbus A320 ist ein ganz klar auf die Eliminierung der Piloten hin konstruiertes Flugzeug. Es ist nichts weiter als ein fliegendes Testbett, um über die Ein-Piloten-Version auf die Null-Piloten-Version zu kommen. Und sie ignorieren dabei die Tatsache, daß für einen überschaubaren Zeitraum, den ich mal auf 30 bis 50 Jahre ansetzen möchte, daß Menschen in diesen Cockpits aufgrund der Unwägbarkeiten der Programmierung von derartigen Systemen unverzichtbar sein werden. Wenn aber der Mensch in diesem Cockpit unverzichtbar ist, muß das Flugzeug als ein Handwerkszeug auf den Menschen zukonstruiert sein. Und das bedeutet, daß ich auf gewisse Dinge, die zwar technisch möglich sind, bewußt vrezichten muß, um dieses Flugzeug für den Menschen operierbar und überschaubar zu machen, und diese Schwelle hat Airbus ganz bewußt überschritten. Und zwar in dem Bestreben, mit einer extremen Avantgarde sich auf dem weltweit umkämpften Markt zu etablieren gegen die übermächtige amerikanische Konkurrenz."

Die relativ hohen Airbus-Verkaufszahlen sind finde ich kein gutes Argument, immerhin geht es den meisten (fluggesellschaften) nur um das Geld, und der Airbus ist da sicher ein sehr Wirtschaftlicher Flieger.

[Bastian]

spoky_763,

ich kenne diese Aussage des LH Sicherheitspiloten.
Nur möchte ich gerne von dir wissen welches Element des A320 darauf konstruiert ist den Piloten völlig zu ersetzten?
Wenn der A320 wirklich ein "Testbett" für die Technologie eines vollständig autonomen Flugzeugs ist, wieso hat Airbus das nicht schon angeboten, oder gar in der A380 angewand?

Mal was anderes:
Ich gebe ja zu das Boeing gute Flugzeuge baut und auch meilensteine gesetzt(737, 747(nur noch kurze Zeit )) hat.
Ich bin allerdings vom Konzept des Airbusses, also dem einschränken der Sicherheitsrisiken durch Computer und dem unterstützten des Piloten bei schwierigen Anflügen und schlechtem Wetter, überzeugt.
Auf keine Fall will ich, das der Pilot überflüssig wird, nur soll er in einer Zeit in der der Luftraum "gut" gefüllt(wenn nicht gar überfüllt) ist und wo mit veraltetem Navigations- und Kommunikationsausrüstungen gearbeitet wird mit dem maximal möglichen UNTERSTÜTZT wird.
Viele sind der Meinung das der A320 einfach so fliegt aber auch im A320 gilt: Fly the Airplane!


Bastian

PS das mit den Verkaufs zahlen war auch kein wirkliches Argumet.
Mein gegen Argumet war das mit dem ins Schleudern geraten etc.
Und es ist nicht DER Airbus sondern DIE Airbusse(nicht ernst gemeint )

[hpfranzen]

Hallo,

um diese Fly-by-Wire Diskussion noch ein wenig weiter anzuheizen:
Bei dem Argument, man müsse die max. G-Beschleunigung bei Fightern begrenzen, damit sich deren Piloten nicht selbst in die Bewußtlosigkeit fliegen (ist ja seit dem "Stuka" Ju-87 nichts bahnbrechend Neues mehr), fällt mir ein, daß ja ein Verkehrsflugzeug per Bauvorschrift nur +2,5 / -1,0 g bei eingefahrenen Klappen aushalten muß, bei ausgefahrenen Klappen noch weniger, hier muß mir Simeon mal weiterhelfen. Um dies auch sicherzustellen, sind, soviel ich aus meiner ATPL-Ausbildung behalten habe, die Profile so ausgelegt, daß sie spätestens bei 2,5g den Strömungsabriß herbeiführen. Ein gut motorisierter Jet fliegt allerdings schon in seiner wirtschaftlichsten Reiseflughöhe so hoch, daß er schon bei 1,5g stallt.
Was glaubt Ihr wohl, warum Airbus Industries den Piloten durch die FBW Computer noch weitere Einschränkungen auferlegt? Meine Antwort: Damit man Airbusse mit noch geringeren Wandstärken in der gesamten Struktur bauen kann (sprich den Leichtbau und die Spritersparnis weiter treiben kann). Daher rühren dann auch die Verkaufszahlen!!!!!! Flugzeuge werden nämlich von Kaufleuten und nicht von Piloten gekauft.
Bin schon auf mein A-320 Rating ab 1.8. gespannt........

Happy landings!

HP

[hpfranzen]

Nachsatz:

Ein sog. Sportflugzeug, das in der Kategorie "Utilities" zugelassen wird, muß 3,7g aushalten.

HP

[Stefan_R]

"Was glaubt Ihr wohl, warum Airbus Industries den Piloten durch die FBW Computer noch weitere Einschränkungen auferlegt? Meine Antwort: Damit man Airbusse mit noch geringeren Wandstärken in der gesamten Struktur bauen kann (sprich den Leichtbau und die Spritersparnis weiter treiben kann..."

Ich kritisiere ja ungern als totaler laie einen Profi, aber das ist falsch.

Die Load factor Limitation Der Fly By Wire Airbusse ist
+ 2.5 g / -1g

bei flaps extended: 2g /+-0g

Also die ganz normalen üblichen Grenzwerte.


Grundsätzlich: Was für "Schutz" bietet das AI Fly by wire bei den aktuellen airbussen:

Das Fly by wire system der Airbusse im normal law bietet neben der 3 achsen kontrolle auch folgende flight envelope protections:
1.)load factor limitation
2.)pitch attitude protection
3.)high angle of attack protection
4.)high speed protection
5.)Bank angle protection

ad 1.)
mit flaps eingefahren: +2.5G bis -1.0G
mit flaps +2.0G bis 0.0G

ad 2.)
30° nose up mit flaps 0 - 3 (zunehmend geringer bei niederer speed bis 25°)
25° nose up mit flaps full (zunehmend geringer bei niederer speed bis 20°)
15° nose down

ad 3.)
drei funktionen:
alpha protection
alpha floor
alpha maximum

alpha protection:
Im pitch normal law, geht die höhenruderkontrolle von normal mode auf protection mode wenn der angle of attack größer als der alpha prot. ist. Wenn das eintritt, dann disconnected der autopilot, speed brakes retracten, angle of attack dann proportionla der side stick deflection.
Im alpha prot Bereich kann der angle of attack noch durch ziehen am sidestick vergrößert werden, aber alpha max kann nicht überschritten werden, auch nicht wenn der sidestick bis zum Anschlag zurückgezogen wird, wenn der sidestick wieder losgelassen wird, dann verringert sich der angle of attack wider auf alpha prot.
Diese Funktion hat über alle anderen protections Priorität, und bietet Schutz gegen Stall und windshear.

alpha floor:
tritt bei einem bestimmten angle of attack auf zwischen alpha prot und alpha max, und aktiviert das autithrottle system.
TO/GA Schub wird dann abgegeben, egal wie die Schubhebel gerade stehen. Die alpha floor protection ist in lande configuration und unter 100ft radar altitude NICHT gegeben (das hatte der Air france pilot in habsheim vergessen).
Während das Flugzeug verzögert wird knapp vor erreichen von alpha floor auch die "Low energy warning" ausgelöst, das heisst es schreit "Speed Speed Speed" alle 5 sec.
(nicht verfügbar bei: TO/GA, unter 100ft RA und über 2000ft RA, wenn alphafloor oder GPWAS alert getriggert werden, in alternate oder direct law, wenn beide RA´s hin sind, Flaps 1 oder up)

ad 4.)
Wenn Vmo + 6kt oder Vmo + M=0.1 erreicht werden, dann disconnected der autopilot, ein pitch up demand wird eingeleitet. Wenn aktiviert, dann reduziert es die sidestick authority und der pitch up kann nicht überpowert werden.
Wenn der sidestick voll nach vorne gedrückt wird, dann kann Vmo + 30kts oder Vmo + M0.7 erreicht werden, aber wird sich dann auf einen wert zw. Vmo und Vmo + 16kt einpendeln. Wenn der stick dann wieder losgelassen wird dann reduziert sich die speed sofort auf Vmo und die protection wird deaktiviert.

ad 5.)
Die rollsteuerung (Querruder, spoiler 2 - 5, und seitenruder zur koordination) ist mit
roll rate limit, bank angle protection, turn coordination und dutch rolll damping ausgestattet.
Roll rate ist auf 15°/sec limitiert.
Wird der sidestick bei einem bankangle von mehr als 33° ausgelassen, dann reduziert sich der bank auf 33° und bleibt dann weiter so.
Wenn high angle of attack prot. aktiv ist, ist der bank angle auf max 45° begrenzt. Wenn high speed protection aktiv ist, dann ist er auf 45° begrenzt, und 0° bnak wird eingenommen wenn der sidestick neutral ist.
Bis 33° wird der bank angle beibehalten, wenn der sidestick in neutralstellung ist.
Wenn man den sidestick bis zum anschlag zur seite zieht und dort festhält, dann wird der bank angle auf max. 67° begrenzt (60° mit flaps). Bei einem horizontalflug ergibt eine 67° Kurve eine 2.5G kurve, bei 60° eine 2.0G Kurve. (darum ist eine steilere Kurve als 67° im Horizontalflug auch wirklich niemals sinnvoll, weil das Flugzeug zerbrechen könnte. Es ist dieser Grenzwert, wie die meisten der FBW Grenzwerte ja eben gerade Ergebnis des loadfactors)

Wenn der Bank angle über 45° geht, dann disconnected der autopilot automatisch und die flightdirector bars verschwinden.

Das nur als allgemeine Basisinfo.

Meiner Ansicht nach hat sich das Fly by Wire system bewährt, und es ist ein gutes und sinnvolles Konzept.

Nur weil ein wartungstechniker ein Teil verkehrt herum eingebaut hat, und das zu Schwierigkeiten führt, ist das Konzept nicht schlecht.
Solche ähnlichen Vorfälle gab es bei konventionellen Aircrafts oft, und da sagt auch keiner was (fehlerhaft eingebauter künstl. Horizont, der zum verlust des Flugzeugs führt....).
Es wird aus praktisch jedem incident und accident eines FBW airbusses eine "computer im cockpit" diskussion gemacht. Auch wenn allermeistens der Vorfall überhaupt nichts mit dem FBW System oder der Cockpitauslegung zu tun hat.

Man sollte ein bisschen objektiver und nüchterner an die Sache herangehen.

[Watsi]

@Stefan:
bin immer wieder begeistert von Deinem fundierten Wissen (als Laie). Tjaja, das Studentenleben...

@HP:
ich bin mir sicher, nach Deinem Rating wirst Du die A320 lieben (ganz bestimmt)!!!!
Gruß, Watsi

[hpfranzen]

Hallo Stefan,

vielen Dank für die ganzen Infos!
Du hast natürlich Recht - 2,5g sind von einem Airbus genauso zu erbringen wie von jedem anderen Verkehrsflugzeug. Auch habe ich nichts gegen eine elektronische Signalübertragung vom Steuerknüppel zu den Steuerflächen, die gute alte Seilzugübertragung hat auch so ihre Mucken und der Wartungsaufwand ist nicht unerheblich. Aber wofür die zusätzlich eingebauten Limitierungen? Und wofür Autotrim? Meistens wird ein Verkehrsflugzeug per Autopilot geflogen und der übernimmt dann die Trimmung sowieso. Wenn ich von Hand fliege ist das Trimmen auch keine Belastung, die von wichtigeren Dingen ablenken könnte oder besonders ermüdend wäre. Im Gegenteil, ich erhalte über den aufzuwendenden Steuerdruck noch ein Feedback des Flugzeugs.
Ich kann mich des Eindrucks nicht erwehren, daß bei Airbus gebaut wird was technisch möglich ist, weniger was im Zusammenspiel Mensch - Maschine nützlich wäre. Wenn alles funktioniert ist alles wunderbar, aber bei Fehlfunktionen schnell genug zu durchschauen welche Konsequenzen diese Fehlfunktion hat, ist weitaus schwieriger als bei einem konventionellen Flugzeug.
Zum Glück scheint das FBW System im Airbus DAS computerisierte System zu sein, das im Vergleich zu den anderen Bordsystemen am besten funktioniert!

Happy landings!

HP