鑑於大多數現代飛機都是通過電傳操縱系統來控制的,那麼從座艙和/或座艙計算機以無線方式通過導線指令傳遞這些飛行指令的可能性或缺點是什麼?電線增加了飛機的重量,因此增加了淨燃油消耗。我假設今天尚未使用完全無線的系統。
鑑於大多數現代飛機都是通過電傳操縱系統來控制的,那麼從座艙和/或座艙計算機以無線方式通過導線指令傳遞這些飛行指令的可能性或缺點是什麼?電線增加了飛機的重量,因此增加了淨燃油消耗。我假設今天尚未使用完全無線的系統。
電傳操縱對於控制飛機絕對至關重要,這裡的三個主要因素是安全性,安全性和安全性。體重不是其中之一。線控飛行系統具有三重或四重冗餘:製造商沒有安裝另一套電纜,而是安裝了3個以上的電纜織機,只是為了確保系統始終正常工作。
電線比無線更安全!無線系統中有活動的發送器和接收器,可能會發生故障。信號的接收取決於發射器&接收器之間空間的質量:信號能否始終穿透鋁製隔板?當經過機場雷達或另一架飛機的氣象雷達場時,無線信號會發生什麼情況?
屏蔽線是無源的,並且相對不受電磁輻射的干擾,因此是屏蔽電纜的首選方法。安全關鍵系統。
更新
OP處於電傳狀態。從某種意義上說,飛行控制系統是機上最安全的系統,必須始終隨時可用。在評論中,通過@mins鏈接的演示文稿報告了車載無線通信的進度,適用於安全性不太重要的系統:
潛在的示例WAIC應用程序
低數據速率,內部應用(LI):
- 傳感器:機艙壓力-煙霧檢測-燃油箱/管路–接近溫度-EMI事件檢測-結構健康監測-濕度/腐蝕檢測
- 控件:緊急照明-機艙功能
低數據速率,外部應用(LO):
- 傳感器:冰檢測-起落架位置反饋-制動溫度-輪胎壓力-車輪速度-轉向反饋-飛行控制位置反饋-門傳感器發動機傳感器-結構傳感器
高數據速率,內部應用(HI):
- 傳感器:航空數據-發動機預後-飛行甲板/客艙乘員組圖像/視頻
- 通信:航空電子通信總線-FADEC飛機界面-飛行甲板/客艙乘員組音頻/視頻(與安全有關)
高數據速率,外部應用(HO):
- 傳感器:結構健康監測
- 控件:主動振動控制
在同一演示中: A380機載5700公斤電線,其中30%可能是無線替代品的潛在選擇。因此,飛機上的無線通信確實很有意義,首先要從非安全關鍵系統開始。
僅僅因為無線的可靠性要差幾個數量級,所以這種可能性很小。
考慮當前一天的恐怖威脅時代,如果加密(並且您將需要加密)曾經遭到破壞,則這將使乘客侵入數據流,而
您還沒有考慮無線通信的功率需求,這也會增加燃油成本。
節省一些費用一百公斤的重量這永遠不會發生。
儘管在技術上可行,但在座艙與飛機周圍各個端點之間進行無線通信會產生重大問題。
主要:
通道:除非您使用多個頻率,否則每個傳感器或驅動程序都將需要它自己的無線電通道。再加上冗餘,每個傳感器或執行器站需要三個通道。
帶寬:無線通信的一次傳輸量受到限制。由於您將在多個設備上共享頻道,因此這進一步限制了與之通信的速度。
干擾:假設您甚至可以使所有這些設備在同一時間工作時間,您非常容易受到電子噪音的影響。無論是蒂米用他的小遊戲男孩,還是爸爸用他的電動剃須刀在洗手間,還是穿越電風暴,任何形式的通訊突然中斷都將損害乘客和機組人員的飛行體驗。
安全性,黑客行為/阻止:對於恐怖分子來說,打開發射機阻止wifi或劫持控制系統實在是太容易了。
這樣,無線通信將是一條危險的冒險之路。
對於線束。對於控制系統,可以通過使用其他方法來顯著減少線束。通過使用位於飛機周圍的分佈式智能控制器,可以使用單線通信系統將它們連接至主要飛行計算機。也就是說,您實際上不需要在座艙中為每個開關中的線束使用導線。
和往常一樣,這裡需要冗餘,您可以通過兩根或三根穿過屋頂,地板等的電纜來設計冗餘,以防萬一失效或被切斷。當然,您仍然需要配電系統。
但是,所有這些方法的問題在於通過單個點傳遞過多的功能。儘管它可能是一個更簡單,更可靠的系統,但失敗的後果要嚴重得多。
在我看來,最重要的問題是不受外部來源對無線信號(從FCS到執行器)的干擾或環境因素對信號傳輸的影響的抵抗力-信號的可靠性是什麼?在所有可能的情況下進行無線信號傳輸。在我們擁有消除這些問題的技術之前,業界將非常懷疑無線FCS的使用。截至今天,FCS中即將出現的第二件事是光速飛行,即使用光纖的信號傳輸。與傳統的FBW相比,FBL有許多優點,例如,高速,抗電磁干擾等,但同時它可能不比銅線輕很多,因為它可能觸發向FBL的全面轉換。例如民用領域。
不。
儘管無線通信可以幫助減少電纜數量,但是遠程控制單元和遠程終端仍需要使用電纜進行供電。
無線系統的優點包括移動性和靈活性。這些可能是某些早期原型的驅動因素,但顯然不是經過認證的客機的驅動因素。減少線束的副作用並不明顯。
因此,使用更少的電線是可能的,但無線方式則不是。
該系統有很多利弊,其他人在這裡也提供了與現有研究的許多重要聯繫。諸如 Gulfstream和 Boeing之類的製造商已經為無線航空電子設備的一些示例製作了原型,這是一個活躍的研究領域,有大量提出不同策略的論文。因此,我不敢說無線飛行是行不通的,或者是一個可怕的想法,儘管據我所知,它仍然沒有在車載網絡中的其他行業中得到廣泛應用。像這裡發布的許多想法一樣,它有其優點,但好處可能不足以克服挑戰。
無線控制的優點:
缺點:
作為與黑客相關的有趣觀點,大多數現代飛行控制計算機不受討厭的拜占庭常規錯誤的影響。這些錯誤是幾種傳感器或控制計算機之一發生故障並誤導其他傳感器或情況的情況,包括甚至撒謊而又將真相告訴他人。即使在這些情況下,該系統也被設計為檢測騙子,並且仍能在運行中的計算機之間達成完全正確的協議。要拆除這些系統,您必須一次模擬兩個,有時甚至是三個飛行控制計算機或伺服器。
此外,許多系統都旨在防止故障轉移。例如,如果檢測到方向舵完全偏轉,則航空電子設備可能會恢復為更簡單的備用控制系統(可能是機械的)。當然,可以使用正確的技術來規避這些系統,但是要暗示它對於一個系統來說是無足輕重的,它可以無賴並擊落整個飛機,就像在暗示如果您切斷一個支撐梁,橋樑就會失效。您不應該忽略這些設計中廣泛的安全分析和冗餘。
電線比無線電信號更能抵抗電磁干擾,無論是有意還是無意。
此外,將無線電信號發送到鋁或碳纖維包裹的遠程接收器也會帶來一些困難。可以將飛機的鋁皮用作天線,但這也將為外部無線電信號提供出色的天線,並且您再次遇到潛在的干擾問題,可以將其應用於飛機外部。
一種更實用的方法是用光纖代替金屬線。光纖具有更高的速度和更寬的帶寬,可以在每條電纜中傳輸多個信號,而且重量也更輕。
幾年前,洛克希德C130經過重新設計,採用了基於光纖的系統。結果從座艙區域消除了太多的電線和重量,以至於以前可選的座艙裝甲成為標準配置,以使飛機在沒有貨物時保持平衡。
我還沒有看到其他任何答案:無線發射器需要電線為它們供電。而不是從座艙到系統鋪設電線,而是從飛機電網到發射器,再到接收器,再鋪設一根電線。
恭喜,不使用電線,您的工作量就增加了一倍電線數。