In bài viết

"Bộ não" của các chiến đấu cơ

Các hệ thống điều khiển máy bay bằng cơ khí và thuỷ lực kiểu cũ rất nặng nề, lắp đặt phức tạp, nhiều thiết bị dự phòng… Fly-by-wire là hệ thống sử dụng thiết bị điện tử kết hợp với các máy tính giúp điều khiển bay ổn định, thích ứng với những thay đổi của các điều kiện khí động, tin cậy, an toàn cao.

12/04/2013 15:19

Fly-by-Wire bảo đảm máy bay chiến đấu cơ động linh hoạt, tin cậy, ổn định, an toàn

"Điều khiển điện tử" (Fly-by-Wire) là hệ thống điều khiển bay hoàn toàn sử dụng tín hiệu điện và máy tính, nó có một hệ thống máy tính làm trung gian giữa phi công và các thiết bị chấp hành, tác động đến các bề mặt điều khiển bay. Nó biến đổi các động tác điều khiển từ tay phi công thành các thông số điều khiển tương ứng, hiệu quả cao, tin cậy, an toàn.

An toàn dư thừa

Các hệ thống điều khiển máy bay có thể lắp tới bốn hệ thống (bốn kênh riêng biệt) để phòng ngừa mất tín hiệu trong trường hợp một, thậm chí hai hệ thống bị hỏng.

Người ta còn gọi cơ cấu là “tứ trùng”. Có bốn máy tính chạy song song, và bốn đường dây tín hiệu cho mỗi bề mặt điều khiển. Các máy bay có tính năng hoạt động cao với hệ thống điều khiển điện tử sẽ phản ứng nhanh nhạy, ổn định tin cậy.

Nếu một hay hai máy tính hư hỏng, những chiếc khác vẫn tiếp tục làm việc. Ngoài ra hầu hết máy bay điều khiển số giai đoạn đầu vẫn có hệ thống điều khiển điện cơ khí hay thủy lực dự phòng.

Chống vượt quá giới hạn

Các máy tính được lập chương trình để có thể bảo vệ chống vượt quá giới hạn (flight envelope protection). Trên chiếc máy bay này các nhà thiết kế tính toán chính xác các tính năng điều khiển của máy bay, để máy bay luôn ở trong giới hạn tổng thể được phép. Ví dụ, máy tính ở trạng thái bảo vệ chống vượt quá giới hạn có thể tìm cách ngăn cản máy bay (bị) phi công điều khiển một cách quá nguy hiểm, quá các giới hạn của máy bay, như tốc độ, độ chòng chành, xoay tròn hay giới hạn quá tải G.

Khi máy tính liên tục điều khiển máy bay theo đúng ý định của phi công, công việc của phi công được giảm bớt, bớt phân tán sự chú ý, để tập trung vào quan sát, ngắm bắn, phối hợp biên đội.

Fly-by-Wire xuất hiện ở Liên Xô trước đây trên chiếc Sukhoi T-4. Tàu con thoi của Hoa Kỳ cũng có thiết bị điều khiển điện tử số, lần đầu được dùng trong tiếp cận và hạ cánh 1977.

Năm 2005, Dassault Falcon 7X là chiếc máy bay phản lực thương gia đầu tiên áp dụng điều khiển điện tử Fly-by-Wire. Cấu hình này đã được sử dụng trên các phiên bản đầu của loại tiêm kích F-16, khiến nó thao diễn ấn tượng. Hiện máy bay thế hệ 4, 4 và thế hệ 5 đều có hệ thống Fly-by-Wire, ngày càng hiện đại.

Máy bay thế hệ mới  ngày nay có Fly-by-Wire hầu như không còn tình trạng thất tốc do phi công điều khiển “thô”, quá mức. Điều khiển điện tử khiến máy bay "chạy" linh hoạt hơn, dễ dàng được bảo vệ và ít bị tổn thương hơn các cơ cấu điều khiển nhiều đường ống thủy lực trước đây.

Điều khiển động cơ

Sự xuất hiện các động cơ FADEC (Full authority digital engine control - Điều khiển động cơ số toàn bộ) cho phép tự động tiết lưu công suất các động cơ. Trên các máy bay quân sự hiện đại các hệ thống khác như ổn định tự động, hoa tiêu và hệ thống vũ khí đều được tích hợp vào các hệ thống điều khiển bay cùng với FADEC.

FADEC cho phép máy bay hoạt động ở tính năng cao nhất mà không lo động cơ hoạt động sai, hư hại máy bay hay cường độ làm việc quá cao đối với phi công. Thí dụ khi bay chậm, các hệ thống điều khiển bay ra lệnh cho các động cơ duy trì lực đẩy cần thiết mà không cần sự can thiệp của phi công. Việc kiểm soát phân bố nhiên liệu giữ tâm trọng lực máy bay phù hợp nhất cũng được duy trì tự động.

Fly-by-Wire kết hợp với FADEC điều khiển luồng phụt động cơ, thay đổi véc tơ lực đẩy song hướng hoặc đa hướng rất chuẩn. Các góc phụt này phù hợp tương ứng với góc lệch của cánh, đuôi, phanh khí động hoặc các cánh lái trước, sau…nhằm làm cho quỹ đạo máy bay tuân theo đúng kỹ thuật bay của phi công như bay khoan, bay thắt vòng, bay kiểu “rắn hổ mang”, cùng các thuật bay phức tạp khác, nâng cao sức mạnh chiến đấu của máy bay.

                                                                                               Đồng Văn