10 - Piloto Automático

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PA – Piloto Automático 
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PA – Piloto Automático
 
 Introdução:
 O piloto automático é um sistema mecânico, elétrico, ou hidráulico usado para guiar um veículo sem auxílio do ser humano.
 Na aviação comercial de hoje, o avião requer atenção contínua do piloto a fim de voar de uma maneira segura. Isto criou demandas muito elevadas na atenção levando o piloto à fadiga elevada.
 Então o piloto automático foi projetado para executar algumas das tarefas do piloto. 
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 História:
 O primeiro piloto automático de avião foi desenvolvido por Lawerence Sperry.
 Ele conectou um indicador de atitude giroscópico e uma bússola magnética ao leme, ao profundor e ao aileron operados hidraulicamente. Isto permitiu o avião voar em linha reta e no nível em um curso da bússola sem atenção do piloto, cobrindo assim mais de 80% do trabalho total do piloto em um vôo normal. 
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 História:
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 Sobre o PA:
 A razão principal pela qual os pilotos automáticos estão instalados no avião é aliviar a necessidade do piloto controlar
manualmente o avião durante períodos longos de vôo. Um piloto automático é um dispositivo caro e complexo. Tem frequentemente vários componentes situados em diferentes
locais da aeronave e com isto muitas interconexões.
 O piloto automático é conectado ao sistema de controle do vôo e o seu mal funcionamentos pode ter sérias conseqüências.
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 Sobre o PA:
 A razão principal pela qual os pilotos automáticos estão instalados no avião é aliviar a necessidade do piloto controlar
manualmente o avião durante períodos longos de vôo. Um piloto automático é um dispositivo caro e complexo. Tem frequentemente vários componentes situados em diferentes
locais da aeronave e com isto muitas interconexões.
 O piloto automático é conectado ao sistema de controle do vôo e o seu mal funcionamentos pode ter sérias conseqüências.
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 Sobre o PA:
 Os órgãos reguladores de aviação precisam sempre aprovar a instalação de sistemas de piloto automático para modelos específicos de avião:
 Um tipo de piloto automático pode ser aprovado para vários tipos de aviões diferente, mas as regulagens e os ajustes de torque podem ser diferentes e pode ter que ser feitos para cada aplicação.
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 Tipos de PA:
 Eixo único ou central;
 De dois eixos;
 De três eixos.
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 Tipos de PA:
 1. O PA de Eixo Único opera só os ailerons, são os niveladores de asa.
2. O PA de 2 Eixos controla os ailerons e o profundor e proporciona estabilidade de pitch e roll.
3. O PA de 3 Eixos controla todas as superfícies de controle primárias: ailerons, profundor e leme.
- Existe uma grande diferença na capacidade de controle entre um PA de 3 eixos das aeronaves menores e os encontrado nas grandes aeronaves modernas:
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 Tipos de PA:
 AFCS – O termo "Automatic Flight Control System"
 Este é um piloto automático três eixos que pode controlar o avião durante subidas, descidas, vôo do cruzeiro, e durante aproximações por instrumento. Tem também um sistema Auto-Throttle, que controla automaticamente a potência do motor. Alguns incluem a função Autoland onde o piloto automático pode praticamente pousar o avião. Estes tipos de PA requerem níveis elevados de redundância. 
Características: Cruzeiro, Subida, descida, aproximação,
Auto-Throttle e Autoland . 
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 Tipos de PA:
 FMS - Os tipos mais recentes de pilotos automáticos são conhecidos como sistemas de gerência do vôo (FMS - Flight
Management Systems). Estes sistemas incluem os computadores adicionais chamados computadores de Gerência de Vôo (Flight Management Computer). 
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 FMC:
 Os computadores da gerência do vôo (FMC) permitem um controle que pode ser pré-programado para controlar todo o vôo automaticamente desde a decolagem até o pouso, sendo capazes de fornecer os seguintes recursos:
Planejamento de voo: Todo o voo pode ser programado anteriormente utilizando um teclado no cockpit.
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 FMC:
2. Gestão de Performance - O sistema pode fornecer perfis ideais para a subida, cruzeiro, descida. O voo pode ser realizado a um custo mínimo, utilizando os perfis otimos calculados pelo FMC.
3. Auto seleção de auxílios - A FMC pode sintonizar automaticamente os rádios para a estação correta frequências.
4. Comandos de velocidade do Autotrottle - O FMC dá avisos de velocidade (rápido ou lento) no painel.
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 FMS:
 O FMS pode ser imaginado como um computador mestre que monitora todos os parâmetros de vôo e controla o piloto automático e auto throttle. Os computadores podem armazenar em sua memória muitas rotas e perfis diferentes do vôo, e podem ser usados para fornecer os perfis otimos para cada regime de voo ou um outro parâmetro desejado. 
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 Funcionamento
 São 5 as peças básicas, vejamos suas funções :
1 - Sensores ou Giroscópios: estes dispositivos captam mudanças na atitude do avião nos seus três eixos, transformam esses desvios em sinais elétricos e enviam esses sinais para o computador do piloto automático. As aeronaves mais antigas usavam giroscópios mecânicos comuns, as aeronaves mais modernas utilizam giroscópios a laser.
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 Funcionamento
2 - Amplificador ou Computador - este componente processa
os sinais dos sensores e emite sinais aos servos para corrigir a atitude.
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 Funcionamento
3 - Servos: os servos recebem sinais do computador e fornecem a força física necessária para mover a superfície de
comando. Os servos podem ser:
 Pneumáticos;
 Elétricos;
 Eletro-Hidráulicos.
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 Funcionamento
 Pneumáticos: Utilizam pressão de ar positiva ou negativa para atuarem nas superfícies de comando da aeronave.
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 Funcionamento
 Elétricos: Utilizam motores elétricos para atuarem nas superfícies de controle da aeronave.
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 Funcionamento
 Eletro – Hidráulico: Mais utilizado em grandes jatos devido a capacidade que um sistema hidráulico possui de multiplicar a força, possibilitando assim a movimentação de grandes superfícies de controle a grandes velocidades. 
Basicamente, trata-se de uma servo-válvula hidráulica, que é excitada por um sinal elétrico proveniente do computador do piloto automático, liberando ou restringindo a passagem de um fluido hidráulico sob pressão. 
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 Funcionamento
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 Funcionamento
4 – Feedback: Até os pilotos automáticos mais simples têm um sistema de feedback que emite sinais de volta ao computador para indicar o movimento da superfície de controle.
5 – Painel de Controle: O painel de controle de voo contém os interruptores para ativar as várias funções de piloto automático e para ajustar as configurações para o desejado. Ex.: HDG, vertical speed, IAS, APP, número de Mach etc...
 
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 Flight Director
 Um flight director usa sensores e computadores, mas não tem servos. O computador do flight director usa os sinais de sensores para calcular uma correção, que depois é mostrado como um comando para o piloto seguir. Os comandos do diretor de vôo são
exibidos para o piloto no EADI pelas barras de comando.
O funcionamento das “command bars” no EADI é mostrado no vídeo a seguir. 
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 Flight Director
Yaw Damper e SAS (Sistema de Aumento de Estabilidade): 
 São sistemas que tem entre outras funções a de eliminar os efeitos do ´´dutch roll`` . Os sistemas fazem automaticamente movimentos rápidos e precisos do leme reduzindo os efeitos indesejados do ´´dutch roll`` e aumentando a estabilidade direcional das aeronaves. 
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