Il sistema dicontrolloFly-by-Wire, a volte chiamatoDigital-Fly-by-Wire[1] o abbreviato inFBW[1][2], letteralmentevolare tramite cavo, è un sistema che sostituisce i tradizionali comandi di volo diretti (cioè direttamente connessi agli elementi da controllare, meccanicamente o tramite un sistema idraulico) con un sistema di comando elettronico digitale. Le connessioni meccaniche trabarra di comando esuperfici alari sono così sostituite da una catena ditrasduttori esensori (potenziometri edencoder) che dalla cloche inviano il comando, tramite segnali elettrici, insieme ad una opportuna serie di dati, a uno o piùcomputer che, dopo opportune elaborazioni, trasmettono dei segnali ad appositiattuatori[3][4], i quali a loro volta muovono le superfici aerodinamiche attraverso il sistema idraulico o attraversoattuatori elettromeccanici[nota 1].
Similmente, anche lemanette non sono meccanicamente connesse ai motori, ma inviano segnali elettrici alFADEC (Full Authority Digital Engine Control)[5].
In virtù della connessione di tipo fisico e meccanico tra organo di comando (labarra) e superfici di governo aerodinamico, il sistema di controllo diretto è reversibile perché, esercitando manualmente un'adeguata forza sulle superfici aerodinamiche, si ottiene un corrispondente movimento della barra di controllo.
Nel passato tale sistema era installato su tutti gli apparecchi, mentre oggi si trova generalmente solo sui velivoli più semplici.
I sistemi di controllo reversibili sono stati validi finché gli aerei non hanno superato dimensioni e velocità di volo tali da far diventare lo sforzo sulla barra troppo elevato, rendendo impossibile il governo dell'aeromobile anche con l'uso di sistemi di compensazione aerodinamici (ad esempio opportune alette di compensazione).
Esistono anche sistemi di controllo irreversibili: lo sforzo esercitato dal pilota si traduce opportunamente, attraverso cavi e pulegge, in un comando a delle servovalvole, le quali azionano gli organi di potenza che sono in genere costituiti daattuatori idraulici; in tale caso, ad esempio, muovendo manualmente l'equilibratore non si osserva una conseguente rotazione della barra di controllo. Il sistema certamente non guadagna in semplicità, poiché ha bisogno di un circuito idraulico in pressione e di un organo di sensibilità artificiale: bisogna tener presente infatti che il pilota percepisce l'azione che sta effettuando sul velivolo solo attraverso gli sforzi che si trova a dover esercitare sugli organi di comando e non ha modo di avvertire l'effettivo movimento delle superfici (ad alte velocità di volo le rotazioni sono minime, dell'ordine di qualche grado o addirittura di frazioni di grado); interrompendo la connessione meccanica fra organi di comando e superficie di governo, è necessario avere sistemi che ricostruiscano per il pilota gli sforzi che deriverebbero dalle superfici aerodinamiche.
Un altro motivo che ha portato all'utilizzo di questi sistemi di controllo è che ilnumero di Mach in regime transonico modifica tutti i coefficienti aerodinamici del velivolo.
Di fronte a questo tipo di problemi, garantire il corretto andamento degli sforzi di barra in funzione della velocità di volo con sistemi di comando reversibili sarebbe diventato di fatto impossibile.
Dai sistemi di controllo reversibili (come quello sopracitato, nel quale era mantenuto un collegamento meccanico tra barra di comando ed organi di attuazione, in particolare servovalvole) si è passati in tempi più recenti ai sistemi dettifly-by-wire nei quali il collegamento fra barra di comando ed attuatore non è più realizzato mediante un meccanismo fisico, ma mediante una connessione di tipo informatico.
Il 25 maggio1972 Gary Krier decollò dallabase aerea di Edwards, inCalifornia, a bordo di unVought F-8 Crusader sul quale spiccava sullacoda la scritta "NASA 802". Krier fu il primo uomo a sperimentare il volo mediante un sistema di controllofly-by-wire: qualsiasi comando impartito mediante unjoystick veniva elaborato da un calcolatore prima di essere inviato ad un sistema idraulico che controllava alettoni, equilibratori, timone, spinta e così via.
Il primo velivolo di serie ad adottare questo sistema fu l'aereo da combattimentoGeneral Dynamics F-16 Fighting Falcon. L'applicazione successiva è quella dei sistemi dettifly-by-light che dal punto di vista concettuale differiscono da quelli precedenti in quanto il collegamento mediante segnali elettrici è sostituito da un collegamento a fibre ottiche. In questo tipo di sistemi i segnali elettrici provenienti dai trasduttori vengono convertiti in segnali ottici che viaggiano all'interno di fibre ottiche e poi in prossimità della servovalvola vengono riconvertiti in segnali elettrici. I motivi per i quali si utilizzano questi sistemi sono diversi: il peso ridotto, la quantità di informazioni trasmesse, ma il più importante è la minor sensibilità di questi sistemi alle interferenze elettromagnetiche.
L'F-16 è stato il primo velivolo ad avere un sistema di controllofly-by-wire: questo velivolo è pilotato non con una barra di comando classica, ma con una barra dettasidestick (barra laterale) la quale, nella versione originale, non rispondeva con un ritorno di forza. Con questo sistema non si guadagna in peso o in semplicità (perché bisogna garantire il funzionamento anche in caso di certe avarie e quindi è richiesta una triplice o quadrupla ridondanza), ma l'innegabile vantaggio è che questo si interfaccia molto bene con tutto ciò che a bordo proviene dal calcolatore. Rispetto ad un sistema meccanico o parzialmente meccanico, il sistema installato sull'F-16 permette di interfacciare i comandi che provengono dal pilota con quelli che provengono dai calcolatori di bordo nel modo più efficiente, in quanto tutto il sistema è di tipo elettrico, almeno fino ad arrivare ai sottosistemi di potenza posti in prossimità delle superfici aerodinamiche. Il motivo per cui nell'F-16 una parte consistente di sicurezza del volo era gestita dai calcolatori elettronici è che questo è stato il primo velivolo realizzato constabilità statica rilassata, cioè senzastabilità statica positiva nelle condizioni di volo al di sotto diMach 1, quindi è un velivolo che richiede un sistema di aumento di stabilità, che ha in uscita dei segnali elettrici che si interfacciano perfettamente con il sistemafly-by-wire. Questo velivolo fu realizzato volutamente con stabilità statica longitudinale negativa: prescindendo da momenti vari, in una configurazione convenzionale ilbaricentro si trova davanti alcentro aerodinamico o punto neutro delprofilo alare (supponiamo per semplicità di confondere il centro aerodinamico dell'ala con quello del velivolo completo) e in questa condizione la coda è deportante.
In una configurazione di stabilità statica rilassata, il baricentro si colloca a valle del centro aerodinamico: in questo caso la coda haportanza positiva e quindi contribuisce alla portanza totale del velivolo. In regime subsonico l'F-16 è stabilizzato longitudinalmente mediante opportuni sistemi di aumento di stabilità.
I velivoliAirbus hanno un sistema di controllo computerizzato che permette di rimanere all'interno dell'inviluppo di volo consentito dal progetto del velivolo; questo sistema mantiene sempre il controllo dell'aereo e, tranne in casi eccezionali e critici, non permette ai piloti di volare eccedendo i limiti di prestazioni stabiliti dai progettisti.Il sistema computerizzato Airbus può funzionare in cinque diverse modalità operative, detteleggi (law)[6]:
A partire dalBoeing 777, nei progettiBoeing i piloti possono escludere completamente il sistema computerizzato di controllo del volo e possono superare le delimitazioni dell'inviluppo di volo teorico durante le emergenze.[8][9]
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