传感器——飞机自动化的眼睛

传感器和自动化技术的使用最终将使制造商能够设计出更大、更智能的飞机。

  据外媒报道,近期,传感器问题导致巴基斯坦国际航空公司PIA 8303航班失事,这架飞机在重新飞越巴基斯坦卡拉奇Jinnah国际机场时,坠毁在居民区,机上99人中有97人死亡。

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  飞机失事照片显示,在飞机飞行过程中,因发生双引擎故障,导致坠毁。巴基斯坦民航局调查人员,还在跑道上发现了两个不寻常的黑色滑痕,这是飞机首次着陆时与跑道接触时,引擎刮擦人行道造成的。

  这起事故不应该发生。因为所有现代喷气式飞机都装有大量的传感器,能够检测起落架是否收起或放下。实际上,传感器的广泛使用,已经让飞机实现了几乎自主高安全度飞行。

  对传感技术的需求

  当航空事故归咎于人为失误时,问责压力便落在了机组人员身上。他们需要解释监控驾驶舱中的所有仪表,解释它们之间的相互关系,然后在具有挑战性的环境中操作特定的控制装置。随着飞机变得越来越复杂,它不再是可持续的和安全的。

  通过自动监视,控制和报告几乎所有飞机系统来纠正此问题,以减轻机组人员的工作量。这就需要一系列传感器来监视部件的位置、温度、压力、火灾、空气泄漏、烟雾、液压系统甚至厕所液位。

  传感器和自动化技术的使用最终使制造商能够设计出更大的飞机,在这种情况下,人类的局限性无法发挥作用。

  传感器类型

  传感器从其所在位置检测到必要的输入,并将信号传输到相关系统的计算机。在对数据进行解码和解释后,它将被转发到一台被称为集中故障显示接口单元(CFDIU)的集中计算机,该计算机将信息中继到飞行员面前的屏幕上。参与这一过程的大多数计算机要么安装在机组后面的航空电子设备机架中,要么安装在驾驶舱地板下面的航空电子舱中。

  一、液压系统

  在液压系统中,液位传感器用于实时监测储液罐内的液压油量,并检测液压油量是否低于安全液位。压力传感器也安装在液压泵的下游,以检测输出压力,大多数客机的输出压力通常设置为3000 psi,而更大和更新的飞机(如空客A350)的输出压力通常设置为5000 psi。由于液压油的功能之一是吸收热量,因此该系统在其回流管路中安装了一个温度传感器,以便在液压油返回储液罐之前测量其温度。

  二、舱门系统

  在舱门系统中,近距离传感器安装在从舱门结构突出到机身结构的发射螺栓上。这将向驾驶舱显示单元提供一个显示输出,显示相关的舱门已关闭并锁定。

  三、飞行控制系统

  在飞行控制系统中,安装了接近传感器来检测和传送襟翼、缝翼、副翼、方向舵和升降舵的位置。这使得自动飞行系统的操作能够在指令飞行控制装置通过液压执行器移动之前,将位置传输给自动飞行计算机作为数据。这是一个感应、传输和运动的连续循环,以实现自动飞行,这是由接近传感器实现的。

  四、水和废水系统

  每当我们使用飞机厕所时,安装在两个独立水箱上的液位传感器可以监控液体的数量。一个传感器安装在监测饮用水罐中储存的饮用水数量,另一个传感器安装在盥洗室废物箱中,收集所有冲洗马桶的液体和固体废物。

  五、燃油系统

  飞机上安装了液位传感器来监控燃油量,并检测燃油量是否低于可接受的油位。然后,这些燃油由燃油泵供给发动机,燃油泵的输出由压力传感器监控。燃油箱还安装了温度传感器,以确保温度保持在结冰条件以下。

  六、防冰防雨系统

  对于在易受结冰条件影响的环境中运行的飞机,防冰防雨系统设计有结冰探测器。探测器的计算机将一个信号传送到一个嵌入在飞机外壳外的部件中的传感器。

  如果返回的信号不变,则传感器推断没有积冰。然而,当结冰时,计算机接收到的信号与发送的频率不同。

  七、起落架系统

  除了检测齿轮是否收起或展开的接近传感器外,当飞机完全接地或在空中时,类似的近距离传感器有时被称为车轮上的重量(WOW)为整个飞机计算机网络提供参考。

  或者,车轮可以安装胎压传感器,以通知是否需要氮气维修。最后,制动器安装有温度传感器,以确保其保持可用状态。

  关于航空旅行安全的争论要少得多。技术的进步和设计的创新帮助飞行员和维修工程师在只有太空飞行才能超过的安全水平下操作飞机。

  像传感器这样的创新可以通过安全的航空旅行促进经济和文化的进步。简单地说,它们是整个飞机系统的眼睛。

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