NOTÍCIAS DO RAFALE

[Jonas Rafael]

À primeira impressão, fizeram uma apresentação honesta ressaltando as capacidades do seu vetor e sua proposta, exceto pela parte dos raios de ação, que é chute brabo...

[Carlos Lima]

O FCS (FBW) dos aviões da Embraer nem se comparam com os dos caças modenos, que além de serem aeronaves aerodinamicamente instáveis (e por isso necessitam serem assistidas por computador), possuem características de vôo específicas (por exemplo, o do Rafale tem algoritmos para o pouso embarcado) e são completamente digitais.

[]'s

Olha... o colega a quem o Tulio se refere fui eu.

Eu me lembro muito bem que o Falcon utiliza uma versão do FBW do Rafale ou vice-versa.

O meu ponto foi que a Embraer desenvolveu tal tecnologia no Brasil e desenvolveu de acordo com as suas necessidades (aeronaves civis), porque afinal essa é a área aonde a Embraer está oferecendo produtos aeronáuticos.

Se o que o Rafale usa no fim do dia é mais complexo e faz mais coisas, isso é claro que é lógico afinal o Rafale tem que sobreviver e fazer pirueta e lidar com carga em Cabides e outra coisas que uma aeronave civil não tem que lidar.

Então existem pelo menos 2 maneiras vermos isso:

Se a Dassault propoe ensinar a Embraer (ou qualquer outra empresa) como lidar com tal complexidade e é claro mostrar o que já é feito do lado deles para aeronaves de combate isso é muito bom, mas para que possa ser realmente aproveitável tem que se refletir em benefícios para o portifólio da Embraer, senão é mais um outro 'espelhinho'.

Se a Dassault ensinar como futucar no FBW do Rafale para que a FAB explore isso e consiga sem suporte da Dassault realizar alterações que se traduzam em incorporação de configurações de combate e qualificações de armamento e testes de tecnologia nacional 'ABC' sendo desenvolvido no ITA/CTA e que tal tecnologia também possa ser utilizada para futuros experimentos nacionais.

O que eu quero dizer é que em termos de FBW o que é feito no Brasil HOJE é muito bom e mesmo empresas como a SAAB tiveram que recorrer até a outras empresas para realizar o desenvolvimento do seu sistema e a Embraer fez isso em casa.

Não estou falando mal de ninguém... só estou querendo exemplificar que o que é feito 'em casa' serve muito bem ao nosso 'atual' propósito e temos que entender qual é o "gap" que a proposta francesa estaria querendo endereçar.

[]s
CB_Lima

[Justin Case]

O FCS (FBW) dos aviões da Embraer nem se comparam com os dos caças modenos, que além de serem aeronaves aerodinamicamente instáveis (e por isso necessitam serem assistidas por computador), possuem características de vôo específicas (por exemplo, o do Rafale tem algoritmos para o pouso embarcado) e são completamente digitais.

[]'s

Olha... o colega a quem o Tulio se refere fui eu.

Eu me lembro muito bem que o Falcon utiliza uma versão do FBW do Rafale ou vice-versa.

O meu ponto foi que a Embraer desenvolveu tal tecnologia no Brasil e desenvolveu de acordo com as suas necessidades (aeronaves civis), porque afinal essa é a área aonde a Embraer está oferecendo produtos aeronáuticos.

Se o que o Rafale usa no fim do dia é mais complexo e faz mais coisas, isso é claro que é lógico afinal o Rafale tem que sobreviver e fazer pirueta e lidar com carga em Cabides e outra coisas que uma aeronave civil não tem que lidar.

Então existem pelo menos 2 maneiras vermos isso:

Se a Dassault propoe ensinar a Embraer (ou qualquer outra empresa) como lidar com tal complexidade e é claro mostrar o que já é feito do lado deles para aeronaves de combate isso é muito bom, mas para que possa ser realmente aproveitável tem que se refletir em benefícios para o portifólio da Embraer, senão é mais um outro 'espelhinho'.

Se a Dassault ensinar como futucar no FBW do Rafale para que a FAB explore isso e consiga sem suporte da Dassault realizar alterações que se traduzam em incorporação de configurações de combate e qualificações de armamento e testes de tecnologia nacional 'ABC' sendo desenvolvido no ITA/CTA e que tal tecnologia também possa ser utilizada para futuros experimentos nacionais.

O que eu quero dizer é que em termos de FBW o que é feito no Brasil HOJE é muito bom e mesmo empresas como a SAAB tiveram que recorrer até a outras empresas para realizar o desenvolvimento do seu sistema e a Embraer fez isso em casa.

Não estou falando mal de ninguém... só estou querendo exemplificar que o que é feito 'em casa' serve muito bem ao nosso 'atual' propósito e temos que entender qual é o "gap" que a proposta francesa estaria querendo endereçar.

[]s
CB_Lima

Lima, boa tarde.

Infelizmente, na área de comandos de voo, mesmo mesmo para os aviões comerciais e executivos, a Embraer tem/teve que recorrer ao suporte externo (sem TOT).
Nessa área de comandos de voo digitais, são realmente pouquíssimas as empresas que estão no estado da arte. A Embraer (ainda) não é uma delas. A Dassault é.

Abraço,

Justin

[Carlos Lima]

Olha... o colega a quem o Tulio se refere fui eu.

Eu me lembro muito bem que o Falcon utiliza uma versão do FBW do Rafale ou vice-versa.

O meu ponto foi que a Embraer desenvolveu tal tecnologia no Brasil e desenvolveu de acordo com as suas necessidades (aeronaves civis), porque afinal essa é a área aonde a Embraer está oferecendo produtos aeronáuticos.

Se o que o Rafale usa no fim do dia é mais complexo e faz mais coisas, isso é claro que é lógico afinal o Rafale tem que sobreviver e fazer pirueta e lidar com carga em Cabides e outra coisas que uma aeronave civil não tem que lidar.

Então existem pelo menos 2 maneiras vermos isso:

Se a Dassault propoe ensinar a Embraer (ou qualquer outra empresa) como lidar com tal complexidade e é claro mostrar o que já é feito do lado deles para aeronaves de combate isso é muito bom, mas para que possa ser realmente aproveitável tem que se refletir em benefícios para o portifólio da Embraer, senão é mais um outro 'espelhinho'.

Se a Dassault ensinar como futucar no FBW do Rafale para que a FAB explore isso e consiga sem suporte da Dassault realizar alterações que se traduzam em incorporação de configurações de combate e qualificações de armamento e testes de tecnologia nacional 'ABC' sendo desenvolvido no ITA/CTA e que tal tecnologia também possa ser utilizada para futuros experimentos nacionais.

O que eu quero dizer é que em termos de FBW o que é feito no Brasil HOJE é muito bom e mesmo empresas como a SAAB tiveram que recorrer até a outras empresas para realizar o desenvolvimento do seu sistema e a Embraer fez isso em casa.

Não estou falando mal de ninguém... só estou querendo exemplificar que o que é feito 'em casa' serve muito bem ao nosso 'atual' propósito e temos que entender qual é o "gap" que a proposta francesa estaria querendo endereçar.

[]s
CB_Lima

Lima, boa tarde.

Infelizmente, na área de comandos de voo, mesmo mesmo para os aviões comerciais e executivos, a Embraer tem/teve que recorrer ao suporte externo (sem TOT).
Nessa área de comandos de voo digitais, são realmente pouquíssimas as empresas que estão no estado da arte. A Embraer (ainda) não é uma delas. A Dassault é.

Abraço,

Justin

Justin,

Confesso que eu estou surpreso, porque não foi isso que sempre ouvi dizer... mas como você está dizendo isso... coloco um 'Stop' no meus argumentos e volto as minhas anotações.

[]s
CB_Lima

[Túlio]

Era o Lima mesmo mas não quis citar - embora DUVIDE que ficasse beiçudo comigo, é dos buenos!

Mas a minha dúvida principal sobre o FCS/FBW prende-se mesmo é ao HARDWARE: fazemos algo aqui?

[joao fernando]

Vou mais alem: se foi prometido a integração de armas aqui, é obvio, que ajustes do FBW sejam necessarios e que tenhamos como recalibrar e ter acesso a todo o sistema aberto

[Túlio]

Se estiver no contrato é kôza buena. SE estiver...

De mais a mais, sem o PRICK patrulhando se torna tão fácil gostar do Rafale...

[Justin Case]

Túlio,

Se não fazemos hardware, poderíamos fazê-lo. Mas, normalmente, quem concebe e desenvolve o software têm também hardware no pacote. Alguns têm computadores exclusivos, outros embarcam o software em outros computadores da aeronave. É possível que algumas empresas de comandos de voo acoplem ao pacote até os atuadores hidráulicos e elétricos. Há que se considerar também que importante não haver conflitos de responsabilidade nessa área crítica.
Acho que é muito mais fácil recuperar o investimento no hardware, que dá retorno logístico durante toda a vida da aeronave.
Para recuperar o que foi investido na concepção ou software, só as horas trabalhadas no desenvolvimento, acompanhadas de uma participação no valor das aeronaves vendidas.
Este comentário é chute. Não tenho conhecimento detalhado do assunto.

Abraço,

Justin

[AlbertoRJ]

Olha... o colega a quem o Tulio se refere fui eu.

Eu me lembro muito bem que o Falcon utiliza uma versão do FBW do Rafale ou vice-versa.

O meu ponto foi que a Embraer desenvolveu tal tecnologia no Brasil e desenvolveu de acordo com as suas necessidades (aeronaves civis), porque afinal essa é a área aonde a Embraer está oferecendo produtos aeronáuticos.

Se o que o Rafale usa no fim do dia é mais complexo e faz mais coisas, isso é claro que é lógico afinal o Rafale tem que sobreviver e fazer pirueta e lidar com carga em Cabides e outra coisas que uma aeronave civil não tem que lidar.

Então existem pelo menos 2 maneiras vermos isso:

Se a Dassault propoe ensinar a Embraer (ou qualquer outra empresa) como lidar com tal complexidade e é claro mostrar o que já é feito do lado deles para aeronaves de combate isso é muito bom, mas para que possa ser realmente aproveitável tem que se refletir em benefícios para o portifólio da Embraer, senão é mais um outro 'espelhinho'.

Se a Dassault ensinar como futucar no FBW do Rafale para que a FAB explore isso e consiga sem suporte da Dassault realizar alterações que se traduzam em incorporação de configurações de combate e qualificações de armamento e testes de tecnologia nacional 'ABC' sendo desenvolvido no ITA/CTA e que tal tecnologia também possa ser utilizada para futuros experimentos nacionais.

O que eu quero dizer é que em termos de FBW o que é feito no Brasil HOJE é muito bom e mesmo empresas como a SAAB tiveram que recorrer até a outras empresas para realizar o desenvolvimento do seu sistema e a Embraer fez isso em casa.

Não estou falando mal de ninguém... só estou querendo exemplificar que o que é feito 'em casa' serve muito bem ao nosso 'atual' propósito e temos que entender qual é o "gap" que a proposta francesa estaria querendo endereçar.

[]s
CB_Lima

Lima, boa tarde.

Infelizmente, na área de comandos de voo, mesmo mesmo para os aviões comerciais e executivos, a Embraer tem/teve que recorrer ao suporte externo (sem TOT).
Nessa área de comandos de voo digitais, são realmente pouquíssimas as empresas que estão no estado da arte. A Embraer (ainda) não é uma delas. A Dassault é.

Abraço,

Justin

Exatamente.

E Lima, creio que o FCS do Falcon é que aproveitou parte do desenvolvimento feito no Rafale (e no Mirage 2000).
Aliás, em relação a FBW, a Dassault deve ser das poucas empresas aeronáuticas, ao menos entre os fabricante de aviões, que desenvolve e produz tudo. Lembro de ter lido que inclusive fabrica os próprios servos.

Ao contrário do que saiu uma vez por aqui, o FCS do Neuron é da Dassault.

Para ser ter uma idéia da complexidade disso, até a Saab, que tem um experiência com aeronaves de combate vastíssima, precisou da LM (agora em uma subsidiária da BEA) para desenvolver o FCS do Gripen.

[]'s

[P. K. Liulba]

Há uma notícia de que a Embraer selecionara a BAE System, como a fornecedora dos "Sistemas de Vôo" do KC-390.
Creio que ela (notícia) elucida boa parte da discussão havida.

[Carlos Lima]

Era o Lima mesmo mas não quis citar - embora DUVIDE que ficasse beiçudo comigo, é dos buenos!

Mas a minha dúvida principal sobre o FCS/FBW prende-se mesmo é ao HARDWARE: fazemos algo aqui?

Tá na boa Véio

Eu defendia essa posição pois já tinha lido o contrário diversas vezes, o que agora me traz a curiosidade de entender quem 'fez' o FBW para os E-Jets??

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CB_Lima

[Penguin]

[ quote="cb_lima"] Olha... o colega a quem o Tulio se refere fui eu.

Eu me lembro muito bem que o Falcon utiliza uma versão do FBW do Rafale ou vice-versa.

O meu ponto foi que a Embraer desenvolveu tal tecnologia no Brasil e desenvolveu de acordo com as suas necessidades (aeronaves civis), porque afinal essa é a área aonde a Embraer está oferecendo produtos aeronáuticos.

Se o que o Rafale usa no fim do dia é mais complexo e faz mais coisas, isso é claro que é lógico afinal o Rafale tem que sobreviver e fazer pirueta e lidar com carga em Cabides e outra coisas que uma aeronave civil não tem que lidar.

Então existem pelo menos 2 maneiras vermos isso:

Se a Dassault propoe ensinar a Embraer (ou qualquer outra empresa) como lidar com tal complexidade e é claro mostrar o que já é feito do lado deles para aeronaves de combate isso é muito bom, mas para que possa ser realmente aproveitável tem que se refletir em benefícios para o portifólio da Embraer, senão é mais um outro 'espelhinho'.

Se a Dassault ensinar como futucar no FBW do Rafale para que a FAB explore isso e consiga sem suporte da Dassault realizar alterações que se traduzam em incorporação de configurações de combate e qualificações de armamento e testes de tecnologia nacional 'ABC' sendo desenvolvido no ITA/CTA e que tal tecnologia também possa ser utilizada para futuros experimentos nacionais.

O que eu quero dizer é que em termos de FBW o que é feito no Brasil HOJE é muito bom e mesmo empresas como a SAAB tiveram que recorrer até a outras empresas para realizar o desenvolvimento do seu sistema e a Embraer fez isso em casa.

Não estou falando mal de ninguém... só estou querendo exemplificar que o que é feito 'em casa' serve muito bem ao nosso 'atual' propósito e temos que entender qual é o "gap" que a proposta francesa estaria querendo endereçar.

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CB_Lima

Lima, boa tarde.

Infelizmente, na área de comandos de voo, mesmo mesmo para os aviões comerciais e executivos, a Embraer tem/teve que recorrer ao suporte externo (sem TOT).
Nessa área de comandos de voo digitais, são realmente pouquíssimas as empresas que estão no estado da arte. A Embraer (ainda) não é uma delas. A Dassault é.

Abraço,

Justin

Justin,

Confesso que eu estou surpreso, porque não foi isso que sempre ouvi dizer... mas como você está dizendo isso... coloco um 'Stop' no meus argumentos e volto as minhas anotações.

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CB_Lima[/quote]

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O Brasil através da Embraer faz parte de um seletíssimo grupo de países que projetam e desenvolvem os sistemas de controle de vôo para suas aeronaves:

2003 European Control Conference
Flight Control Law Design:An Industry Perspective: Flight Control Law Design: An Industry Perspective
Aerospace Engineering and Mechanics University of Minnesota Minneapolis

http://www.authorstream.com/Presentatio ... owerpoint/

Não se deve confundir os fornecedores do harware do sistema de controle de vôo com quem projeta não só o sistema, mas o software que engloba as leis que governam esse sistema.

Empresas comumente fornecedoras de harware para FCS: Moog Controls (fornecedor do Rafale, SH e Gripen: http://www.moog.com/markets/aircraft/mi ... r-trainer/ ), BAe System (fornecedor do Gripen), Honeywell, Rockwell Collins, etc.

[Carlos Lima]

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O Brasil através da Embraer faz parte de um seletíssimo grupo de países que projetam e desenvolvem os sistemas de controle de vôo para suas aeronaves:

2003 European Control Conference
Flight Control Law Design:An Industry Perspective: Flight Control Law Design: An Industry Perspective
Aerospace Engineering and Mechanics University of Minnesota Minneapolis

http://www.authorstream.com/Presentatio ... owerpoint/

Não se deve confundir os fornecedores do harware do sistema de controle de vôo com quem projeta não só o sistema, mas o software que engloba as leis que governam esse sistema.

Empresas comumente fornecedoras de harware para FCS: Moog Controls (fornecedor do Rafale, SH e Gripen), BAe System (fornecedor do Gripen), Honeywell, Rockwell Collins, etc.

Como diria a 'motoquinha':

Eu te disse... Eu te disse... Eu te disse...!!!!

Eu estava doido para chegar em casa e procurar as minha anotações sobre o tema... e era exatamente o projeto do E-Jet que era o meu 'alvo'.



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CB_Lima

[Penguin]

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O Brasil através da Embraer faz parte de um seletíssimo grupo de países que projetam e desenvolvem os sistemas de controle de vôo para suas aeronaves:

2003 European Control Conference
Flight Control Law Design:An Industry Perspective: Flight Control Law Design: An Industry Perspective
Aerospace Engineering and Mechanics University of Minnesota Minneapolis

http://www.authorstream.com/Presentatio ... owerpoint/

Não se deve confundir os fornecedores do harware do sistema de controle de vôo com quem projeta não só o sistema, mas o software que engloba as leis que governam esse sistema.

Empresas comumente fornecedoras de harware para FCS: Moog Controls (fornecedor do Rafale, SH e Gripen), BAe System (fornecedor do Gripen), Honeywell, Rockwell Collins, etc.

Como diria a 'motoquinha':

Eu te disse... Eu te disse... Eu te disse...!!!!

Eu estava doido para chegar em casa e procurar as minha anotações sobre o tema... e era exatamente o projeto do E-Jet que era o meu 'alvo'.



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CB_Lima

Mais sobre a filosofia Embraer de desenvolvimento e implementação de Fly-by-Wire:

Embraer charts hybrid course for fly-by-wire philosophy
By Jon Ostrower on February 1, 2011 1:00 AM

Listen to an Embraer technical briefing on the Legacy 500/450 fly-by-wire system with Fabrício Caldeira, flight control laws manager (first speaker), and chief project pilot Eduardo Camelier:

http://www.flightglobal.com/blogs/fligh ... iloso.html

For as long as there has been fly-by-wire on aircraft, there's been a debate about how to best utilize the electronic flight control system and where to draw the line between pilot freedom and hard and fast boundaries protecting the aircraft and its occupants. This debate is far from settled with the most famous dispute between Boeing and Airbus charting different courses through computer driven flight control actuation.

On the one hand, Boeing leaves the pilot's judgment at the forefront, allowing overspeeding, stalling and over-banking within the flight envelope. The aircraft will let the pilot know, loudly, that they are approaching, or in, a potentially unsafe condition for the aircraft. Additionally, Boeing aircraft include an auto-throttle system resulting in the back-driven motion of the throttle quadrant providing a tactile cue to pilots without referring to the EICAS.

For Airbus, fly-by-wire has resulted in hard limits on the aircraft flight envelope, preventing over-speeding, stalling, and over-banking of the aircraft. The maximum bank allowed is 67-deg, with nose-down pitch not exceeding 15-deg and a 2.5g limit. An auto-thrust system complements the A-floor protection by automatically spooling up the engines, limiting nose up pitch (angle of attack) to prevent the aircraft from stalling and providing best climb performance.

While these have generally been two polar points on the augmented flight control spectrum, Embraer has charted its own path to full fly-by-wire for its first implementation on its all-new 10-passenger mid-size Legacy 500 business jet, due for entry into service in late 2012, followed by the smaller Legacy 450 in 2013. The aircraft were designed around their respective flight control systems allowing Embraer to optimize the structural sizing based upon the built-in protections.

As it fleshed out the elements of its fly-by-wire philosophy, Embraer drew on the lessons learned from notable accidents over the years that involved human factors resulting from improper aircraft handling.

What Embraer has created is its own course for implementing fly-by-wire technology and the Legacy 500 is its first platform. The path that Embraer has laid out for itself will undoubtedly become a hallmark of its flight control philosophy and will find its way the Brazilian airframer's next generation commercial aircraft.

The Legacy 500 finds a balance between the Airbus and Boeing philosophies as it introduces a mechanically-linked sidestick controlled all-axis closed-loop fly-by-wire for the aircraft's elevator, rudder, aileron and spoiler; a first for an aircraft of its size. Embraer first implemented fly-by-wire on the AMX in the 1980s and in the pitch and yaw axis on the E-Jet family.

So what's the difference between open and closed-loop flight controls?

Open-loop fly-by-wire controls resemble those of a conventional flight control system. When a pilot makes a control input, the flight control computer commands the surfaces to achieve a pre-determined deflection. Depending on many factors, the resulting response of the aircraft may vary. For example, on a Cessna 172, a turn of your yoke means the same deflection of your ailerons, but you'll get very different response if you're at 65kts on final or 120kts in cruise.

Closed-loop fly-by-wire controls result in a pilot input producing a pre-defined rate of roll, pitch or yaw, providing unchanged handling no matter the speed of the aircraft. The deflection of each control surface may differ throughout the flight envelope, but the resulting behavior of the aircraft is intended to be identical.

Embraer's three-axis closed-loop fly by wire allows the Legacy 500 to define the edges of its performance, while ensuring the structural safety of the aircraft. Ultimately, the 500's control laws are "flight path stable", meaning that the "system will maintain the airplane's flight path vector when sidestick is in neutral position" in the normal flight envelope with its autotrim function, says Embraer.

The "normal flight envelope" does not establish hard operating limits, but rather "soft limits" because pilots can fly beyond them if desired, though continuous sidestick back pressure is required. The borders of this normal area includes 33-deg of bank angle, a velocity of 1.1 times the stall speed, maximum operating velocities (Vmo), and +30/-15-deg pitch angle. Releasing the sidestick outside of these limits will return to the normal flight envelop.

Where Embraer has imposed hard operating limits is not on pitch or bank angle, but rather on the aircraft's design limits and ensuring controllability and safe structural loads, as defined by "design diving speed, stall (maximum angle of attack), structural load factor and maximum sideslip." For example, in overspeed situations beyond Vmo, the aircraft will automatically return to the normal flight envelope.

In the yaw-axis the closed-loop system also prevents the pilot from over-stressing the vertical stabilizer, a system designed to prevent accidents such as American Airlines 587, in which an Airbus A300 severed its vertical tail fin after flying through the wake of a Boeing 747 on departure from John F. Kennedy International Airport.

"Even if the pilot tries [intentionally] to break off his vertical fin, he can't," says chief project pilot Eduardo Camelier. "If he tries to go from one sideslip to another fast, as hard as possible, he will never break that fin off, because the closed loop drives sideslip and not an open loop control that can go above the maximum structure."

Additionally, what this means is Legacy 500 and 450 will be safely capable of a full 360-deg roll, as long as the aircraft remains within its normal operating envelope.

Embraer opted for an angle of attack ( AoA) limiter for the Legacy 500 - first implemented on the E-170 and E-190 - which allows for a reduction in the stall speed as compared to a stick pusher, limiting airspeed to 1.23 times stall speed in approach and 1.13 at take off.

This was crucial for achieving safe performance into airports such as London City, says Fabrício Caldeira, Embraer flight control laws manager. This system also enables a max AoA for controlled flight into terrain ( CFIT) avoidance and windshear escape along with full aft stick and full throttle to reach maximum climb rate.

Embraer says it replicated the conditions of Colgan Air 3407, in which a Bombardier Q400 crashed on approach to Buffalo International Airport following a stall and improper response to a stick pusher activation. The airframer found that its AoA limiter would not allow an E-Jet to enter a to stall in similar conditions.

For approaches down to CATII minimums, Embraer eliminated the requirement for a radio altimeter on the aircraft and developed a control law for approach and flare based on flap and landing gear position.

"During the flare what's natural for the pilot is to always command a positive sidestick deflection to the aft direction," says Caldeira. "So that's the reason why we had to switch control laws, because if we didn't switch the pilot would have to push the sidestick during the flare and that's not natural."

Embraer also incorporates a back-driven auto-throttle to enable tactile and visual cues for the crew, as well as vibrating tactile, aural and visual warnings in the case of an accidental dual input on the sidestick. In this instance, the inputs from pilot and co-pilot are summed together.

Camelier says a back-driven auto-throttle was selected after reviewing Airbus incidents, such as Air France 296 and TAM 3405 where there was "confusion related to what the auto-thrust was doing."

Further, the integration of the flight control system is aimed at reducing crew workload by incorporating features once exclusively reserved for much larger aircraft, by compensating for different configuration changes in the thrust, flaps and landing gear. For example, in the event of an engine shutdown resulting in asymmetric thrust, the aircraft will maintain a "slightly divergent heading and residual slideslip" with 80% required rudder while keeping the pilot in the loop.

Ultimately, all of these flight control system features are available in normal mode, though Embraer emphasized that the Legacy 500 and 450 are speed stable by design and normal mode system failure allows the aircraft to be controlled in direct mode like a traditional aircraft, though an open-loop operation for the control surfaces.

[Penguin]

Mais...

DATE:11/10/10
SOURCE:Flight International
Wired for success: Embraer fly-by-wire executive jets
By Mike Gerzanics

With its Legacy 450/500 executive jets, Embraer is promising to ­develop and field a full three-axis closed-loop fly-by-wire ­controlled aircraft.

While a clean-sheet aircraft with FBW is not revolutionary, Embraer plans to bring the technology to a jet priced at one-half to one-third the cost of the only current FBW business jet, the Dassault Falcon 7X.

FBW controls on jet aircraft are not a recent development. The defence sector led the way in the 1970s with the US Air Force and General Dynamics developing and fielded the F-16. In the civil sector, Airbus has long been at the forefront of FBW development, selling thousands of its FBW A320 family.

At low speeds, Embraer is investigating the addition of a trim control speed concept to give the Legacy apparent speed stability

But FBW applications in the business sector have lagged defence and civil applications by a good margin. The reasons are several, with cost and market acceptance perhaps being the major obstacles. When it was launched, Bombardier's large-cabin, long-range Global Express was to be the first FBW business jet. When the business jet was certificated, however, Bombardier had reverted to conventional flight controls.

It should be no surprise that the first FBW business jet, the Falcon 7X, was developed by a firm with much defence FBW experience.

BASIC FLY-BY-WIRE
FBW control schemes can offer many benefits, including increased performance and comfort, enhanced safety and reduced pilot workload. Whether all these benefits are realised depends heavily on how FBW is employed.

The simplest FBW systems are open loop, there being no control-feed back loop. The accelerator pedal in many automobiles is connected to the engine not with a mechanical linkage, but with a by-wire system. How far the pedal is pushed signals how high the engine is to rev. At this level, it is an open-loop system with speed controlled by the foot. Engaging the cruise control to maintain a desired speed closes the loop. Engine RPM is modulated by a feedback circuit to keep a steady speed.

Many aircraft FBW applications are open loop - the brake-by-wire systems of the Embraer Phenom 100/300, for example. While the system has an anti-skid feature, brake pedal displacement does not set a deceleration rate - rather, it only determines how much pressure is applied to the brake pads.

Embraer's first major FBW application on a civil aircraft is the flight control system in its E-Jets. Controls are digital in pitch (elevator) and yaw (rudder) axis. In the roll axis, spoilers are digital, but ailerons are conventional. While the system architecture is digital, actual pitch control is for the most part an open-loop affair. Embraer's goal in the E-Jet's pitch axis was to "digitise" a conventional pitch control system. Yoke displacement and aircraft speed are the primary inputs to a "look-up" table that determines how much the elevator is to be displaced. Only when angle-of-attack approaches a critical level does the control loop close on elevator displacement to prevent a stall. FBW spoiler control in the Phenom 300 and new Boeing 747-8 are also two examples of open-loop FBW control systems.

LEGACY IMPLEMENTATION
Embraer's control law design philosophy is to have "soft limits" that define the edges of the normal flight envelope and "hard limits" that define the edges of the limit flight envelope. Control laws in the normal flight envelope restrict pitch attitude to +30°/-15°, limit bank angle to 33° and speeds to a range between the maximum operating speed (VMO) and a minimum speed 10% above the stall speed (1.1 VSTALL).

These soft limits can be exceeded by holding the side stick out of neutral, but releasing the stick will automatically return the aircraft to the normal flight envelope. The limit flight envelope is defined not by pre-determined pitch/roll attitude limits, but rather by actual structural and controllability limits. Any combination of pitch and roll attitude is available as long as no limit is exceeded.

Embraer is working to define specific control laws for the Legacy 450/500. While in Brazil to fly the Phenom 300 in April, I had a chance to fly Embraer's flight-control development simulator and get a first look at the fruits of its efforts. Embraer has chosen to use a sidestick cockpit controller, but unlike Airbus, the throttles will be back-driven just as they are on Boeing aircraft.

The sidestick will be a displacement controller with a fixed force gradient in each axis. The two sidesticks are not interconnected, their inputs are summed to send a signal to the flight controls. In the event of a dual input, visual, aural and tactile warnings are provided. Yaw axis is controlled by a spring-loaded interconnected dual rudder pedal system.
Closed-loop FBW control systems seek to normalise aircraft response to pilot inputs such that regardless of the flight conditions, a set stick input will always generate the same aircraft response. In a conventional aircraft, moving the elevator merely changes the AOA on the horizontal stabiliser, which should change the aircraft's pitch attitude.
How much it changes is dependent on several factors including speed, altitude, gross weight and centre of gravity. The challenge for flight-control law developers is to pick a control scheme that mimics a conventional control system while still providing a normalised response. While in up and away conditions, not in take-off or landing configuration, longitudinal control stick displacement commands a rate of flightpath angle (gamma) change (gamma dot).

Broadly speaking, Embraer's gamma dot control is analogous to pitch rate (theta dot) control, used at slow speeds in Airbus civil aircraft. At higher speeds however, Airbus longitudinal (pitch) control shifts to a g command system.

While it might be preferable to have a single pitch control law over the entire speed range, flight experience has shown g command systems to be overly sensitive at low speeds, guiding the adaptation of a blended g command and theta dot longitudinal control scheme. Given Embraer's use of a single pitch control scheme over the entire speed range, it will be interesting to see how the gamma dot command system works at high speeds.

Conventional pitch controls only move the elevator, which generally gives conventional aircraft a level of speed stability. From a trimmed condition, advancing or retarding the power will cause the aircraft to climb or descend at the trimmed speed. Control schemes such as g command and theta dot/gamma dot will not by design exhibit speed stability. Whether speed stability is desirable or not is a matter of debate - Airbus does not include it while Boeing provides apparent speed stability in its 777.

At low speeds Embraer is investigating the addition of a trim control speed concept to give the Legacy apparent speed stability. My brief exposure to it was in a landing configuration, and it made the Legacy feel more like a conventional aircraft.

In a conventional aircraft the lateral-directional (roll-yaw) axes are interconnected, a fact to which any pilot experiencing a Dutch roll can attest. In a FBW control system they can be decoupled if desired. Airbus and Embraer have both decoupled the roll and yaw axes, and made the sidestick a roll rate controller. Lateral stick displacement only rolls the aircraft, without the adverse yawing found in a conventional aircraft.

Returning the stick to the centre position commands zero roll rate, and depending on the manufacturer's specific scheme limits, keeps the aircraft at a set bank angle. Roll axis control in the 777 is more like that of a conventional aircraft, lateral yoke displacement commanding aileron and roll spoiler deflection not a desired roll rate. Having flown the 777 and several Airbus aircraft, both roll control schemes work well when in an up and away condition.

With the advent of features such as yaw dampers and aileron-rudder interconnects, rudder use in conventional large aircraft is mostly limited to the take-off and landing phases of flight. In a conventional aircraft, side slip usually generates a roll in the direction of the rudder pedal input, termed roll due to yaw. With an FBW control scheme the roll and yaw axes again can be decoupled: rudder displacement only generating a wings level side slip.

Pilots, however, do expect some roll due to yaw, and some limited apparent roll due to yaw effects can be built into an FBW control system. The need for some roll due to yaw is most apparent in an engine failure scenario. Allowing the wing corresponding to the failed engine to drop is a good alert to the developing emergency situation. Airbus aircraft drop the dead engine's wing. Embraer is still fine-tuning its lateral-directional control laws, but an engine failure causes a gentle wings level turn (skid).

FBW BENEFITS
FBW controls schemes offer many benefits, the foremost perhaps being safety. Control laws can be designed so the pilot cannot exceed the authorised flight envelope, no more overspeed or over-g events. Embraer's pitch axis system limits gs at higher speeds transitioning to an AOA limiter at slower speeds.

The AOA limiter function negates the need for a stick pusher, as the aircraft cannot be pulled to a dangerous AOA. The g and AOA limiting feature also allows the pilot maximum performance in avoiding controlled flight into terrain and in windshear recovery manoeuvres.

Finally, a docile response to an engine failure can greatly stack the odds in the pilot's favour in a very demanding situation.
FBW control schemes also enhance aircraft performance. Automatic limiting features of Embraer's FBW control scheme should allow for a lighter aircraft as safety margins can be reduced. This is also applicable to the yaw axis, as sideslip limitations can reduce vertical tail loads and allow for a lower structural weight.

While not employed by Embraer for the Legacy, active load alleviation systems found on many large aircraft can further reduce structural weight. Reduced structural weight means less drag, while overspeed limiting features allow for cruise at speeds near the maximum design speeds VD/MD. AOA protections enhance runway performance as take-off and approach speeds can be flown closer to the actual stall speed.

FBW control systems can also enhance passenger comfort while reducing pilot workload. Transient aircraft motion due to power and configuration changes can be written out of the equation, a boon to both pilot and passenger. Uncommanded aircraft motions due to turbulence can be rapidly dampened out without reducing aircraft responsiveness to pilot control inputs. Lastly, FBW control systems can deliver an aircraft with predictable responses to control inputs throughout the entire flight envelope.

MEASURED PROGRESSION
Over the years Embraer has gained FBW experience in a measured step-by-step manner. Development of brake-by-wire systems and digital spoiler, rudder and pitch control systems in the E-Jets has given Embraer a foundation upon which to tackle a far greater challenge, the FBW Legacy 450/500 models.

Based on my brief flight in Embraer's flight-control development simulator, it appears to have a handle on the magnitude of the task, and is well on its way to developing a flight-control system for the prototype Legacy 500's first flight.

Promising simulation results, however, do not always pan out in real flight and Embraer has a long road ahead to certificate the FBW Legacy. If the past is prologue, Embraer will no doubt deliver a very capable midsized business jet with fine flying qualities.