Nguyên nhân nào khiến công nghệ "bay bằng dây" bị thay thế bởi "bay bằng ánh sáng"?

0 Bạch Dương
ANTD.VN - Bay bằng dây (fly by wire) là một thuật ngữ chuyên ngành được dùng phổ biến để chỉ phương pháp điều khiển bay thông qua tín hiệu điện.

Những ưu điểm của phương pháp "bay bằng dây"

Một trong các đặc điểm của phương pháp "bay bằng dây" là mệnh lệnh được đưa từ cơ cấu điều khiển (cần lái, bàn đạp...) tới các cơ cấu thừa hành (cánh lái, cửa gió...) không phải qua các đường truyền cổ điển (cơ khí, thủy lực...) mà qua dây dẫn dưới dạng tín hiệu điện.

Phi công sẽ hạ lệnh thay đổi điều kiện bay, còn các động tác điều khiển đều do máy tính điện tử xác định. Nhờ điều khiển bay bằng tín hiệu điện mà trọng lượng cũng như kích thước hệ thống bay sẽ giảm đáng kể.

Ngoài ra, việc bố trí hệ thống điều khiển trong máy bay cũng thuận tiện hơn, do đó dễ bảo vệ hơn.

Tuy nhiên, ưu điểm có ý nghĩa nhất của "bay bằng dây" là hệ thống điều khiển bay phản ứng rất nhanh nhạy đối với lệnh điều khiển nói riêng, cũng như với những thay đổi phức tạp, nhanh chóng của điều kiện bay.

Hệ thống có thể điều khiển dạng máy bay "không ổn định tĩnh" hay không ổn định tự nhiên, tức là dạng máy bay có trọng tâm nằm phía sau tiêu điểm của các lực khí động.

Dạng máy bay này có khả năng cơ động cao nhưng rất khó điều khiển, thậm chí không thể điều khiển được nếu không có hệ thống quản lý bay đủ nhạy.

ảnh 1

Những dây màu xanh lá cây của hệ thống điều khiển số bố trí trên một chiếc máy bay thử nghiệm

Về nguyên tắc, hệ thống điều khiển bay bằng tín hiệu điện bao gồm máy tính điện tử qua hệ thống truyền đến số liệu (databus) tới các phân hệ thừa hành, đo đạc, cảm biến.

Trung tâm của hệ là máy tính điện tử làm nhiệm vụ kiểm soát và điều hành toàn bộ hệ thống điều khiển một cách tự động hoặc theo mệnh lệnh của phi công.

Các thiết bị đo đạc, thừa hành, cảm biến cùng máy bay tạo thành một "mạch kín", bảo đảm cho máy bay hoạt động trong các điều kiện phức tạp mà bản thân phi công không thể tự khống chế được.

Hệ thống trên khiến máy bay giống như một sinh vật cao cấp: Máy tính tương tự bộ não, mạng truyền số liệu chức năng như hệ thần kinh còn các phân hệ giống những cơ quan trong cơ thể.

Hệ thống điều khiển bay kiểu này cho phép người lái tập trung hơn vào việc tự bảo vệ và tiêu diệt đối phương.

Quá trình phát triển của phương pháp "bay bằng dây"

Ngay từ những năm 1940, máy tính và các hệ thống khuếch đại lực đã được đưa lên máy bay. Song phải tới những năm 1960, nhờ việc trang bị máy tính điện tử số cho phi cơ mới bắt đầu xuất hiện các hệ thống điều khiển bay tự động.

Và đến thập niên 1970 đã xuất hiện các hệ thống điều khiển bay làm việc theo nguyên lý thông qua tín hiệu điện.

ảnh 2

Một chiếc F-8C Crusader được chọn làm máy bay thử nghiệm phương pháp điều khiển bay thông qua tín hiệu điện

Hệ thống điều khiển "bay bằng dây" hoàn thiện đầu tiên được triển khai trên tiêm kích F-16 Fighting Falcon, khiến nó trở thành máy bay chiến đấu nhẹ và linh hoạt nhất thế giới vào thời điểm ra đời.

Phương thức điều khiển bay của F-16 còn được sử dụng trên máy bay cường kích tàng hình F-117A Night Hawk và máy bay ném bom tàng hình B-2 Spirit, dạng máy bay được thiết kế để có tính năng tàng hình tối ưu song lại vô cùng phản khí động học.

Hệ thống điều khiển "bay bằng dây" còn cho phép tạo ra những phi cơ cất hạ cánh như máy bay lên thẳng và bay hành trình như máy bay cánh cố định thông thường.

Đó chính là dự án máy bay cánh quạt lật XV-15 của Mỹ, công việc nghiên cứu đã hoàn tất vào cuối những năm 1980 và hiện đang chế tạo hàng loạt với tên gọi V-22 Osprey.

ảnh 3

Máy bay cánh quạt lật MV-22 Osprey

Ngoài máy bay, hệ thống điều khiển bay bằng tín hiệu điện còn được sử dụng trên tên lửa và đặc biệt là trên tàu con thoi với 5 máy tính hoạt động theo kiểu "ngũ trùng" với 2 thuật toán khác nhau, chỉ cần 1 chiếc còn làm việc là đủ để điều khiển con tàu một cách tin cậy.

Cũng đã có khuynh hướng đề nghị trang bị hệ thống điều khiển dạng này cho xe tăng, tàu chiến... để tăng tính cơ động và giảm tải cho tổ lái.

Tuy nhiên hệ thống điều khiển "bay bằng dây" cũng có nhược điểm là rất dễ bị xuyên nhiễu.

Năm 1984, trực thăng UH-60 Black Hawk của Mỹ đã bị mất khả năng điều khiển khi bay tới gần Đài châu Âu tự do.

Thời kỳ Chiến tranh vùng Vịnh, trong môi trường điện tử dày đặc có nhiều máy bay, trực thăng được ghi nhận không trúng đạn mà đã tự rơi và còn có cả trường hợp tên lửa Patriot bị "cướp cò" tự động phóng lên.

Và mới đây nhất, việc hệ thống phòng không Patriot của Saudi Arabia sau khi phóng lên không trung đã bị rơi xuống đất, hay tổ hợp Iron Dome của Israel tự động khai hỏa mất kiểm soát cũng là một sự cố của môi trường nhiễu điện từ.

ảnh 4

Tên lửa Tamir thuộc hệ thống Iron Dome vừa bị cướp cò trong môi trường nhiễu dày đặc

Để khắc phục tình trạng trên đã có phương án bọc kim, cấm sử dụng máy tính và điện thoại di động trên máy bay để tránh bị xuyên nhiễu, phá rối hệ thống điều khiển tự động.

Nhưng triệt để hơn cả là dùng phương pháp điều khiển mới tiên tiến hơn gọi là "bay bằng ánh sáng" (fly by light). Theo đó, ánh sáng sẽ được dùng làm tín hiệu điều khiển thông qua máy tính quang số và cáp dẫn quang (optical fibre).

Hiện tại nền khoa học vẫn chưa chế tạo được hoàn chỉnh máy tính quang số song sợi dẫn quang (nhẹ hơn so với sợi đồng và không bị xuyên nhiễu) đã được sử dụng trên nhiều máy bay hiện đại.

bình luận(0 bình luận)

Cùng chuyên mục
Top