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한국항공우주연구원

Fly-by-wire 시스템을 이용한 비행제어

  • 이름 관리자
  • 작성일 2012-06-18
  • 조회 6422
Fly-by-wire(FBW) 시스템은 파일럿과 조종면 사이를 기계적 혹은 유체 기반 시스템을 이용해서 연결해 왔던 기존 방식을 대신해, 파일럿과 조종면 사이를 컴퓨터를 이용해서 전기적인 신호로 연결해 주는 비행제어 시스템으로, Analogy 시스템과 Digital 시스템으로 나눌 수 있다.

Fly-by-wire를 장착한 항공기의 장점은 첫째로 Automatic stability control이 가능하다. Fly-by-wire 시스템의 비행제어에 관한 기본 원리는 파일럿의 명령이 주 컴퓨터와 조종면 사이의 Closed(feedback)-loop control 통해 실행되는 것이다. 따라서 자이로스코프 (Gyroscopes) 등을 이용해서 항공기 자세 정보를 획득함으로써 Stalling, Spinning, pilot-induced oscillation으로부터 Automatic stability control이 가능하다. 둘째로는 항공기 중량 감소 및 유지 보수가 간단하다. 알려진 바와 같이 기계적 혹은 유체 기반 비행제어 시스템은 불필요한 프레임(frame) 등으로 인해 항공기에서 적지 않은 무게를 차지하고 더불어 시스템을 유지하는데 많은 비용 소모가 있다. 이에 반해 Fly-by-wire 시스템은 기계적 혹은 유체 기반 비행제어 시스템에 비해 상당한 중량을 줄일 수 있으며 기계적인 요소가 배제되기 때문에 상당한 유지비용 감소를 유발 할 수 있다.

한편, Fly-by-wire 시스템의 단점은 시스템의 신뢰성이다. 파일럿으로부터 보내진 명령은 3∼4의 경로(채널;‘Triplex','Quadruplex')를 통해서 주 컴퓨터에 보내지거나 주 컴퓨터에서 조종면으로 전달되고 주 컴퓨터, 조종면 및 신호 모니터링 시스템, 전력 등 다양한 Backup 장비가 수반된다. 미국 FAA는 DO-178B(software considerations in airborne systems and equipment certification)에서 Digital fly-by-wire의 Software에서 단계 ′A′를 부여함으로써 시스템 신뢰성 및 항공기 안전성을 높이고자 했으나 Fly-by-wire 시스템의 신뢰성 문제는 여전히 큰 관심사이다.

Fly-by-wire는 1958에 처음으로 항공기에 적용되었으며(Avro Canada CF-105 Arrow) 1972년에 Digital fly-by-wire가 장착된 항공기(F-8 Crusader)가 개발되었다. 현재 A380 은 기계적인 Backup 장비 없이 전기적인 Backup 장비만을 이용하여 비행제어 시스템('Three-axis Backup Control Module)을 장착하였고 Fly-by-wire 시스템에서 시스템 신뢰성이 여전히 중요한 과제로 남아 있다.


출처
 http://en.wikipedia.org/wiki/Fly-by-wire
 http://www.ensco.com/FAA-Certification-Compliancy-Services
 http://www.ausairpower.net/AADR-FBW-CCV.html
 http://aviation-computers.blogspot.kr/2011/04/fly-by-wire-en.html
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