Peças do piloto automático

O coração de um sistema de controle de vôo automático moderno é um computador com vários processadores de alta velocidade. Para reunir a inteligência requerida para controlar o avião, os processadores se comunicam com sensores localizados nas principais superfícies de controle. Eles também podem coletar dados de sistemas e equipamentos de outras aeronaves, incluindo giroscópios, medidores de aceleração, altímetros, bússolas e indicadores de velocidade de vôo.

Então, os processadores no AFCS obtêm os dados de entrada e, usando complexos cálculos, compara-os com um conjunto de modos de controle. Um modo de controle é uma configuração inserida pelo piloto que define um detalhe específico do vôo. Por exemplo, existe um modo de controle que define como a altitude de uma aeronave será mantida. Também existem modos de controle que mantêm a velocidade, a direção e o percurso de vôo.

A invenção do piloto automático
O famoso inventor e engenheiro, Elmer Sperry, patenteou a agulha giroscópica em 1908, mas foi seu filho, Lawrence Burst Sperry, quem primeiro testou tal dispositivo em um vôo de avião. O piloto automático do Sperry mais jovem usava quatro giroscópios para estabilizar o avião e orientou muitos vôos pioneiros, incluindo o primeiro vôo noturno da história da aviação. Em 1932, a Sperry Gyroscope Company desenvolveu o piloto automático que Wiley Post usaria em seu primeiro vôo solo ao redor mundo.

Esses cálculos determinam se o avião está obedecendo aos comandos definidos nos modos de controle. Depois disso, os processadores enviam sinais para várias unidades servomecânicas. Um servomecanismo, ou simplesmente servo, é um dispositivo que oferece controle mecânico à distância. Um servo existe para cada superfície de controle incluída no sistema do piloto automático. Os servos obtêm as instruções do computador e usam motores ou dispositivos hidráulicos para mover as superfícies de controle da aeronave, garantindo que o avião mantenha seu curso e posição adequados.

autopilot flowchart
Imagem cedida Bill Harris

A ilustração acima mostra como os elementos básicos de um sistema de piloto automático estão relacionados. Para simplificar, somente uma superfície de controle, o leme direcional, é mostrada, mas cada superfície de controle tem uma disposição similar. Note que o esquema básico de um piloto automático se parece com um circuito completo, com sensores enviando dados para o computador do piloto automático, que processa as informações e transmite sinais para o servo, que move a superfície de controle, que muda a posição do avião, que cria um novo conjunto de dados nos sensores, que inicia todo o processo novamente. Esse tipo de circuito completo de feedback é vital para a operação dos sistemas de piloto automático. Ele é tão importante que vamos examinar como os circuitos completos de feedback funcionam na próxima seção.