Особенности Боинга 787

Из письма пилота переучиваюшегося на Боинг 787. Кто возьмется перевести огромное ему спасибо

Оригинальный текст

A computer nerd would describe the 787 as 17 computer servers packaged in a Kevlar frame. The central brains is the Common Core System (CCS). Two Common Computing Resources (CCRs) coordinate the communications of all the computer systems, isolating faults and covering failed systems with working systems. When battery power is first applied to the airplane in the morning, it takes about 50 seconds for the L CCR to boot up. After this, a few displays light up and you can start the APU. If there is a major loss of cockpit displays, this may require a CCR reboot, which would take about a minute. Here are a few of the major features and differences from the 777.

Electrics - Though a smaller plane, the 787 has 4 times the electric generating power of the 777 - 1.4 gigawatts. Generators produce 235 VAC for the big power users. Other systems use the traditional 115 VAC and 28 VDC. There are 17 scattered Remote Power Distribution Units which power about 900 loads throughout the plane. The big power distribution system is in the aft belly, along with a Power Electronics Cooling System (PECS). This is a liquid cooling system for the large motor power distribution system. There's also an Integrated Cooling System (ICS), which provides refrigerated air for the galley carts and cabin air, and a Miscellaneous Equipment Cooling System for Inflight Entertainment Equipment.

If 3 of the 4 engine generators fail, the APU starts itself. The APU drives two generators, and can be operated up to the airplane's max altitude of 43,000 feet. If you lose all 4 engine generators, the RAT (ram air turbine) drops out (like a windmill), powering essential buses. (It also provides hydraulic power to flight controls if needed).

If you lose all 4 engine generators and the two APU generators (a really bad day), you are down to Standby Power. The RAT will drop out and provide power, but even if it fails, you still have the autopilot and captain's flight director and instruments, FMC, 2 IRSs, VHF radios, etc. If you're down to batteries only, with no RAT, you'd better get it on the ground, as battery time is limited. Brakes and antiskid are electric - 28V - so you don't lose brakes or antiskid even when you're down to just standby power.

Normal flight controls are hydraulic with a couple exceptions. Engine driven and electric hydraulic pumps operate at 5000 psi (versus normal 3000 psi) to allow for smaller tubing sizes and actuators, thus saving weight. If you lose all 3 hydraulic systems (another bad day), you still have two spoiler panels on each wing which are electrically powered all the time, as is the stabilizer trim. You can still fly the airplane (no flaps, though). If you're having an even worse day and you lose all hydraulics and all generators, flight control power is still coming from separate Permanent Magnet Generators (PMGs) which produce power even if both engines quit and are windmilling. If the PMGs fail, too, your flight controls will be powered by the 28 V standby bus.

If you lose all 3 pitot/static systems or air data computers, the airplane reverts to angle of attack speed (converts AOA to IAS), and this is displayed on the normal PFDs (primary flight displays) airspeed indicator tapes. GPS altitude is substituted for air data altitude and displayed on the PFD altimeter tapes. Very convenient.

If you lose both Attitude and Heading Reference Units (AHRUs), it reverts to the standby instrument built-in attitude & heading gyro, but displays this on both pilot's PFDs for convenience.

If you lose both Inertial Reference Units, it will substitute GPS position, and nothing is lost.

If someone turns one or both IRSs off in flight (I hate it when they do that), you can realign them - as long as one of the GPSs is working!

There is no pneumatic system. The only engine bleed is used for that engine's anti-ice. Wing anti-ice is electric. Each of two air conditioning packs control two CACs, which are electric cabin air compressors. The four CACs share two air inlets on the belly. Each pack controller controls two CACs, but if a pack controller fails, the remaining pack controller takes over control of all 4 CACs.

There are no circuit breakers in the cockpit. To check on them, or if you get a message that one has opened (more likely), you select the CBIC (circuit breaker indication and control) display on one of the MFDs (multi function displays). There you can reset the virtual C/B if it is an "electronic" circuit breaker. You can't reset a popped "thermal" circuit breaker.

If you have an APU fire on the ground or in-flight, the fire extinguishing bottle is automatically discharged. If there is a cargo fire, the first two of seven bottles will automatically discharge also.

There's a Nitrogen Generation System which provides automatic full-time flammability protection by displacing fuel vapors in the fuel tanks with nitrogen (Remember TWA 800?).

Like the 767 and 777, the 787 also has full CPDLC capability (controller-to-pilot datalink communications). In addition, its full FANS capability includes ADS-B in & out. The controller can uplink speed, heading, and altitude changes to the airplane. These show up on a second line right under the speed, heading and altitude displays on the mode control panel. If you pilot wants to use them, he can press a XFR button next to each window. The controller can even uplink a conditional clearance, like - After passing point XYZ, climb to FL390. If you accept this, it will do it automatically.

Fuel system - like the 777, the 787 has a fuel dump system which automatically dumps down to your maximum landing weight, if that is what you want. In addition, it has a Fuel Balance switch which automatically balances your L & R main tanks for you. No more opening crossfeed valves and turning off fuel pumps in flight. No more forgetting to turn them back on, either.

Flight Controls - An "Autodrag" function operates when the airplane is high on approach and landing flaps have been selected. It extends the ailerons and two most outboard spoilers, while maintaining airspeed, to assist in glidepath capture from above, if you are high on the glideslope. The feature removes itself below 500 feet.

Cruise flaps is an automated function when level at cruise. It symmetrically moves the flaps, ailerons, flaperons, and spoilers based on weight, airspeed and altitude to optimize cruise performance by varying the wing camber, thus reducing drag.

Gust suppression - Vertical gust suppression enhances ride quality when in vertical gusts and turbulence. It uses symmetric deflection of flaperons and elevators to smooth the bumps. This should result in fewer whitecaps in passengers' coffee and cocktails. Lateral gust suppression improves the ride when on approach by making yaw commands in response to lateral gusts and turbulence.

Instrument Approaches - The airplane is actually approved for autoland based not only on ILS but on GLS approaches - GPS with Ground based augmentation system, which corrects the GPS signals. GLS minimums are the same as CAT I ILSs - 200' and 1/2 mile visibility. Our airline is not yet approved for GLS autolandings yet, though we will be doing GLS approaches.

Special Cat I & II HUD approaches - These allow lower than normal minimums when the Heads Up Devices are used at certain approved airports (HUDs). The HUDs include runway centerline guidance which helps you stay on the centerline on takeoff when visibility is greatly reduced. It uses either ILS or GLS for this.

Cabin - Pressurization differential pressure maximum is 9.4 psid, so the cabin altitude is only 6000 feet when at the max cruising altitude of 43,000 feet. There is a cockpit humidifier switch, and cabin air humidification is fully automatic. Cabin windows are larger than other airplanes, and window shading is electronic. The passenger can select 5 levels of shading, from clear to black. The flight attendants can control the cabin lighting temperature - mood lighting - to aid in dealing with changing time zones (evening light after dinner, morning light to wake up, etc.).

Much of the cockpit seems like it was designed by Apple. The Control Display Units (CDUs) are virtual, so you can move them from one MFD to another. In fact, you can configure the displays in 48 different ways, I think, though we have found a few favorites we will use to keep it simple. To move the cursor from one MFD to another, you can either use a button, or you can "flick" your finger across the trackpad (Cursor Control Device) to fling the cursor from one screen to the next - much like an iPad.

Компьютерщик описал бы 787-й, как 17 серверов упакованных в кевлар. Центральная система управления - CSS (перевести можно как Система Общего Ядра). Два CCR (Общий вычислитель, или общие вычислительные ресурсы) координируют взаимодействие между всеми вычислительными системами, обнаружение и локализацию сбоев, резервирование сбойных узлов рабочими.
При первом включении аккумуляторного питания, примерно 50 секунд уходит на загрузку L CCR (левого общего вычислителя, насколько я понял). После этого часть дисплеев включается и можно запускать ВСУ. В случае серьезного сбоя (выключения) МФИ может потребоваться перезагрузка CCR. Перезагрузка длится около одной минуты.

Вот некоторые из основных особенностей самолета и отличий его от 777:
Электрика - несмотря на то, что 787 меньше 777, на его борту вырабатывается в 4 раза больше электроэнергии - 1.4 гигаватта.

Оффтопик:
Я сразу вспомнил "Назад в Будущее" со страшной для того времени мощностью в 1.21 (или 1.25 - точно не помню) гигаватта :)

Генераторы вырабатывают 235 вольт переменного тока для потребителей большой мощности. Остальные системы используют традиционные 115 вольт переменного тока и 28 вольт постоянного тока.
На борту самолета равномерно размещены 17 RPD (распределительные щиты), от которых запитывается примерно 900 различного рода потребителей.
Основная часть электрической распределительной системы находится в задней нижней части фюзеляжа, рядом с PECS (система охлаждения силовой электроники). Это система жидкостного охлаждения основных электрических генераторов.
Также на борту имеется ICS (СКВ), которая обеспечивает кондиционированным воздухом багажные отделения и салон самолета. Отдельная система имеется для охлаждения развлекательного оборудования - MECS (система охлаждения прочего оборудования).

В случае отказа трех двигательных генераторов из четырех, автоматически запускается ВСУ. ВСУ обеспечивает работу двух своих генераторов и может эксплуатироваться на всех высотах, вплоть до практического потолка самолета - 43 000 футов (13 000 метров). Если откажут все четыре основных генератора, то в поток выдвигается RAT (аварийный ветряк), обеспечивая самые необходимые электрические магистрали. RAT, в случае необходимости, может обеспечивать давление в гидромагистралях для управляющих поверхностей.

Если же откажут четыре основных генератора и оба генератора ВСУ (очень неприятный денек), самолет переходит в режим дежурного питания. Также запускается RAT, но даже в случае ее отказа, все еще будет работать автопилот, контрольно-пилотажный прибор, и другие основные приборы на рабочем месте КВСа. Также будет доступен FMC (компьютер управления полетом), две инерциальные системы навигации (ИНС), радиосвязь и т.п. Если остались только аккумуляторы (даже ветряк отказал), вам лучше поскорее вернуться на землю, так как время работы аккумуляторов ограничено.
Колесные тормоза и система антиюза электрические и питаются 28 вольтами постоянного тока, так что они будут работать даже в режиме дежурного питания.

За небольшим исключением, все основные рулевые поверхности гидравлические. Гидронасосы, как двигательные, так и электрические, выдают рабочее давление 5000 psi ~ 34,5 МПа или 340 атм (против обычных 3000 psi ~ 20,6 МПа или 204 атм). Это позволило использовать шланги меньшего диаметра и более компактные гидроприводы, экономя, таким образом, вес.
Если откажут все три гидросистемы (еще один плохой день), у вас еще останутся два спойлера на крыле и триммер стабилизатора, которые управляются электрически. И вы все еще сможете управлять самолетом (правда без закрылок).
Если вам не повезло еще больше и откажут все гидросистемы и все электрогенераторы, питание в системе управления будет обеспечиваться PMG (генераторы на постоянных магнитах), которые вырабатывают электроэнергию даже в случае отказа обоих двигателей (турбины двигателей свободно вращаются в набегающем потоке). Если PMG тоже откажут, система управления будет работать от дежурной магистрали 28 вольт.

В случае отказа всех трех измерителей воздушной скорости и статического давления (трубок Пито и барометрических высотомеров), или их вычислителей, самолет переходит на скорость по углу атаки (угол атаки крыла пересчитывается в измеренную воздушную скорость). Эта скорость показывается на своем обычном месте на основных МФИ - на ленте воздушной скорости.
Данные барометрической высоты подменяются данными от GPS и также показываются на своем обычном месте - на ленте высоты основных МФИ.
Очень удобно.

В случае отказа обоих гировертикалей, система переключается на резервный авиагоризонт, расположенный на приборной панели. Для удобства, данные с авиагоризонта дублируются на оба пилотажные МФИ.
Если откажут обе ИНС, данные с них подменяются GPS, и ничего не теряется (не заблудимся, в общем).
Если во время полета кто-то отключит одну или обе ИНС (ненавижу, когда они делают это), после включения можно их откалибровать, если работает хотя бы один из приемников GPS.

Пневматических магистралей на самолете нет. Единственный отбор воздуха от двигателя используется внутри двигателя же для антиобледенительной системы. Антиобледенительная система крыла электрическая.
Каждый из двух блоков СКВ управляют двумя электрическими воздушными компрессорами. Четыре воздушных компрессора получают воздух через два воздухозаборника внизу фюзеляжа. Каждый блок управления СКВ управляет своими двумя компрессорами, но в случае отказа одного из них, оставшийся берет управление всеми четырьмя компрессорами.

В кабине пилотов нет предохранителей (АЗС). Для того чтобы их проверить, или если появилось сообщение, что один из них отключился (чаще всего), необходимо переключить один из МФИ в режим CBIC (контроль и управление АЗС). После чего можно включить отключившийся виртуальный АЗС, если отключился электронный предохранитель. Сработавший тепловой предохранитель включить из кабины нельзя.

Если случился пожар ВСУ (неважно, на земле или в полете), огнетушитель срабатывает автоматически. В случае пожара в багажном (грузовом) отсеке, первые два из семи огнетушителей также срабатывают автоматически.

На борту имеется система выработки азота (NGS), которая обеспечивает постоянную автоматическую противопожарную защиту, вытесняя пары топлива в топливных баках азотом (вспомните TWA 800).

Также, как 767 и 777, 787 обладает всеми возможностями CPDLC (цифровая связь между диспетчером и пилотом). В дополнение к всем возможностям (совместимости) FANS, добавлены ADS-B, как на прием, так и на передачу. Диспетчер может передавать изменения скорости, курса и высоты прямо в систему управления самолетом. Эти данные показываются на второй строке, сразу под соответствующими индикаторами на панели управления режимами (автопилота?). Если пилот хочет использовать принятые от диспетчера данные, он может нажать кнопку XFR около соответствующего индикатора. Диспетчер может передавать и разрешения по условию - например "после прохода точки XYZ, набрать высоту 39000 футов". Если пилот примет такую команду, автопилот сделает все сам.

Топливная система. Как и на 777, у 787 есть автоматическая система сброса топлива, которая может слить топливо ровно до максимального посадочного веса, если это вам потребуется. В дополнение, имеется переключатель топливного балансировщика, который автоматически перекачивает топливо между левым и правым основными баками для выравнивания весового баланса самолета. Больше не требуется открывать и закрывать клапана перекачки и выключать топливные насосы в полете. И теперь вы не будете забывать их включить.

Система управления
- Функция "Autodrag" (на русский без мата перевести не могу :D ) включается, когда самолет в посадочной конфигурации и заходит выше глиссады. Система управления в этом режиме выпускает элероны и два внешних интерцептора, и одновременно не дает измениться скорости. Таким образом, она помогает экипажу войти в глиссаду, если заход получился с небольшим перелетом. Функция автоматически отключается ниже 500 футов.
- Функция Cruise Flaps (закрылки в крейсерском режиме) - автоматизированная функция при полете на эшелоне. Она симметрично управляет закрылками, элеронами и интерцепторами, в зависимости от веса, воздушной скорости и высоты полета для того, чтобы улучшить крейсерский полет, компенсируя таким образом завихрения воздушных потоков и снижая сопротивление воздуха.
- Gust supression (подавление порывов, колебаний) - подавление воздушных ям улучшает качество полета в турбулентности. Используется симметричное управление флаперонами и рулями высоты для сглаживания толчков и тряски. Как результат - у пассажиров меньше пены в кофе и коктейлях. Горизонтальная компенсация колебаний улучшает плавность полета во время захода на посадку, снижая воздействие турбулентности у земли и сдвига ветра.
- Instrumental approaches (заход на посадку по приборам) - самолет сертифицирован на автоматическую посадку не только по КГС, но и по GLS - заход по GPS с наземной коррекцией сигналов от спутников. Минимумы для GLS те же, что и для CAT I КГС - 200 футов вертикальной и полмили горизонтальной видимости. Наша авиакомпания еще не получила сертификат на автоматическую посадку по GLS, хотя мы и выполняем заходы на посадку по GLS (я так понимаю, сама посадка вручную).
- Специальные заходы CAT I и CAT II по ИЛС. Индикация на лобовом стекле позволяет снизить минимумы погоды при заходе на посадку в сертифицированных для заходов по ИЛС аэропортах. На ИЛС в том числе отображается центральная ось взлетно-посадочной полосы, что помогает и при взлете с плохой видимостью. Индикация на ИЛС использует информацию от КГС или от GLS.

Салон самолета. Максимальное дифференциальное давление наддува салона 9.4 psid ~ 64,8 КПа или 0.63 атм, таким образом, на максимальной рабочей высоте в 43 000 футов, высота в кабине всего 6 000 футов. Также есть система автоматического увлажнения воздуха как в кабине пилотов, так и в салоне. Увлажнитель воздуха в кабине пилотов отключаемый, салонный - полностью автоматический.
Иллюминаторы в салоне больше, чем у других самолетов. Затенение иллюминаторов электронное (поляризатор на жидких кристаллах?). Пассажир может выбрать 5 уровней затенения от полной прозрачности до полной непрозрачности.
Стюардессы (и стюарды :) ) могут контролировать цветовую температуру освещения в салоне. Это помогает пассажирам лучше привыкать к быстро изменяющимся часовым поясам. Вечернее (более теплое освещение) после ужина, утреннее (более холодное) для того чтобы проснуться.

Складывается впечатление, что большую часть панели приборов разрабатывала Apple. Экраны индикации виртуальные - и вы можете перемещать их между различными МФИ. Всего доступны 48 различных конфигураций по распределению экранов индикаций (страниц индикаций) между МФИ. Для того, чтобы передвинуть курсор с одного МФИ на другой, можно использовать специальную кнопку. А можно мазнуть пальцем по trackpad (видимо либо тачпад по-самолетному, либо гибрид тачпада с трэкболом, или еще с чем), для того чтобы "запулить" курсор с одного экрана на другой - прямо как на iPad.

Фух. Перевел. Свои комментарии выделил курсивом :)