A320 uçaklarındaki kontrol kanunları ve korumalar, uçuş güvenliğini ve etkin kontrolü sağlamak için kapsamlı bir şekilde tasarlanmıştır. Normal, Alternate ve Direct kanun setleri, farklı uçuş koşullarında pilotlara esneklik ve güvenlik sunarken, sistem arızalarında alternatif kontrol yöntemleri devreye girer.

Side stick ile girilen pilot komutu ve uçağın verdiği tepki arasındaki ilişkiye kontrol kanunu denir. Kontrol kanunları uçağın idare edilme karakteristiğini belirler. Uçuş kumanda kanunlarının amacı şunlardır;

1. Uçuş ekibine tam olarak hakimiyet vermektir. Böylece ilgili kontrol üzerinde içgüdüsel, anında bir eylemle en iyi uçak performansını elde etmesini sağlar.

2. Uçağın kontrolden çıkması, aşırı zorlanması veya hasar görmesi olasılığını en aza indirir.

Pilotun temel görevlerinden biri uçağı normal uçuş zarfının sınırları içinde tutmaktır. Ancak, ekstrem durumlar veya uçağın kontrolünün zor olduğu durumlar bu sınırların ihlal edilmesine neden olabilir. Sistem korumaları, pilotun güvenli uçuş zarfını istemli veya istemsiz olarak aşmasını engeller. Ek olarak, bu korumalar yapısal hasarlara karşı koruma sağlamaz. Bunun yerine pilota acil ve stresli durumlarda yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Uçaktaki bütün korumaların aktif olma durumuna normal kanun denir. Beş koruma bir araya gelerek normal kanunu oluşturur. Normal kanunu oluşturan korumalar  şunlardır; Pitch attitude protection, Load Factor protection, High angle of attack protection, High Speed protection ve Bank angle protection. Herhangi bir sistem arızası yoksa uçuş fazı boyunca kullanılan kanun normal kanundur. Bazı arıza durumlarında ise uçuş kumanda kanunları downgrade olabilir. Bu durumda alternate veya direk kanun devreye girer. Simdi bu korumaları ve kanunları tek tek inceleyelim.

Uçuş kumanda kanunları normal, alternate ve direkt olmak üzere 3 farklı kanun setinden oluşur. 

Normal kanunlarda; 

• Pitch attitude protection, 

• Load Factor protection, 

• High angle of attack protection, 

• High Speed protection, 

• Bank angle protection bulunur.

Alternate kanunlarda iki farklı durum vardır;

Alternate kanun azaltılmış korumalarla birlikte;

• Load factor limitation

• Low Speed Stability

• High Speed Stability bulunur.

Alternate kanun azaltılmış korumlar olmaksızın;

• Load Factor protection ile sınırlıdır.

Direkt kanunda ise herhangi bir koruma bulunmaz. Uçak yere indiğinde otomatik olarak bu kanuna geçiş yapılır. Side stick ile yönetilen bütün yüzeyler doğrudan side stick açısına denk olarak sapma yapar. Hiç bir sınırlama bulunmaz. 

Bilgisayarların, bilgisayarlara bağlı olan çevresel birimlerin ve hidrolik basıncın durumuna bağlı olarak uçuş esnasında seçim otomatik olarak yapılır. Normal kanunun bir parçası olarak Flare Law denen bir geçiş kanunu da bulunur. Yere 50 ft kala aktif hale gelir. Uçak 50 ft RA’yı geçtiğinde, THS donar ve normal uçuş modu uçak inişe geçtiğinde flare moduna dönüşür. Flare modu esasen doğrudan bir side stick-elevator ilişkisidir. Pitch ekseninde Load faktör koruması ve pitch oranı geri bildirimleri tarafından sağlanan bir miktar sönümleme ile icra edilir. Sistem uçağın 50 ft’deki attitudunu hafızaya alır ve pitch attitude kontrolü için ilk referans haline getirir. Uçak 30 ft’ye inerken, sistem pitch tutumunu 8 saniyelik bir süre boyunca -2 ° burun aşağı’ya düşürmeye başlar. Sonuç olarak, uçağı flare etmek için pilot tarafından hafif bir burun yukarı hareketi gerekir.

Normal kanunun amacı, normal uçuş zarfı içinde (uçak hızı, irtifa, brüt ağırlık ve CG’den bağımsız olarak) aşağıdaki kullanım özelliklerini sağlamaktır:

• Uçak dengeli ve manevra kabiliyetine sahip olmalıdır.

• Uçaktan aynı tepki sürekli olarak alınmalıdır

• Side stick üzerindeki eylemler ile pitch ve roll hareketi dengeli olmalıdır.

Normal kanun kullanım özellikleri güvenli uçuş esnasında şunlardır:

• Pilot, Maksimum uçak Performansına ulaşmak için tam yetkiye sahiptir.

• Pilot, acil bir durumda içgüdüsel/anında tepki verebilir.

• Uçağı aşırı kontrol etme veya aşırı zorlama olasılığı azalır

• Normal Kanun, mevcut olan en yaygın kanundur ve tekil arızalar olsa bile çalışmaya devam edebilir.

Normal kanun korumaları Pitch ve roll ekseni üzerinde gerçekleşir. Normal kanunda yönetilen bir uçakta Pitch ekseninde dört, roll ekseninde bir tane koruma vardır.

Pitch korumalardan ilki Pitch Attitute Protection’dır. Yani pitch açısı koruması. Aşırı pitch durumları, bozulmalar veya uygunsuz manevralar nedeniyle tehlikeli durumlara yol açar. Örneğin çok yüksek bir burun yukarı hareketi çok hızlı enerji kaybına, yüksek bir burun aşağı açısı çok hızlı enerji kazanımına yol açabilir.  

Ayrıca, aşırı açılarda uçmayı gerektiren bir acil durum yoktur. Bu nedenle, pitch attitude koruması pitch attitude’u sınırlar: 

• 0 ila 3 flap slat konfigürasyonu arasında 30 ° burun yukarı (düşük hızda kademeli olarak 25 °’ye düşürülür).

• FULL flap slat konfigürasyonda 25 ° burun yukarı (düşük hızda kademeli olarak 20 °’ye düşürülür).

• 15 ° burun aşağı. 

Pitch attitute koruması PFD’nin üzerinde pitch skalasında yeşil semboller “=” ile gösterilir.

Flight Director barları, pitch açısı 25° yukarı veya 13° aşağıyı aştığında PFD’den kaybolur. Pitch açısı 22° yukarı ve 10° aşağı arasındaki bölgeye döndüğünde ekrana geri dönerler. Pitch açısı koruması, yüksek hız korumasını, yüksek yük faktörü korumasını ve yüksek AOA korumasını destekler.

Bir başka pitch ekseni koruması Load Factor Protection’dur. Yüksek yük faktörlerine olası çarpışmalar nedeniyle kaçamak manevralar sırasında karşılaşılabilir. “g” çekmek, ortaya çıkan manevra gerçekten bu “g” sayısıyla uçulursa etkilidir. Uçak bu yörüngede uçamıyorsa veya bu manevrayı gerçekleştiremiyorsa, “g” çekmek zararlı olacaktır. Yük faktörü otomatik olarak şu şekilde sınırlandırılır; Flap Slat toplu configurasyon için +2,5 g ila -1 g. Diğer durumlar için +2 g ila 0 g.

Çoğu ticari uçakta, etkili bir 2,5 g manevrası potansiyeli çok uzaktır. Ayrıca, G Yük bilgisi kokpitte sürekli olarak sağlanmadığından, havayolu pilotları bu parametreyi kontrol etmeye alışkın değildir. Bu, uçuş içi deneyimle daha da kanıtlanmıştır ve şunları ortaya koymaktadır: Acil durumlarda side stick üzerindeki ilk pilot tepkisi tereddütlü, sonra agresiftir. Yük faktörü korumasıyla pilot side stick’i hemen ve içgüdüsel olarak tam arkaya çekebilir: Uçak başlangıçta zaman kaybetmeden 2,5 g manevrası yapacaktır. Daha sonra, pilotun hala side stick’i tam arkaya çekmesi gerekiyorsa, çünkü tehlike hala mevcuttur, o zaman yüksek Angle of attack koruması devreye girecektir. Yük faktörü koruması bu yüksek AOA korumasını artırır. Yük faktörü koruması, uçağı aşırı zorlama riski olmadan anında pilot tepkisi sağlar. 

High Angle of Attack Protection

Stall; uçağın yüksek hücum açısına girme durumu olduğunda bir anda liftin kaybolması durumudur. High angle of attack koruması bu açıya yaklaşmayı engeller. 

Normal kanuna göre, hücum açısı αprot’tan büyük olduğunda, sistem elevator kontrolünü normal moddan, hücum açısının side stick sapmasıyla orantılı olduğu bir koruma moduna geçirir. Yani, αprot aralığında, α prot’tan αMAX’a kadar, side stick doğrudan α’yı kontrol eder. Ancak, pilot side stick’i nazikçe geri çekse bile, hücum açısı αMAX’ı aşmayacaktır. Pilot side stick’i bırakırsa, hücum açısı αprot’a döner ve orada kalır. Bu koruma stall ve windshear karşı, diğer tüm korumalardan önceliklidir. Otopilot α prot + 1°’de bağlantısını keser.

Vα prot, Vα floor, Vα MAX ağırlığa ve yapılandırmaya göre değişir. Hücum açısı korumasını devre dışı bırakmak için pilotun side stick’i 8°’den fazla öne veya, α < α MAX olduğunda en az 0,5 sn boyunca 0,5°’den fazla öne itmesi gerekir.

Ayrıca, 200 ft’nin altında, hücum açısı koruması da şu durumlarda devre dışı bırakılır:

• Side stick sapması burun yukarı konumunun yarısından azsa ve

• Gerçek α, α prot – 2°’den azsa.

Not: 

1. Kalkışta α prot, 5 sn boyunca α MAX’a eşittir.

2. α floor, aşağıdaki durumlarda A/THR sistemi aracılığıyla etkinleştirilir:

-α, αfloor’dan büyük olduğunda (0 yapılandırmasında 9,5 °; 1, 2 yapılandırmasında 15 °; 3 yapılandırmasında 14 °; FULL yapılandırmasında 13 °) veya - Side stick sapması, pitch açısı veya hücum açısı koruması etkinken, burun yukarı 14 °’den büyük olduğunda. αfloor işlevi, kalkıştan inişe kadar 100 ft RA’ya kadar kullanılabilir. 

High Speed Protection  

Uçak, yüksek hızda bir bozulmanın ardından otomatik olarak toparlanır. Uçuş koşullarına (yüksek ivmelenme, düşük pitch attitude) bağlı olarak, Yüksek Hız Koruması VMO/MMO’da/ veya üstünde etkinleştirilir. Etkinleştirildiğinde, THS ayarı uçağın bu korumaya girişindeki ayar ile 11° burun yukarı arasında sınırlandırılır. Pozitif spiral statik stabilite 0°’lik bank açısına (normal yasadaki 33° yerine) getirilir, böylece side stick serbest bırakıldığında uçak her zaman 0°’lik bir bank açısına geri döner. Bank açısı sınırı 67°’den 40°’ye düşürülür.

Hız VMO/MMO’nun üzerine çıktıkça, side stick burun aşağı yetkisi giderek azalır ve normal uçuş koşullarına geri dönmeye yardımcı olmak için kalıcı bir burun yukarı emri uygulanır. Uçak hızı VMO/MMO’nun altına düştüğünde Yüksek Hız Koruması devre dışı bırakılır, burada normal kontrol yasaları geri kazanılır. Yüksek Hız Koruması etkinleştiğinde otopilot devreden çıkar.

Not: ECAM’da VMO + 4 kt ve MMO + 0,006’da “O/SPEED” uyarısı görüntülenir. 

Pitch eksenindeki normal kanun korumalarının Load factor limitation, Pitch attitude protection, High angle of attack protection, ve High speed protection olduğunu öğrenmiş olduk. Son olarak bir korumada lateral eksen üzerinde bulunur. Roll hareketini sınırlayan bir korumadır. Bu korumanın adı Bank Angle Protection’dur. Roll hareketinin limitinin ne kadar olacağını sınırlayan bu koruma ile pilot side stiği yana doğru yatırdığında uçak bank yapar yani yatış yapar. Bunun sınırı 33°’dir. Ancak pilot daha fazla side stick’i yana doğru yatırırsa 67°’ye kadar yatış yapar ancak side stick’i bıraktığında tekrar 33°’ye geri döner. PFD üzerindeki flight director barları bank açısı 45°’nin üzerindeyse kaybolur. 40°’nin altına indiğinde tekrar görünür olur. 33°’nin üzerinde ths auto trim de inhibit olur. Yani çalışması yasaklanır. Angle of attack protection devreye girdiğinde bank angle limitide 45°’ye düşürülür. High speed protection devreye girdiğinde ise sistem uçağı 0° bank olacak şekilde tutar. Side stick bırakıldığında uçak 0°ye geri döner. Aynı zamanda bank angle limitide 67° den 40° ye düşürülür.

Uçak kalkıştan kısa bir süre sonra sorunsuz bir şekilde “uçuş” moduna geçer. Uçak “uçuş” modundayken, normal yasa aileronların, spoilerların (N° 1 spoilerlar hariç) ve rudderın (dönüş koordinasyonu için) kontrolünü side stick’de birleştirir. Sistem böylece pilota dönüş ve heading kontrolünü verirken, aynı zamanda dönüş oranını ve yatış açısını sınırlar, dönüşleri koordine eder ve dutch roll hareketini sönümler. Pilotun uçuş sırasında talep ettiği roll oranı, side stick sapmasıyla orantılıdır ve side stick tam yatırıldığında maksimum oran 15 °/s’dir. Uçak “flare” modundayken, lateral kontrol “uçuş” modundakiyle aynıdır. İnişten sonra, uçak “uçuş” modundan “yer” moduna sorunsuz bir şekilde geçiş yapar.

Bunlar normal kanunlar ile uçan bir uçağın korumalarıdır. Peki bu korumaların sağlanabilmesi için ne gerekir. Tabiki uçağın belli başı teknik dataları alması gerekir. Eğer bu dataları aldığı kaynaklarda arızalar olursa uçak bu korumayı yapamayacaktır. Peki böyle olursa ne olur. İşte bu durumda Alternate kanun veya daha kötü senaryolarda direk kanun devreye girer. Alternate kanun korumaların azaltılması iken direk kanun korumaların tamamen devreden çıkması durumudur. Yani uçak sanki yerdeymişcesine uçuş kumanda yüzeyinin tamamen side stick inputuna bağlı çalışır. Ne kadar side stick’i yatırırsak o kadar sapma gerçekleşir.

Alternate kanun içindeki korumalara bakacak olursak bunlardan ilki Low Speed Stabilty’dir.

Düşük hız kararlılığı normal kanunlardaki yüksek hücum açısı korumasının yerini alır. Tüm slat/flap yapılandırmaları için kullanılabilir ve düşük hız kararlılığı uçağın brüt ağırlığına ve slat/flap yapılandırmasına bağlı olarak, stall uyarı hızının yaklaşık 5 kt’dan 10 kt’a kadar aktiftir. Bu değerlerin altına düşmesini önleme için hafif bir burun aşağı sinyali verilir. Sistem ayrıca, işlemin etkili bir şekilde sabit bir hücum açısını koruması için bank açısını sabit tutar. Ek olarak, sesli stall uyarıları stall koşulundan belirli bir uzaklıkta etkinleştirilir. PFD hız ölçeği, stall uyarısının altında siyah/kırmızı bir çizgi ile gösterecek şekilde değiştirilir. α floor koruması çalışmaz.

Diğer bir koruma High Speed Stability’dir. Adında belli olacağı üzere bu koruma yüksek hızlarda kararlılık sağlar. VMO veya MMO’nun üstünde, aşırı hız artışını önlemek için bir nose up komutu verir. Pilot bu talebi geçersiz kılabilir. Ek olarak, sesli ikaz olarak aşırı hız uyarısı (VMO + 4 veya MMO + 0,006) sağlanır. Load faktor koruması normal kanundaki ile aynıdır.

Direkt kanuna gelicek olursak burda korumalardan söz edemediğimizi daha önce belirtmiştim. Havada karşılaşılırsa uzunlamasına eksendeki hareket için; yatay stabilize üzerinde herhangi bir ototrimden söz edemeyiz. Pilot manuel olarak trim wheel’ları kullanarak yatay stabilizeye trim verir. PFD’de amber renkli “USE MAN PITCH TRIM” görüntülenir. Alternate kanunlarda olduğu gibi overspeed ve stall uyarıları bu kanunda da aktiftir. Lateral eksendeki hareket için ise; roll yapabilmek için aileronlar ve 4 ve 5 numaralı spoiler’lar kullanılır. Eğer 4 numaralı spoiler arızalanırsa 3 numara onun yerini alır. Eğer aileron arızalanırsa tüm roll spoiler’lar kullanılır. 

Bu yazımızda A320 uçağında bulunan korumaları ve kanunları kapsamlı bir şekilde ele aldık. Burdaki bilgiler FCOM,FCTM, AMM, Training Manual gib kaynaklardan alınmıştır. Daha detaylı bilgi için bu kaynaklara başvurabilirsiniz.