Вконтакте Facebook Twitter Лента RSS

Домой на автопилоте. Пилот самолета VS автопилот

Зарождение авиастроения много чего изменило в конструкции самолетов и их управлении. Еще 20-30 лет назад такой прибор, как автопилот, был неизвестен практически никому. За эти годы ситуация в корне изменилась. Большую часть полета управление огромными пассажирскими авиалайнерами осуществляют именно автопилоты. Можно сказать, что пилот активно участвует только на рулении и взлете, после чего передает управление системе. Также нужно вмешательство пилота при посадке судна. Бортовой компьютер самолетов значительно упрощает задачи в управлении и контроле.

Пилоты современных моделей «Эйрбаса» часто шутят, что для управления новыми моделями пассажирских лайнеров достаточно собаки и одного человека. Собака необходима, чтобы кусать пилота, чтобы тот не тянулся к рычагам и кнопкам управления, а человек нужен для того, чтобы кормить пса. Конечно же, это шутка, которая появилась за счет современных систем управления, таких как fly-by-wire, иными словами, это радиодистанционное управление аппаратом. Оно позволяет обеспечить передачу сигналов от самого пилота к механизмам лайнера в виде электрических сигналов. Это значит, что вместо использования старой гидравлики пилоты осуществляют управление, посылая сигналы через компьютер к отдельным механизмам машины.

Что же такое автопилот в широком понимании данного термина? Это программно-аппаратная система, которая имеет возможность вести транспортное средство по заданному маршруту. С каждым годом инноваций становится все больше во многих отраслях транспортного строения. Все же лидирующие позиции занимает воздушный транспорт.

Автопилот самолета создан для стабилизации всех параметров полета судна и ведения по заданному курсу. При этом соблюдается установленная пилотом скорость и высота полета. Перед тем как переводить летательный аппарат на режим автопилота, необходимо создать четкий полет без скольжения или завала машины. После стабилизации самолета по всем плоскостям можно производить включение системы автоматического управления, но при этом необходимо проводить регулярный контроль показателей. Стоит отметить, что и военные самолеты имеют такие системы.

Более сложные в своей конструкции и надежные автопилоты начали устанавливаться на отечественные самолеты с конца 70-х годов.

Краткая история создания автопилота

Первый автопилот в мире был создан еще в далеком 1912 году. Изобретение принадлежит американской компании Sperry Corporation, которая смогла создать систему, удерживающую самолет на заданной траектории, при этом стабилизируя крен. Это было достигнуто за счет связи высотометра и компаса с рулями направления и высоты. Связь была настроена за счет использования блока и гидравлического привода.

На схеме показано, как работает типичный автопилот.

Заранее рассчитанные параметры полета вводятся в компьютеры самолета (1).

После взлета автопилот вступает в действие.

Два дисплея(2)показывают положение самолета, его предполагаемый маршрут и высоту.

Изменение положения маленьких заслонок(3) на наружной поверхности самолета оповещает компьютеры о малейшем изменении в ориентации самолета.

Для определения положения используется глобальная система навигации (ГСН) (4).

Приемник расположен на верхней части корпуса (5).

Компьютеры следят за маршрутом и автоматические производят необходимые изменения посредством сервомеханизмов (6),

которые управляют рулем (7),

рулями высоты (8),

элеронами (9),

закрылками (10)

и настройкой дросселей двигателей (11)

При необходимости пилот может в любой момент отключить автопилот и перейти к ручному управлению (12)

Начиная с 30-х годов 20 века, автопилотами начали оснащать некоторые пассажирские авиалайнеры. Новый виток в развитие автоматических систем управления внесла Вторая мировая война, которая требовала подобных технологий для дальних бомбардировщиков. Впервые полностью автоматический полет через Атлантику, включая посадку и взлет, осуществил самолет C-54, принадлежавший США. Это произошло в 1947 году.

Современный этап развития автоматизированных систем управления самолетами достиг качественно нового уровня. На сегодняшний день лайнеры комплектуются системами ВБСУ или САУ. Система автоматического управления «САУ» осуществляет качественную стабилизацию судна на маршруте и в пространстве. Совокупность агрегатов системы позволяет управлять аппаратом на всех этапах полета. Самые современные разработки позволяют осуществлять полет в так называемом штурвальном режиме, это позволяет максимально облегчить работу пилота, минимизировать его вмешательство. Такие системы самостоятельно стабилизируют самолет от сноса, скольжения или болтанки, могут переходить даже на критические режимы полета, при этом очень часто игнорируя действия пилотов.

Автопилот самолета ведет аппарат по заданному маршруту, при этом используется комплексная информация навигационных приборов собственных и наземных датчиков, которые проводят анализ полета. Данная система проводит управление всеми агрегатами летательного судна. Также работают траекторные системы, которые проводят заход на посадку с высокими показателями точности без каких-либо действий пилотов.

Управляющие устройства в стандартном их виде (рычаги, педали) практически не используются. Высокая степень автоматизации довела управление до подачи электрических импульсов ко всем частям самолетов без применения гидравлики в системе управления. Электромеханические приборы управления позволяют воссоздать более привычные условия пилотам. В кабинах пилотов все чаще устанавливаются боковые рычаги управления по типу «сайдстик».

Проблемы автоматического управления самолетами

Конечно же, первоочередной и самой главной проблемой при создании автопилотов является сохранение безопасности полета. В большинстве старых автоматических систем управления пилот имеет возможность в любое время произвести срочное отключение автопилота и перейти на ручное управление. При нарушении или поломке автопилота крайне необходимо отключение системы обычным способом или механическим. В аппарате Ту-134 возможно проведение «отстрела» автопилота установленным пиропатроном. При разработке автопилота тщательно продумываются варианты его отключения в случае поломки без вреда для полета.

Для повышения безопасности автоматика управления работает в многоканальном режиме. Параллельно могут работать сразу четыре системы пилотирования с одинаковыми параметрами и возможностями. Также система проводит постоянный анализ и мониторинг входящих информационных сигналов. Полет осуществляется на основе так называемого метода кворумирования, который состоит из принятия решения по данным большинства систем.

В случае поломки автопилот способен самостоятельно выбрать дальнейший режим управления. Это может быть переключение на другой канал управления или передача управления пилоту. Для проверки работы систем необходимо проводить так называемый предполетный прогон систем. Данный тест состоит из запуска пошаговой программы, которая подает имитацию сигналов полета.

Все же ни одна проверка не позволяет достичь 100%-й гарантии безопасности и работы в полете. Из-за нестандартных ситуаций в воздухе могут возникать дополнительные проблемы с автоматикой управления. Некоторые автопилоты имеют различные программы, которые позволяют наиболее безопасно проводить полет соответствующего авиалайнера.

Все же полет на одном автопилоте без человеческого фактора очень опасен и практически невозможен. Можно сделать один логический вывод, что чем «умнее» самолет и сложнее его конструкция, тем меньше шансов на полет без человеческого вмешательства. Чем больше новых автоматизированных систем используется, тем значительнее возрастают шансы на их отказ в полете. Просчитать все варианты отказа практически невозможно. Именно поэтому навыки пилота останутся востребованными постоянно, поскольку каждый летчик проходит очень большой путь к управлению пассажирскими лайнерами. Соответственно, навыки и быстрое принятие решений остаются более важными, нежели действия компьютерных программ.

Самые современные системы автоматического управления типа fly-by-wire позволили значительно снизить общую массу конструкции самолета. При этом надежность бортовых систем возросла в разы. Оборудование реагирует без промедлений, а также способно исправлять ошибки, вызванные человеческим фактором при управлении. Это говорит о том, что система не позволит пилоту завести машину в опасную для нее и пассажиров на борту ситуацию. Современные самолеты типа Airbus перестали комплектоваться стандартными рычагами и педалями управления, вместо этого устанавливаются джойстики. Все это позволяет пилотам не задумываться над тем, какую команду и как необходимо передать отдельному агрегату. Не нужно продумывать угол отклонения элеронов или закрылок, достаточно наклонить джойстик управления – и компьютер сделает все сам.

Все же, несмотря на всю радужную картину, по вине автопилотов произошло немало крушений и аварий, которые привели к человеческим жертвам. История авиакатастроф по вине автоматических систем управления, к сожалению, очень богата фактами ненадежности таких систем.

Входя в самолет, любой пассажир посмотрит не только направо, но и налево. Иногда дверь в кабину пилотов оказывается открыта и мы видим как сложно устроено все внутри. Мы объясним, что значат главные рычаги, тумблеры и панели.

1. Пространственное положение самолета

На экране отображается тангаж - движение самолета в продольном канале. Проще говоря, тангаж - подъем носа или хвоста самолета. Также здесь виден крен самолета в поперечном канале, то есть подъем правого или левого крыла

2. Навигационный дисплей

Напоминает традиционный автомобильный навигатор. Как и в машине, здесь отображаются данные о месте назначения, местоположение на настоящий момент, какое расстояние самолет уже пролетел и какое предстоит

3. Дублирующий прибор пространственного положения самолета и навигации

4. Часы

5. Бортовой компьютер

Перед полетом пилоты вручную заносят в него данные: откуда и куда летим, массу, центровку, скорости на взлете, ветер по маршруту. Компьютер считает нам необходимое топливо на полет, остаток топлива, время полета...

6. Ручка выпуска и уборки шасси

7. Сайдстик

Ручка управления самолетом, заменяет штурвал

8. Кнопка отключения автопилота

9. Педали торможения

Для торможения в самолете используются две педали. Работают они раздельно. Интенсивность торможения зависит от силы обжатия педали: чем сильнее нажимаем, тем быстрее тормозит

10. Противопожарная система

В случае возникновения пожара загораются индикаторы. Мы видим, в какой части судна очаг возгорания, и включаем автоматизированный режим пожаротушения. Ручные огнетушители находятся в кабине и в салоне

11. Кнопки включения топливных насосов

12. Ручка открытия окна

13. Автопилот

Для автопилота необходимы данные, которые мы занесли в бортовой компьютер. Автопилот включаем после взлета, когда самолет набрал необходимую высоту. Посадка на автопилоте используется в особых случаях, например в тумане

14. Рычаг управления двигателем

Это то же самое, что и педаль газа в автомобиле. С его помощью управляем тягой двигателя

15. Тумблер управления спойлерами

Спойлеры - откидные щитки на верхней плоскости крыла. Они - воздушный тормоз. Часто необходимо снизить скорость в воздухе, особенно при посадке. В этом случае выпускаем спойлеры. Они создают дополнительное сопротивление, и скорость самолета падает

16. Ручка управления закрылками

Закрылки - отклоняемые поверхности, расположенные на задней кромке крыла. Выпускаем их при взлете для увеличения площади крыла, а соответственно, и подъемной силы самолета. Набрав необходимую высоту, закрылки убираем

17. Кнопки включения аккумуляторных батарей

18. Кнопки управления температурой воздуха в кабине и салоне самолета

19. Планшетный компьютер

В нем находятся сборники схем аэропортов и карт разных стран. Также на экран можно вывести картинку с видеокамер, установленных в салоне самолета

20. Панель управления самолетом

Здесь расположены кнопки включения автомата тяги, переключатели выбора навигационных средств, ручки задатчика курса, скорости. Действуя на них, мы даем команды автопилоту на управление самолетом

Фото: Максим Авдеев, Василий Кузнецов

Автопилоты расслабляют лётчиков гражданской авиации, жалуются в профильном американском федеральном управлении. Не пора ли отказаться от бездумной опоры на железного друга?

Первые опыты полёта и посадки "под колпаком" проводились в 1930-х. С тех пор автопилоты продвинулись чрезвычайно далеко, и часто, если метеоусловия позволяют, полёт и вовсе можно целиком переложить на их плечи. Откуда, собственно говоря, и технология автономных БПЛА, буйно расцветшая в последние десятилетия.

Однако есть проблема: самолётами управляют не только компьютеры, но и пилоты. Почему это происходит? Воздух не земля: если машины двигаются в основном вдоль дорог, оснащённых знаками и прочими ПДД, то полёты даже самой обычной гражданской авиации иной раз напоминают езду по бездорожью, одновременно по грязи и снегу. Только вот непролазная грязь, снег (грозовой фронт и иные погодные чудеса) и прочее "отсутствие дорог" могут возникнуть в любой момент и на любом участке маршрута. Отдельную строку в этот стон вносят аэропорты.

Для взаимодействия со столь сложными и непредсказуемыми факторами, как грозы, авиадиспетчеры и прочее, компьютеры делать пока никто не умеет, что заставляет всегда держать на борту пассажирского авиалайнера человека.

В то же время в большинстве простых условий автопилот его легко подменяет, что... заставляет человека расслабляться. Федеральное управление гражданской авиации США выпустило недавно доклад, часть которого попала в прессу.

И из него следует, что по итогам 9 тысяч недавних полётов, по которым имелась подробная информация о происходящем в кабинах пилотов, многие из них "с большой неохотой вмешиваются" в работу автоматизированных систем управления летательным аппаратом. Ещё более сдержанно они относятся к отключению автопилотов и переходу на ручное управление в опасных ситуациях.

Помимо нехватки собственного опыта управления вручную, отмечает доклад, в этом виновата плохая подготовка лётного состава: при его обучении именно таким компонентам программы часто уделяется недостаточно внимания. Не лучше и последствия того, казалось бы, позитивного факта, что системы автоматизированного управления полётами быстро развиваются: знания пилотов о них пополняются не столь быстро, что может привести к неполному пониманию человеком всех возможностей и особенностей той системы, которой он управляет.

Особенно тревожит то, что часто, не успев вовремя перевести управление самолётом в ручной режим, лётчики допускают потерю скорости ниже порога сваливания, то есть, по сути, позволяют свои судам летать слишком медленно. Результаты очевидны: такие самолёты падают. На землю.

Системы, отвечающие за автоматическое поддержание оптимального угла, под которым крыло встречается с набегающим потоком, иногда создают условия, когда пилот, не имеющий должных навыков, просто не может адекватно выдерживать этот угол, если устройство по каким-то причинам не срабатывает.

Многие положения доклада трудно назвать новыми. Скажем, в катастрофе над Боденским озером винили Систему предупреждения столкновения самолётов в воздухе (TCAS). Потом выяснилось, что в действительности ошибся диспетчер, а пилоты послушались его, а не TCAS, но кто бы ни был виноват в катастрофах - автоматика или неумение работать с ней, - меры по улучшению взаимодействия пилотов с постоянно меняющимся системами автоматизированного управления жизненно необходимы.

Отдельного упоминания заслуживает ошибка "Я думал, что она работает". В нынешнем июле пилоты рейса Asiana Airlines, находясь над Сан-Франциско (США), думали, что автомат тяги запрограммирован на поддержание скорости 254 км/ч, в то время как просто забыли его включить. В итоге за газом никто не следил, и скорость упала до такой, когда самолёт влетел в землю.

Есть ли выход изо всех этих "забыл включить", "не отреагировал на подсказки TCAS", "не следил за тягой/высотой/скоростью"? Вновь переходить на ручное управление глупо.

"Продвинутая автоматика сделала полёты значительно безопаснее, так что мы не должны выплёскивать с водой и ребёнка", - считает Мэри Каммингс, экс-пилот авиации ВМС США, а ныне просто разработчик систем автоматизации полётов.

Любой, кто припомнит частоту катастроф в авиации полувековой давности, согласится: погибнуть в авиарейсе после массового внедрения автопилотов (а именно они управляют самолетом 95% времени) стало несравнимо труднее, чем на земле. Достаточно сказать, что нынешнее число погибших по этой причине находится на уровне показателей 1940-х годов, когда летавших людей было на порядки меньше.

Во многом впечатление о некоей особой аварийности авиатранспорта - это следствие "эффекта Гинденбурга": фактически выживаемость пассажиров дирижаблей в 30-е была выше, чем у пассажиров ЛА тяжелее воздуха.

Однако крупные размеры воздушных кораблей вели к тому, что даже одна авария производила исключительное впечатление на публику (газеты, "шок, видео"), создав в итоге мнение о дирижаблях как об опасном транспорте. Сегодня самолёты достигли вместимости дирижаблей прошлого, из-за чего общественность снова нервничает. Ну и, конечно, растёт интенсивность пассажирских авиаперевозок, что автоматически увеличивает вероятность гибели в воздухе.

Совершенно бесполезно винить людей в том, что они боятся самолётов, "от которых" в среднем гибнет менее 1200 человек в год, при этом добровольно доверяя свои жизни личным автомобилям, убивающим в тот же срок 1,2 млн человек. Общественное мнение в принципе не поддаётся рациональным аргументам, так что в воздухе может гибнуть хоть в тысячу, хоть в миллион раз меньше, чем на дорогах, - и это всё равно никого не убедит.

Но что же делать с самими перевозками, каким должно быть основное направление усилий по повышению их безопасности? Та же Каммингс категорична: только работа над автоматикой и пилотами способна улучшить ситуацию.

"Программы тренировки пилотов могут быть улучшены. Но, возможно, самым большим практическим шагом будет повышение надёжности самих автоматических систем", - уточняет она.

Судя по динамике их развития в последние полвека, это, вероятно, действительно самое лучшее, что мы можем сделать для безопасности полётов.

Подготовлено по материалам NewScientist.

С каждым днем самолеты становятся все умнее. Если раньше верхом совершенства в авиации считался автопилот, в относительно спокойных погодных условиях безопасно и надежно проводивший самолет из точки A в точку B, то современные лайнеры могут похвастать системами, позволяющими им взлетать и садиться в автоматическом режиме. Среди пассажиров порой даже бытует мнение, что профессия летчика не так сложна, как ее показывают, скажем, в кино, - сидишь, пьешь кофе да на кнопки нажимаешь. А если вдруг что и случится, то автоматика всегда выручит и поможет даже обычному пассажиру посадить самолет. Но так ли это на самом деле?

Представьте. Вы летите в отпуск на солнечный Кипр или на кинофестиваль в Нью-Йорк. На экране мультимедийной системы в кресле пассажира перед вами высвечивается красочная карта с маршрутом и параметрами полета. Высота 11 тысяч метров, скорость 890 километров в час. Двигатели мерно свистят, за иллюминатором внизу плавно плывут пушистые облака, а сверху - бездонная синь и ослепительное солнце. Но тут вдруг в салон выбегает побледневшая стюардесса и громко сообщает (хотя на самом деле такого не будет никогда, потому что инструкция запрещает), что все пилоты (да, сразу оба!) потеряли сознание и не приходят в него.

Ни одного пилота, как и вы, летящего на отдых, в салоне нет. Вести и сажать самолет некому. И тогда вы встаете из кресла и походкой истинного храбреца идете к двери кабины пилотов. Надо как-то попасть внутрь, но как? Дверь бронирована, ее открытием управляют пилоты. На помощь приходит стюардесса: на небольшой цифровой панели рядом с дверью она набирает секретный код. Но дверь не открывается, потому что электронный замок двери предусматривает задержку: пилоты через камеру должны убедиться, что стюардесса набрала код одна, а не под присмотром террористов (в этом случае они блокируют замок до конца полета). После задержки дверь открывается.

Перед вами: ветровые окна с облаками и бездонной синью, множество кнопок, верньеров, экранов и экранчиков, рукоятей и рукояток, тела пилотов и два штурвала (если вы летите на лайнере Boeing или «Туполев», или два джойстика, если находитесь на Airbus или SSJ). Скорее всего, когда вы войдете в кабину, самолет будет лететь под управлением автопилота (потому что погода ясная и ничто не мешает). Лучше всего занять место слева. Оно командирское, оттуда больше всяких возможностей управлять самолетом. Первым делом на штурвале или джойстике вам надо найти переключатель радиосвязи (только не нажимайте красную кнопку, а то отключите автопилот).


После того как переключатель радиосвязи найден, наденьте на голову гарнитуру (наушники с микрофоном), нажмите найденный переключатель и громко и отчетливо произнесите несколько раз «Mayday» (это сигнал бедствия, на него обязательно откликнется диспетчер). Если переключатель на штурвале или джойстике найти не удается, то слева от вашего кресла обязательно обнаружится рация. Смело берите ее, включайте, настраивайте на частоту 121,5 мегагерца и кричите «Mayday» в нее. Эту частоту прослушивают спасательные службы, так что вскоре вас переключат на диспетчера или дежурного пилота, а тот уже объяснит, что делать дальше.

На самом деле во всем этом процессе самым важным шагом как раз является связь с диспетчерской вышкой. После того, как диспетчер ответит на ваш призыв о помощи, он попросит назвать номер вашего рейса и подскажет, где можно найти эти сведения (например, на штурвале эти цифры находятся на «роге» слева). А потом уже начнется самое интересное - под руководством диспетчера и дежурного пилота вы приступите непосредственно к посадке самолета. Если вы прежде «летали» дома на компьютерном авиасимуляторе, вам будет попроще, но это все равно не гарантия успешной посадки.

В зависимости от типа самолета, действия, которые вам станет подсказывать дежурный, будут отличаться, но общая схема посадки одинакова для всех. Для начала вам предложат убедиться в нормальной работе автопилота и правильности параметров полета, которых тот придерживается. На некотором расстоянии от аэропорта вам предложат перевести автопилот в режим захода на посадку, а затем будут подсказывать, какими рукоятками нужно задавать скорость, высоту, разворот. Параллельно вам предложат настроить автоматику самолета на прием сигналов маяка инструментальной системы посадки, расположенной в аэропорту. На его сигнал будет идти самолет при посадке.

Затем обязательно настанет момент, когда дежурный пилот попросит вас выпустить закрылки (рукоять на центральной панели с надписью FLAP и несколькими делениями) и шасси (большая ручка со стрелками и надписями UP и DOWN). После касания посадочной полосы вам будет приказано включить реверс двигателей (рычажки на рукоятках управления двигателями между креслами) и задействовать всю механизацию крыла, чтобы та помогала сбрасывать скорость. Наконец, вас попросят задействовать тормоза (обычно расположены сверху рулевых педалей у вас под ногами). Все. Вы сели, самолет остановился. Можно падать в обморок или героически утирать пот со лба.

На самом деле это был описан идеальный вариант посадки. В нем вы - очень удачливый человек. Ведь погода хорошая, ветра нет, самолет оборудован системой автоматической посадки, а в принимающем аэропорту установлена инструментальная система посадки (система маяков, позволяющая самолету сориентироваться, найти посадочную полосу и даже выровняться по ее центру). В зависимости от категории точности инструментальная система посадки позволяет сажать самолет в автоматическом режиме с высоты от 790 до 49 метров. Но такими системами оснащены пока только крупные аэропорты, а значит, в региональном порту вам придется садиться в ручном режиме.

Дело в том, что бортовая система автоматической посадки на самолете без системы инструментальной посадки в аэропорту работать не будет; самолет просто «не увидит», куда садиться, и все кончится очень печально. И если вы думали, что посадка в автоматическом режиме - это нажал две кнопки и ждешь, пока самолет сделает все сам, то вы жестоко ошибались. Автомат имеет доступ только к рулям направления, высоты и двигателям. Включать закрылки, интерцепторы, спойлеры, отклоняемые носки, тормоза шасси и прочую механизацию все равно придется вам.

Если же в аэропорту прибытия нет системы инструментальной посадки, или там дует сильный боковой ветер, идет дождь, или стелется туман, то вам, скорее всего, придется сажать самолет в полностью ручном режиме. И тут ваши шансы на успех сокращаются на порядок. Дежурный пилот, конечно, будет подсказывать до последнего, куда и что нужно потянуть, какую педаль нажать и какие цифры набрать, но это вряд ли поможет. Дело в том, что управлению самолетом в плохих погодных условиях пилоты учатся долго и упорно. У человека, что называется «с мороза», шансов нет никаких.

И, да, плохие новости. Если вы прежде никогда специально не интересовались устройством кабины пилотов того самого самолета, на котором вы летите, то и автоматическая, и ручная посадка закончится для вас одинаково - катастрофой, в которой погибнут все, кто находится на борту. Небольшой шанс на выживание, конечно, есть всегда, но он - ничтожен. В автоматическом режиме посадки у вас хотя бы будет несколько секунд на поиск нужной рукояти или кнопки, а компьютер будет вас подстраховывать от серьезных ошибок. В ручном режиме посадки времени искать нужные кнопки просто не будет, а промедление - смерть.


Так что на каком бы современном самолете вы ни летели, посадить его без хотя бы минимальной подготовки вы, скорее всего, не сможете. Но есть и хорошие новости: вплоть до посадки (или падения) вы на самом деле даже не узнаете, что с пилотами вообще что-то произошло. Стюардессы, скорее всего, вам просто этого не скажут, потому что такая информация может вызвать панику на борту, а это уже гарантированная смерть - паникующей толпой управлять невозможно. Все действия по автоматической или ручной посадке стюардессы будут пытаться предпринимать самостоятельно до победного или провального конца.

В 2009 году под Амстердамом в Нидерландах разбился пассажирский самолет Boeing 737 авиакомпании Turkish Airlines. В результате катастрофы погибли девять человек и еще 120 получили ранения. Самолет заходил на посадку под управлением профессионального пилота в автоматическом режиме, а причиной катастрофы стала неверная выдача данных радиовысотомером. Но не стоит паниковать: в случае, когда самолетом управляет пилот, вероятность катастрофической посадки в автоматическом режиме оценивается как одна к двум миллиардам.

И помните. Летчиков в кабине всегда двое: командир воздушного суда и второй пилот. В истории пассажирской авиации пока еще не было ни одного случая, чтобы из строя вышли оба пилота сразу. В ноябре 2012 года пассажирский лайнер Boeing 747 авиакомпании Lufthansa совершил вынужденную посадку в аэропорту Дублина (самолет летел из Нью-Йорка во Франкфурт) после того, как командир воздушного судна перенес тяжелый приступ мигрени. Посадить самолет второму пилоту помог один из пассажиров, у которого случайно оказался небольшой опыт пилотирования турбовинтовых самолетов.

При этом случаев, когда пассажир или стюардесса привлекались бы к управлению самолетом в качестве помощника пилота, в истории авиации было всего пять или шесть. Во всех случаях помощники имели пусть и небольшой, но все же какой-то опыт управления воздушным судном.


Но прогресс не стоит на месте. В конце прошлого года Федеральное управление гражданской авиации США новые правила захода на посадку пассажирских самолетов, оборудованных системами «слепой» посадки. Такие самолеты теперь могут приземляться в аэропортах, закрытых для других самолетов по причине плохой видимости. В состав этих систем входит несколько курсовых сенсоров, включая инфракрасные камеры, и оборудование обмена технической информацией. При заходе на посадку система выводит на экран в кабине пилотов совмещенные изображения с курсовых сенсоров и различные инструментальные данные в режиме реального времени.

Наличие на борту самолета систем «слепой» и автоматической посадки (ведется также разработка системы автоматического руления по аэродрому) в ближайшие десять-двадцать лет сделают полеты действительно безопасными. Учитывая развитие автоматических систем и дефицит пилотов, NASA в начале прошлого года создать в аэропортах должность «супердиспетчера», а экипажи самолетов сократить в два раза, то есть оставить в кабинах по одному пилоту. Эксперты агентства полагают, что вести самолет в обычных условиях может и один пилот, тем более, что большая часть полета проходит, как правило, под управлением автопилота.


«Супердиспетчер» же в аэропорту станет виртуальным вторым пилотом. Он будет находиться в специальном диспетчерском пункте и вести сопровождение сразу нескольких рейсов. При возникновении аварийной ситуации или потере капитана самолета он будет перехватывать управление. Дистанционное управление самолетом и обмен данными будут производиться по широкополосному каналу связи в режиме реального времени. Любопытно, что в ответ на предложение NASA некоторые авиакомпании решили пойти еще дальше и объявили, что самолеты вообще можно оставить без пилотов.

Дело в том, что существующие системы управления и навигации современных самолетов уже достаточно точны, чтобы полностью доверить взлет, полет и посадку лайнеров автоматике. Например, некоторые самолеты уже оборудованы навигационным оборудованием спецификации RNP-1 . Это означает, что в автоматическом режиме лайнер с вероятностью 0,95 на протяжении всего полета будет отклоняться от оси заданного маршрута не более чем на одну морскую милю (1,852 километра). Зная о высокой точности навигационных систем, израильтяне, например, даже зоны перехвата систем противовоздушной и противоракетной обороны вплотную до границ воздушных коридоров.

Крупные производители бортового оборудования самолетов, включая французскую компанию Thales и американскую Honeywell, уже ведут разработку по настоящему автоматических систем. Такие системы не будут зависеть от инструментальных систем аэропортов и смогут сажать самолеты на любые подходящие для них взлетно-посадочные полосы. Аппаратура этих систем будет самостоятельно распознавать посадочные полосы, оценивать окружающие условия и вести самолет. Впрочем, до интеграции таких систем в пассажирские лайнеры еще очень и очень далеко. Ведь их еще надо испытать, проверить на надежность, дублировать. А на это нужны годы исследований.



navigationparameters.wordpress.com

Василий Сычёв

Довольно часто на авиационных и не очень форумах и сайтах поднимается вопрос о том, насколько современному гражданскому самолету необходим пилот. Мол, при современном уровне автоматики - чем они там занимаются, если за них все делает автопилот?

Ни один разговор не обходится без упоминания беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), и как апогей - полет Бурана.

"Вас мучает этот вопрос, Вы хотите поговорить об этом"?

Что ж, давайте поговорим.

--==(о)==--


Что такое автопилот?

Самый лучший автопилот из тех, что я когда-либо видел, показан в американской комедии "Аэроплан".

Однако и в том фильме он нечаянно вышел из строя, и, если бы не героический неудачник, хеппи энд бы не получился. Хотя, там же была еще и стюардесса... Ну, в любом случае, был человек.

Собственно говоря, многие пилоты потому и не вступают в спор с далекими от авиации людьми, что знают, как иной раз ведет себя самая современная техника. Я же спорить не буду, просто расскажу, а далее вы там хоть подеритесь) Шутка.

Наши автопилоты представляют себя смесь металла, пластика, стекла, лампочек, кнопочек, крутилок и проводочков. И переключателей. Совсем ничего человеческого.

Пилот управляет автопилотом (уже в этой фразе скрыт сакраментальный смысл) через пульты. На фото ниже - кабина тренажера не самого современного самолета B737CL, но реально, в этом плане нет глобальных отличий между ним, созданным в 80-х годах прошлого столетия и В787, впервые поднявшемся в небо несколько лет назад.

Основной пульт управления автоматикой в целом и автопилотом в частности (МСР) можно разглядеть почти посередине фотографии. Каждая кнопочка на нем отвечает за включение какого-то из режимов автопилота, а четыре кнопки справа (A/P ENGAGE A - B) отвечают, собственно говоря, за включение автопилота. К слову, при той конфигурации органов управления автопилотом, что зафиксирована на фотографии, автопилот не включится. Пусть знатоки ответят почему.

Циферки в окошках означают данные, которые необходимы для того или иного режима работы автопилота. Например, в окошке ALTITUDE можно разглядеть 3500 - это означает, что если после взлета мы включим автопилот и установим какой-нибудь режим набора, то самолет займет высоту 3500 футов и будет тупо на ней лететь, пока пилот не установит новое значение высоты и... снова не включит какой-нибудь режим набора.

Сам по себе автопилот высоту не поменяет и в набор не перейдет.

Более того. Пилот может выбрать высоту, к примеру, 10 000 футов, однако, включить не тот режим автопилота, и самолет послушно полетит вниз вплоть до столкновения с землей.

Аналогично, если впереди по курсу, заданному пилотом в окошке HEADING будет стоять гора, то самолет так и полетит в гору и обязательно в нее врежется, если пилот не предпримет какие-либо действия.

Да, стоит еще отметить то, что автопилот современного самолета работает в паре с автоматом тяги - это еще один набор железяк и проводочков, который отвечает за автоматическое изменение режима двигателей, то есть, тяги. На фото выше на МСР слева можно разглядеть небольшой переключатель с надписью A/T ARM/OFF, он отвечает за включение автомата тяги в режим готовности к использованию. Однако, иногда им приходится работать не в паре (например, если автомат тяги неисправен), что накладывает значительные ограничения на автопилот, т.к. многие режимы автопилота требуют изменения тяги. Например - автопилоту нужно снижаться, но тяга, установленная на взлетным режим этого тупо сделать не даст.

На фото ниже можно увидеть панель управления FMS - системой управления полетом (flight management system). Через данную панель можно забить кое-какие полезные данные, с помощью которых автоматика будет знать о том, по какому маршруту сегодня летит самолет, о том, какие значения тяги и скорости будут оптимальными именно сегодня.

После взлета пилот может включить (либо он включается автоматически) режим автопилота, в котором самолет будет лететь по командам, получаемым из этой системы. Однако, как я уже говорил выше, если упрется в высоту 3500, установленную в окошке МСР, то выше он не полетит, пока пилот не изменит это значение.

--==(о)==--

Самым главным ограничением современных программных систем (а автопилот является ничем иным, как железякой, набитой алгоритмами) является неспособность принимать нестандартные решения, которые зависят от конкретной ситуации.

Сами по себе алгоритмы управления самолетом совсем не сложные, поэтому автопилоты на самолетах стали появляться еще в 1912 году, а в 30-х стали получать широкое распространение.

Более чем уверен, что уже тогда начались разговоры о том, что профессия "пилот" скоро себя изживет, как и профессия "кучер". Через много лет Анатолий Маркуша в одной из своих книг пересказывал подслушанный им разговор одной девушки, высказывающей претензии своему молодому человеку в том, что ему надо искать другую профессию, мол, скоро пилоты станут не нужны.

С тех пор еще лет 40 прошло, и данная тема - принятие решений в нестандартных ситуациях создателями новейших самолетов так и не побеждена.

Да, многие авиационные профессии канули в Лету - бортинженер, который заведовал "хозяйством", штурман, который обеспечивал навигацию, радист - который вел связь... Их заменили умными системами, это бесспорно. Правда, одновременно к этому повысились требования к подготовке... а в некоторых ситуациях и нагрузка на оставшихся в кабине двух (!) пилотов. Теперь им приходится не только справляться с кучей систем (путь и максимально автоматизированными), но и иметь много знаний в голове, которые раньше ими в полете обычно не применялись (и со временем выветривались), т.к. в кабине сидели узкие специалисты по этим направлениям.

Да, некоторые БПЛА летают автономно (а некоторые - управляются операторами с земли), да и Буран успешно сделал один (!) полет в автоматическом режиме без пилота на борту. Но это именно те алгоритмы, программирование которых возможно уже очень и очень давно.

Любой интересующийся программист ради спортивного интереса может придумать дополнение к Microsoft Flight Simulator и сажать свои Бураны хоть в Завьяловке, а потом идти на авиационный форум и насмехаться над профессией "водитель самолета".

Но вот я, "водитель самолета", имея понимание о ситуациях, которые возникают в небе, для которых требуется постоянное принятие решений, не решусь сесть в самолет, мозгом которого является не человек, а программа Autopilot v.10.01, в которой исправлены ошибки программирования, выявленные в предыдущих десяти катастрофах.

Например, на сегодня, несмотря на практическую возможность такой режим создать, самолеты не взлетают автоматически. И это при том, что уже очень давно освоены автоматическое приземление и автоматический пробег после него. Почему?

Еще Михаил Громов говорил "Взлет опасен, полет прекрасен, посадка трудна" . Истина. Взлет проще, чем посадка, однако, если что-то случается на взлете, счет идет иногда на доли секунд. За это время пилоту нужно принять решение - прекращать взлет или продолжать. Более того, в зависимости от факторов, по одной и той же причине в один день взлет лучше прекратить, а в другой - лучше продолжить. Пока пилот думает, тяжеленный самолет, имеющий огромный запас топлива, стремительно ускоряется, а полоса стремительно уменьшается. Отказы могут быть разнообразнейшими (увы, но техника все еще отказывает) и не всегда отказ сводится к банальной неисправности двигателя. Да и отказы двигателя тоже могут быть разными.

То есть, от программиста, который захочет убрать человека из контура управления самолетом и контура принятия решений, потребуется написать кучу алгоритмов по действиям в различного рода нештатных ситуациях. И после каждого неучтенного случая выпускать новую версию прошивки.

В настоящее время "неучтенные случаи" решаются тем, что в кабине находится человек, который матюкнется (или промолчит, в зависимости от выдержки), но справится с ситуацией и вернет самолет на землю.

И в большинстве случаев досужие обыватели о таких случаях просто не знают, ведь в прессе не все сообщается.

Ни одной инструкцией не предусмотрена подобная оплошность - оставить кусок троса аварийного покидания за бортом самолета. Что бы делал Autopilot v.10.01 в таком случае, как бы он узнал о том, что у него скоро нафиг разобьет окно? Никак. Он продолжал бы набор 11 км высоты, и вот когда там разбилось бы окно, по заложенной программе предпринял бы аварийное снижение с выбрасыванием масок... да только пассажирам они бы уже не очень помогли.

Что сделали пилоты? Во-первых, достаточно рано получили информацию о просходящем. Во-вторых, несмотря на невыявленную природу явления, поняли, чем данная нестандартная ситуация может закончится и приняли единственное верное решение - снизиться и вернуться на аэродром вылета.

И это лишь ОДНА из ситуаций, случившейся в карьере лишь ДВУХ пилотов (меня и второго пилота). А пилотов тысячи, а ситуаций сотни тысяч.

Некоторые "домохозяины" оппонируют цифрами, мол, человек - слабое звено, согласно статистике 80% всех катастроф произошли по вине человеческого фактора.

Все верно. Техника стала настолько надежной, что в большинстве случаев отказывает человек. Однако, я еще раз напомню, что досужие "домохозяины" просто не задумываются, что многие полеты, в которых произошел отказ техники, закончились благополучно лишь потому, что в кабине сидел человеческий фактор.

Уверяю, если убрать из кабины пилотов, то доля человеческого фактора увеличиться ЕЩЕ больше, но только в этом случае под человеческим фактором будет пониматься ошибка программирования.

Далее, в самолете может весь полет все работать очень хорошо, однако... может работать не очень хорошо на земле. Чтобы самолет долетел до аэродрома и приземлился там, созданы еще целая куча систем, которые что?... Правильно, иногда отказывают. И в этом случае пилот "просыпается" и делает свою работу.

Банальное принятие решений при обходе гроз. Вот, к примеру, мой полет в Геную, я назвал его "рейсом жестянщика" http://denokan.livejournal.com/66370.html

Или рейс в Сочи:http://denokan.livejournal.com/67901.html

И это только три рейса. А их в сотни раз больше только у одного отдельно взятого пилота.

Грозы на радаре выглядит по-разному, и не всегда одно решение по обходу будет таким же хорошим для другого случая. А уж когда эта гроза находится в районе аэродрома... А если этот аэродром - горный? Приходится думать и принимать решения...

Если в самолет попадет молния, или он схватит разряд статики, то люди от этого попадания не погибнут, а вот системы могут непредсказуемо выйти из строя. И случаи были, которые закончили хорошо лишь потому, что в кабине сидели пилоты.

Стоит добавить еще ко всему вышесказанному, что далеко не во всех аэропортах сегодня самолет может выполнить автоматическую посадку. Для нее нужны довольно-таки тепличные условия по сравнению с теми, в которых совершить посадку может пилот. Конечно, это вопрос программирования алгоритмов, но задача достаточно непростая, чтобы обеспечить равную надежность.

Конечно, если поскупиться надежностью, то давно уже можно на линии выпустить самолеты без пилотов-операторов.

Главной причиной того, почему до сих пор на гражданские линии не вышли самолеты без пилотов, является эта самая НАДЕЖНОСТЬ. Для нужд военных или грузоотправителей надежность может быть не такой высокой, чем для перевозки людей по воздуху.

Конечно же, степень автоматизации будет расти. Это тоже определяет надежность системы "Экипаж-воздушное судно". Конечно же, будут продолжаться поиски лучших решений для того, чтобы самолеты надежно летали без участия человека. Правда, полностью исключить участие человека из полета можно будет лишь тогда, когда будет изобретен искусственный интеллект, не уступающий интеллекту подготовленного человека. Проблема принятия решений в нестандартных ситуаций никуда не денется. Самолет не автомобиль, чтобы в нестандартной ситуации просто тупо остановиться на обочине.

Одним из вариантов является управление самолетом оператором с земли. То есть, оператор на земле контролирует полет одного или нескольких самолетов, принимая решения в нестандартных ситуациях. Если происходит что-то, что он решить с земли не в состоянии, он остается живым... А пассажиры гибнут. Потом появляется следующая версия программного обеспечения.

Так что давайте направим свои усилия не на обсуждение профессии пилот (каждое такое обсуждение рано или поздно переходит в тему "за что пилоты получают ТАААКие деньги?", а сконцентрируем усилие на созидание по своей прямой специальности.

Летайте безопасно!

© 2022 Туризм и путешествия