In den Anfängen der Luftfahrt musste der Pilot ständig in höchster Alarmbereitschaft sein. Es war wichtig
Wenn der Flug klein ist, ist er nicht so großProblem. Doch mit der Entwicklung der Technologie und der Globalisierung nahmen die Reichweite und die Flugzeiten zu. Ganz gleich, wie sehr man sich auch anstrengt, es ist für einen Menschen schwierig, die Konzentration über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten. Dies ist möglicherweise sehr gefährlich. Eine müde Person wird sowohl bei Beobachtungen als auch bei Urteilen Fehler machen, die in einer Katastrophe enden können.
Autopilot-Systeme: damals und heute
Aus diesem Grund ist die Autopilot-Funktionerschien überraschend früh. Ob Sie es glauben oder nicht, eines der ersten Flugzeuge mit einem solchen System (wenn auch nach modernen Maßstäben elementar) wurde in den frühen 1910er Jahren von der Sperry Corporation gebaut.
Diese Funktion beinhaltete den Anschluss eines Kreiseleine Kursanzeige, ebenfalls eine Grundeinstellung, ermöglichte es dem Flugzeug, sich über längere Zeiträume ohne die volle Aufmerksamkeit des Piloten gerade und horizontal entlang einer voreingestellten Kompasspeilung zu bewegen. Ein so einfaches Gerät hat ihm viel Stress erspart.
Autopilot-Systeme sind zunehmendausgefeilter, und in den 1930er Jahren entwickelte das Royal Aircraft Institute in Großbritannien ein ausgefeilteres System. Der Pilot Assistant verwendete pneumatische rotierende Gyroskope für die eigentliche Flugsteuerung.
Zukünftig wurden die Systeme mit verbessertenSteueralgorithmen, Servomechanismen und sogar Funknavigationshilfen, die es Flugzeugen ermöglichten, nachts oder bei schlechtem Wetter autonom zu fliegen. Bereits 1947 startete, überquerte und landete die C-53 der US Air Force, alles unter der Kontrolle des Autopiloten.
Jetzt große Flugzeuge und Flugzeuge mit 20Passagiere und mehr sind gesetzlich verpflichtet, über ein integriertes Automatisierungssystem zu verfügen. Ihr Niveau variiert, aber die meisten von ihnen bieten die sogenannte dreiachsige Nick-, Wank- und Giersteuerung des Fahrzeugs.
Autopilot ist nicht so "automatisch", wie es klingt.Es gibt keinen Roboter, der auf dem Pilotensitz sitzt und Knöpfe drückt, während der echte Pilot schläft. Es ist einfach ein Flugsteuerungssystem, das es dem Piloten ermöglicht, das Flugzeug ohne ständige manuelle Kontrolle zu fliegen. Im Grunde erlaubt es dem Piloten, sechs Stunden lang von New York nach Los Angeles zu fliegen, ohne die Steuerknüppel zu drücken.
Modernes automatisches KontrollsystemDas Flight Control System (AFCS) besteht aus drei Hauptteilen: einem Computer, der den Flug überwacht, mehreren Hochgeschwindigkeitsprozessoren und einer Reihe von Sensoren, die sich an verschiedenen Teilen des Flugzeugs befinden. Sensoren sammeln Daten aus dem gesamten Flugzeug und senden sie an Prozessoren, die wiederum dem Computer mitteilen, was was ist.
Der Autopilot wird einige Zeit nach dem Start aktiviert und vor der Landung ausgeschaltet. Die Auflösung dieser Software kann von Flugzeug zu Flugzeug unterschiedlich sein.
Der Autopilot kann das Flugzeug entsprechend landendie notwendigen Befehle. Dies wird als automatisches Landesystem bezeichnet. Wenn das Flugzeug unter schwierigen Bedingungen zu landen versucht und Nebel die Sicht völlig beeinträchtigt, wird das Flugzeug mithilfe des ILS (Instrument Landing System) innerhalb bestimmter Sicherheitsparameter gelandet. In solchen Fällen sorgt der Autopilot, der synchron mit anderen Flugzeugsystemen arbeitet, für eine Landung unter der Kontrolle des Flugdecks.
Die Systeme helfen dem Flugzeug auch, an Höhe zu gewinnen,Halten Sie die Geschwindigkeitsregelung und den Horizontalflug aufrecht und verwalten Sie den Sinkflug, den Anflug und die Endlandung. Das Rollen vor dem Start, die eigentliche Landung und das Rollen nach dem Aufsetzen sind immer noch das Vorrecht menschlicher Piloten. Autopilot-Systeme werden auch bei extremen Turbulenzen deaktiviert.
Grundsätzlich hängt der Erfolg eines Autopiloten vom Wissen eines echten menschlichen Piloten ab.
Im Jahr 2020 gab Airbus bekannt, dass es erfolgreich warein vollautonomes Startsystem entwickelt und getestet hat, war die Nachricht für die Branche sehr innovativ. Die verwendete Technologie unterscheidet sich von den bestehenden Instrumentenlandesystemen, die auf modernen Verkehrsflugzeugen üblich sind. Das System erkennt Bilder, um das Flugzeug auf der Mittellinie der Landebahn zu halten, die Neigung und Geschwindigkeit anzupassen und schließlich das Airbus-Testflugzeug in die Luft zu heben. Dies ist ein wichtiger Schritt, um das Flugzeug in naher Zukunft vollständig autonom zu machen.
Piloten werden nicht benötigt?
Angesichts der hohen Komplexität modernerAutopiloten, man könnte meinen, dass Piloten überhaupt nicht gebraucht werden. Wenn das Flugzeug theoretisch alleine fliegen kann, warum werden sie dann benötigt? Es stellt sich heraus, dass der größte Teil der Arbeit zwar an den Autopiloten delegiert werden kann, die menschliche Anwesenheit jedoch immer noch sehr wichtig ist. Tatsächlich wird sich dies in absehbarer Zeit kaum ändern.
Einer der Hauptgründe ist die allgemeine StimmungFlugpassagiere und die breite Öffentlichkeit. Ob Sie es zugeben oder nicht, es hat etwas sehr Beruhigendes, wenn ein lebender, intelligenter Mensch ein so großes Fahrzeug in der Luft steuert (zumindest für den Moment). Die meisten Menschen möchten die Kontrolle über etwas, das sie theoretisch töten könnte, nicht vollständig in die Hände einer Maschine legen.
Interessant sind jedoch aktuelle Studienzeigen, dass sich die öffentliche Meinung zu diesem Thema ändert. Zumindest bei manchen Fahrzeugen. Meinungsumfragen aus dem Jahr 2019 zeigten, dass 7 von 10 Verbrauchern glauben, autonome Autos seien sicherer als solche, die von Menschen gefahren werden. Die Umfrage wurde von ANSYS durchgeführt und umfasste mehr als 22.000 Menschen in den Benelux-Ländern, China, Frankreich, Deutschland, Indien, Italien, Japan, Spanien, Schweden, dem Vereinigten Königreich und den USA. Zugegeben, in dieser Umfrage ging es hauptsächlich um selbstfahrende Autos, aber es scheint, dass die Menschen bereit sind, Fahrzeugen zu vertrauen, die von Computern statt von Menschen gesteuert werden.
Wenn es um die Drohnen der Zukunft geht, sind die meisten Befragten nicht ganz dagegen, sondern warten lieber auf die Weiterentwicklung der Technologie.
Ein weiterer Grund, warum Piloten benötigt werden, istdass Menschen unter Umständen selbst zu besseren "Entscheidungsmaschinen" werden als Computer. Bei aller Komplexität ist es noch immer nicht mit dem komplexen Computer im menschlichen Schädel zu vergleichen. Unser Gehirn kann eine riesige Menge an Informationen gleichzeitig aufnehmen, schnelle Entscheidungen treffen und improvisieren. Diese Flexibilität ist unglaublich schwer, wenn nicht unmöglich, auf einer Maschine zu replizieren.
Darüber hinaus kann es aufgrund der äußerst chaotischen Flugumgebung häufig zu ungewöhnlichen Situationen kommen, in denen die gesteuerte und gesteuerte Maschine nicht in der Lage ist, Entscheidungen zu treffen.
Im Jahr 2010 wurde beispielsweise ein Qantas-Flugzeug mit 450Passagiere erlitten während des Fluges eine schwerwiegende Störung. Aufgrund des Ausfalls des Triebwerksrotors wurden Teile davon im Flugzeug verstreut und beschädigten mehrere kritische Flugzeugsysteme, einschließlich des Fahrwerks. Das Flugsteuerungssystem an Bord war mit Absturzfehlern und Meldungen überhäuft, die nicht gleichzeitig behandelt werden konnten. Die Piloten an den Kontrollen (sowie die dienstfreien Experten, die zu den Passagieren gehörten) konnten das Flugzeug erfolgreich improvisieren und landen. Es ist durchaus möglich, dass das Autopilot-System einen Weg gefunden hat, dasselbe zu tun, aber es waren schnelles Denken und die Fähigkeit zur Improvisation, die an diesem Tag Hunderte von Leben retteten.
Was ist also sicherer?
Heute ist das Fliegen eines der am meistensichere Wege zu reisen. Seit etwa 1970 ist die Zahl der Unfälle mit Verkehrsflugzeugen (Flugzeuge mit mehr als 19 Passagieren an Bord) sukzessive zurückgegangen. Bis 2019 ging die Zahl der tödlichen Unfälle pro Million Flüge im Vergleich zu 1970 um das Zwölffache zurück.
Der Grund ist die Verbesserung der Technologie und mehrstrenge Regulierung der Luftfahrtindustrie, wodurch die Zuverlässigkeit und die Fähigkeiten des Autopiloten verbessert werden. Basierend auf der Statistik für 2019, dem letzten „normalen“ Jahr für die Auswertung von Flugstatistiken (dem Jahr vor der Pandemie), ist die Wahrscheinlichkeit, bei einem Flugzeugabsturz zu sterben, praktisch gleich null.
Gleichzeitig, so der NationalratSicherheit in den Vereinigten Staaten (eines der Länder mit den meisten Autos pro Kopf) war die Todesrate bei Pkw in den letzten 10 Jahren 1.696-mal höher als beim Fliegen mit dem Flugzeug. Warum gibt es Autos mit Autopilot, aber Flugzeuge brauchen immer noch Piloten?
Autonome Technologien in Fahrzeugen,Obwohl sie beeindruckend sind, stecken sie noch in den Kinderschuhen und sind nicht vor Fehlern gefeit. Dies ändert sich jedoch, da maschinelles Lernen ein immer wichtigerer Bestandteil solcher Systeme wird.
Wie nah sind wir dem vollständig autonomen Fliegen?
Sobald Autopilotsysteme entwickelt, getestet und von Organisationen wie der FAA als vertrauenswürdig eingestuft werden, wird die Rolle menschlicher Piloten mit der Zeit abnehmen.
Allerdings werden wir es wahrscheinlich nie seheneine Zukunft, in der es keine geschulte Person im Cockpit eines Verkehrsflugzeugs gibt. Selbst unter der Annahme, dass alle technischen Probleme beseitigt sind und sich die Autopiloten an Situationen wie Menschen anpassen können, fühlen sich die Passagiere wahrscheinlich sicherer, wenn sie wissen, dass sich eine Person im Cockpit befindet, die die Situation unter Kontrolle hat.
Aber wenn es um Lieferdrohnen, Militärdrohnen und vielleicht sogar Militärflugzeuge geht, ist eine unbemannte, völlig autonome Zukunft wahrscheinlich unausweichlich.
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ANSYS ist ein universelles SoftwaresystemDie in den letzten 30 Jahren existierende und weiterentwickelte Finite-Elemente-Analyse erfreut sich bei Spezialisten auf dem Gebiet der automatisierten Ingenieurberechnungen und der FE großer Beliebtheit zur Lösung linearer und nichtlinearer, stationärer und instationärer räumlicher Probleme der Mechanik.
FAA (Bundesluftfahrtbehörde) - Bundesluftfahrtbehörde der Vereinigten Staaten.
Bank(Rollen)Tonhöhe(Tonhöhe)Gieren(Kurs, Gier) – drei Rotationswinkel entsprechend drei Euler-Winkeln, die die Ausrichtung des Fahrzeugs relativ zum normalen Koordinatensystem (relativ zu seinem Trägheitszentrum entlang drei Achsen) angeben.
Servomechanismus -konventioneller Gleichstrommotor mit eingebautemServoregler und Getriebe. Seine Funktionsweise basiert auf einem Feedback-System, in das ein Ausgangssignal eingegeben wird, das Informationen über Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Weg enthält. Die Daten werden vom Korrekturelement und dem Verstärker an die Exekutiveinheit - Antrieb oder Elektromotor - übertragen.