Στις πρώτες μέρες της αεροπορίας, ο πιλότος έπρεπε να είναι συνεχώς σε υψηλή ετοιμότητα. Ήταν σημαντικό
Όταν η πτήση είναι μικρή, δεν είναι τόσο μεγάληπρόβλημα. Όμως με την ανάπτυξη της τεχνολογίας και την παγκοσμιοποίηση, η εμβέλεια και ο χρόνος των πτήσεων αυξήθηκαν. Ανεξάρτητα από το πόσο σκληρά θέλει ένας άνθρωπος, είναι δύσκολο για ένα άτομο να διατηρήσει τη συγκέντρωση για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Αυτό είναι δυνητικά πολύ επικίνδυνο. Ένα κουρασμένο άτομο θα κάνει λάθη τόσο στις παρατηρήσεις όσο και στις κρίσεις, που μπορεί να καταλήξουν σε καταστροφή.
Συστήματα αυτόματου πιλότου: τότε και τώρα
Αυτός είναι ο λόγος που λειτουργεί ο αυτόματος πιλότοςεμφανίστηκε εκπληκτικά νωρίς. Είτε το πιστεύετε είτε όχι, ένα από τα πρώτα αεροσκάφη που εξοπλίστηκαν με τέτοιο σύστημα (αν και στοιχειώδες για τα σύγχρονα πρότυπα) κατασκευάστηκε από την Sperry Corporation στις αρχές της δεκαετίας του 1910.
Αυτή η λειτουργία περιλάμβανε τη σύνδεση ενός γυροσκοπικούένας δείκτης κατεύθυνσης, επίσης μια βασική ρύθμιση, επέτρεπε στο αεροσκάφος να κινείται ευθεία και οριζόντια κατά μήκος ενός προκαθορισμένου ρουλεμάν πυξίδας για παρατεταμένες χρονικές περιόδους χωρίς την πλήρη προσοχή του πιλότου. Μια τόσο απλή συσκευή του γλίτωσε από πολύ άγχος.
Τα συστήματα αυτόματου πιλότου γίνονται όλο και περισσότεραπιο εξελιγμένο και στη δεκαετία του 1930 το Royal Aircraft Institute στη Μεγάλη Βρετανία ανέπτυξε ένα πιο εξελιγμένο σύστημα. Ο βοηθός πιλότου χρησιμοποίησε πνευματικά περιστρεφόμενα γυροσκόπια για τον πραγματικό έλεγχο πτήσης.
Στο μέλλον, τα συστήματα εφοδιάστηκαν με βελτιωμένααλγόριθμους ελέγχου, σερβομηχανισμούς, ακόμη και βοηθήματα ραδιοπλοήγησης, που επέτρεπαν στα αεροσκάφη να πετούν αυτόνομα τη νύχτα ή σε κακές καιρικές συνθήκες. Ήδη από το 1947, το C-53 της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ απογειωνόταν, διέσχιζε τον Ατλαντικό και προσγειωνόταν, όλα υπό τον έλεγχο του αυτόματου πιλότου.
Τώρα μεγάλα αεροπλάνα και αεροσκάφη με 20οι επιβάτες και άλλοι υποχρεούνται από το νόμο να διαθέτουν ενσωματωμένο σύστημα αυτοματισμού. Το επίπεδό του ποικίλλει, αλλά τα περισσότερα από αυτά παρέχουν τον λεγόμενο έλεγχο βήματος, κύλισης και εκτροπής τριών αξόνων του οχήματος.
Ο αυτόματος πιλότος δεν είναι τόσο «αυτόματος» όσο ακούγεται.Δεν υπάρχει ρομπότ που να κάθεται στη θέση του πιλότου και να πατάει κουμπιά ενώ ο πραγματικός πιλότος κοιμάται. Είναι απλώς ένα σύστημα ελέγχου πτήσης που επιτρέπει στον πιλότο να πετάξει το αεροσκάφος χωρίς συνεχή χειροκίνητο έλεγχο. Βασικά, επιτρέπει στον πιλότο να πετάξει από τη Νέα Υόρκη στο Λος Άντζελες χωρίς να πιέζει τα μπαστούνια ελέγχου για έξι συνεχόμενες ώρες.
Σύγχρονο αυτόματο σύστημα ελέγχουΤο Σύστημα Ελέγχου Πτήσης (AFCS) αποτελείται από τρία κύρια μέρη: έναν υπολογιστή που παρακολουθεί την πτήση, πολλούς επεξεργαστές υψηλής ταχύτητας και έναν αριθμό αισθητήρων που βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη του αεροσκάφους. Οι αισθητήρες συλλέγουν δεδομένα από όλο το αεροπλάνο και τα στέλνουν στους επεξεργαστές, οι οποίοι με τη σειρά τους λένε στον υπολογιστή τι είναι τι.
Автопилот активируется через некоторое время после взлета и выключается перед посадкой. Разрешение этого программного обеспечения может отличаться от самолета к самолету.
Автопилот может посадить самолет в соответствии с τις απαραίτητες εντολές. Αυτό ονομάζεται σύστημα αυτόματης προσγείωσης. Εάν το αεροσκάφος επιχειρεί να προσγειωθεί σε δύσκολες συνθήκες, με την ομίχλη να κρύβει εντελώς την όραση, το αεροσκάφος προσγειώνεται εντός ορισμένων παραμέτρων ασφαλείας χρησιμοποιώντας το ILS (Instrument Landing System). Σε τέτοιες περιπτώσεις, ο αυτόματος πιλότος, ενεργώντας συγχρονισμένα με άλλα συστήματα αεροσκαφών, εξασφαλίζει προσγείωση υπό τον έλεγχο του θαλάμου πτήσης.
Τα συστήματα βοηθούν επίσης το αεροσκάφος να αποκτήσει ύψος,να διατηρήσει το cruise control και την επίπεδη πτήση και να διαχειριστεί την κάθοδο, την προσέγγιση και τις τελικές προσγειώσεις. Η τροχοδρόμηση πριν από την απογείωση, η πραγματική προσγείωση και η τροχοδρόμηση μετά την προσγείωση εξακολουθούν να είναι προνόμιο των ανθρώπων πιλότων. Τα συστήματα αυτόματου πιλότου απενεργοποιούνται επίσης κατά τη διάρκεια ακραίων αναταράξεων.
Βασικά, η επιτυχία ενός αυτόματου πιλότου εξαρτάται από τη γνώση ενός πραγματικού ανθρώπου πιλότου.
Το 2020, η Airbus ανακοίνωσε ότι είχε επιτυχίαανέπτυξε και δοκίμασε ένα πλήρως αυτόνομο σύστημα απογείωσης, τα νέα ήταν πολύ καινοτόμα για τον κλάδο. Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται διαφέρει από τα υπάρχοντα συστήματα προσγείωσης με όργανα που είναι κοινά στα σύγχρονα αεροσκάφη. Το σύστημα αναγνωρίζει εικόνες για να κρατήσει το αεροσκάφος στην κεντρική γραμμή του διαδρόμου, να προσαρμόσει το βήμα, την ταχύτητα και τελικά να σηκώσει το δοκιμαστικό αεροσκάφος Airbus στον αέρα. Αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα για να γίνει το αεροσκάφος πλήρως αυτόνομο στο εγγύς μέλλον.
Δεν θα χρειαστούν πιλότοι;
Δεδομένου του υψηλού επιπέδου πολυπλοκότητας του σύγχρονουαυτόματοι πιλότοι, ίσως πιστεύετε ότι οι πιλότοι δεν χρειάζονται καθόλου. Εάν το αεροπλάνο μπορεί θεωρητικά να πετάξει μόνο του, γιατί χρειάζονται; Αποδεικνύεται ότι ενώ το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας μπορεί να ανατεθεί στον αυτόματο πιλότο, η ανθρώπινη παρουσία εξακολουθεί να είναι πολύ σημαντική. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι απίθανο να αλλάξει σύντομα.
Ένας από τους κύριους λόγους είναι η γενική διάθεσηεπιβάτες αεροσκαφών και το ευρύ κοινό. Είτε το παραδέχεστε είτε όχι, υπάρχει κάτι πολύ καθησυχαστικό για έναν ζωντανό, έξυπνο άνθρωπο που οδηγεί ένα τόσο τεράστιο όχημα στον αέρα (τουλάχιστον προς το παρόν). Οι περισσότεροι άνθρωποι δεν θέλουν να θέσουν τον έλεγχο σε κάτι που θεωρητικά θα μπορούσε να τους σκοτώσει εντελώς στα χέρια μιας μηχανής.
Ενδιαφέρον, ωστόσο, είναι οι πρόσφατες μελέτεςδείχνουν ότι το κοινό αίσθημα για αυτό το θέμα αλλάζει. Τουλάχιστον για ορισμένα οχήματα. Οι δημοσκοπήσεις που χρονολογούνται από το 2019 έδειξαν ότι 7 στους 10 καταναλωτές πιστεύουν ότι τα αυτόνομα αυτοκίνητα είναι πιο ασφαλή από αυτά που οδηγούν άνθρωποι. Η έρευνα διεξήχθη από την ANSYS και συμμετείχαν περισσότερα από 22.000 άτομα στις χώρες της Μπενελούξ, την Κίνα, τη Γαλλία, τη Γερμανία, την Ινδία, την Ιταλία, την Ιαπωνία, την Ισπανία, τη Σουηδία, το Ηνωμένο Βασίλειο και τις ΗΠΑ. Ομολογουμένως, αυτή η έρευνα αφορούσε κυρίως αυτοκίνητα αυτόνομης οδήγησης, αλλά φαίνεται ότι οι άνθρωποι είναι πρόθυμοι να εμπιστευτούν οχήματα που λειτουργούν από υπολογιστές και όχι από ανθρώπους.
Όσον αφορά τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη του μέλλοντος, οι περισσότεροι ερωτηθέντες δεν ήταν εντελώς αντίθετοι με την ιδέα, αλλά θα προτιμούσαν να περιμένουν να εξελιχθεί η τεχνολογία.
Ένας άλλος λόγος για τον οποίο χρειάζονται πιλότοι είναιότι υπό ορισμένες συνθήκες οι ίδιοι οι άνθρωποι γίνονται καλύτερες «μηχανές λήψης αποφάσεων» από τους υπολογιστές. Παρά την πολυπλοκότητά του, δεν μπορεί να συγκριθεί με τον πολύπλοκο υπολογιστή στο ανθρώπινο κρανίο. Ο εγκέφαλός μας μπορεί να λαμβάνει ταυτόχρονα τεράστιο όγκο πληροφοριών, να παίρνει γρήγορες αποφάσεις και να αυτοσχεδιάζει εν κινήσει. Αυτή η ευελιξία είναι απίστευτα δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να αναπαραχθεί σε ένα μηχάνημα.
Επιπλέον, δεδομένου του εξαιρετικά χαοτικού περιβάλλοντος πτήσης, μπορεί συχνά να προκύψουν ασυνήθιστες καταστάσεις στις οποίες το ελεγχόμενο και ελεγχόμενο μηχάνημα δεν είναι σε θέση να λάβει αποφάσεις.
Για παράδειγμα, το 2010 ένα αεροσκάφος Qantas με 450οι επιβάτες υπέστησαν σοβαρή δυσλειτουργία κατά την πτήση. Λόγω της βλάβης του ρότορα του κινητήρα, τμήματα του διασκορπίστηκαν σε όλο το αεροσκάφος, προκαλώντας ζημιά σε πολλά κρίσιμα συστήματα αεροσκαφών, συμπεριλαμβανομένου του συστήματος προσγείωσης. Το ενσωματωμένο σύστημα ελέγχου πτήσης κατακλύζεται από σφάλματα σύγκρουσης και μηνύματα που δεν μπορούσαν να αντιμετωπιστούν ταυτόχρονα. Οι πιλότοι στα χειριστήρια (καθώς και οι ειδικοί εκτός υπηρεσίας που ήταν μεταξύ των επιβατών) κατάφεραν να αυτοσχεδιάσουν και να προσγειώσουν το αεροπλάνο με επιτυχία. Αν και είναι απολύτως πιθανό το σύστημα αυτόματου πιλότου να βρήκε τρόπο να κάνει το ίδιο, η γρήγορη σκέψη και η ικανότητα αυτοσχεδιασμού έσωσαν εκατοντάδες ζωές εκείνη την ημέρα.
Ποιο είναι λοιπόν πιο ασφαλές;
Σήμερα, η πτήση είναι από τις πιο πολλέςασφαλείς τρόπους ταξιδιού. Από το 1970 περίπου, ο αριθμός των ατυχημάτων με εμπορικά αεροσκάφη (αεροσκάφη με περισσότερους από 19 επιβάτες) μειώθηκε σταδιακά. Μέχρι το 2019, ο αριθμός των θανατηφόρων ατυχημάτων ανά εκατομμύριο πτήσεις είχε μειωθεί 12 φορές σε σύγκριση με το 1970.
Ο λόγος είναι η βελτίωση της τεχνολογίας και όχι μόνοαυστηρή ρύθμιση της αεροπορικής βιομηχανίας, βελτιώνοντας την αξιοπιστία και τις δυνατότητες του αυτόματου πιλότου. Με βάση τα στατιστικά στοιχεία για το 2019, που είναι η τελευταία «κανονική» χρονιά για την αξιολόγηση των στατιστικών πτήσεων (το έτος πριν από την πανδημία), οι πιθανότητες να πεθάνεις σε αεροπορικό δυστύχημα είναι πρακτικά μηδενικές.
Παράλληλα, σύμφωνα με το Εθνικό Συμβούλιοασφάλεια στις Ηνωμένες Πολιτείες (μία από τις χώρες με τα περισσότερα αυτοκίνητα κατά κεφαλήν), τα τελευταία 10 χρόνια, το ποσοστό θνησιμότητας από τη χρήση επιβατικών αυτοκινήτων ήταν 1.606 φορές υψηλότερο από αυτό των πτήσεων με αεροπλάνο. Γιατί υπάρχουν αυτοκίνητα με αυτόματο πιλότο, αλλά τα αεροπλάνα χρειάζονται ακόμα πιλότους;
Αυτόνομες τεχνολογίες στα οχήματα,αν και εντυπωσιακά, είναι ακόμα στα σπάργανα και δεν έχουν ανοσία στα λάθη. Ωστόσο, αυτό αλλάζει καθώς η μηχανική μάθηση γίνεται όλο και πιο σημαντικό στοιχείο τέτοιων συστημάτων.
Πόσο κοντά είμαστε στην πλήρως αυτόνομη πτήση;
Μόλις αναπτυχθούν, δοκιμαστούν και αξιοποιηθούν τα συστήματα αυτόματου πιλότου από οργανισμούς όπως η FAA, ο ρόλος των ανθρώπινων πιλότων θα μειωθεί με την πάροδο του χρόνου.
Ωστόσο, μάλλον δεν θα το δούμε ποτέένα μέλλον όταν δεν υπάρχει εκπαιδευμένο άτομο στο πιλοτήριο ενός εμπορικού αεροσκάφους. Ακόμη και αν υποθέσουμε ότι όλα τα τεχνικά προβλήματα έχουν εξαλειφθεί και οι αυτόματοι πιλότοι μπορούν να προσαρμοστούν σε καταστάσεις όπως οι άνθρωποι, οι επιβάτες είναι πιθανό να αισθάνονται πιο ασφαλείς γνωρίζοντας ότι υπάρχει ένα άτομο στο πιλοτήριο που υποτίθεται ότι ελέγχει την κατάσταση.
Αλλά όταν πρόκειται για drones παράδοσης, στρατιωτικά drones και ίσως ακόμη και στρατιωτικά αεροσκάφη, ένα μη επανδρωμένο, πλήρως αυτόνομο μέλλον είναι πιθανότατα αναπόφευκτο.
Διαβάστε περισσότερα
Μια τεράστια «μαύρη τρύπα» βρέθηκε στη μέση του Ειρηνικού Ωκεανού. Το δίκτυο αναρωτιέται τι είναι
Οι δύτες βρήκαν τους θησαυρούς του θρυλικού «Island of Gold». Τα τεχνουργήματα κοστίζουν εκατομμύρια δολάρια
Η τεχνητή νοημοσύνη έλυσε ένα βιολογικό πρόβλημα με το οποίο οι επιστήμονες μάχονται εδώ και 50 χρόνια
Το ANSYS είναι ένα καθολικό σύστημα λογισμικούΗ ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων, η οποία υπάρχει και αναπτύχθηκε τα τελευταία 30 χρόνια, είναι αρκετά δημοφιλής μεταξύ των ειδικών στον τομέα των αυτοματοποιημένων υπολογισμών μηχανικής και του FE για την επίλυση γραμμικών και μη γραμμικών, στατικών και μη στατικών χωρικών προβλημάτων της μηχανικής.
FAA (Ομοσπονδιακή Διοίκηση Αεροπορίας) - Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Αεροπορίας των Ηνωμένων Πολιτειών.
Τράπεζα(Ρολό)Πίσσα(Πίσσα)Εκτρέπομαι της οδού(Course, Yaw) - τρεις γωνίες περιστροφής που αντιστοιχούν σε τρεις γωνίες Euler, οι οποίες καθορίζουν τον προσανατολισμό του οχήματος σε σχέση με το κανονικό σύστημα συντεταγμένων (σε σχέση με το κέντρο αδράνειάς του κατά μήκος τριών αξόνων).
Μηχανισμός σερβομηχανισμού -συμβατικός κινητήρας συνεχούς ρεύματος με ενσωματωμένοσερβοελεγκτές και κιβώτια ταχυτήτων. Η λειτουργία του βασίζεται σε ένα σύστημα ανάδρασης, στο οποίο εισάγεται ένα σήμα εξόδου, το οποίο μεταφέρει πληροφορίες για τη θέση, την ταχύτητα, την επιτάχυνση ή τη μετατόπιση. Τα δεδομένα μεταδίδονται από το διορθωτικό στοιχείο και τον ενισχυτή στην εκτελεστική μονάδα - κίνηση ή ηλεκτροκινητήρα.