Ilmailun alkuaikoina ohjaajan piti olla jatkuvasti korkeassa valmiustilassa. Se oli tärkeää
Kun lento on pieni, se ei ole niin suuriongelma. Mutta teknologian kehittymisen ja globalisaation myötä lentojen kantama ja kesto lisääntyivät. Huolimatta siitä, kuinka kovaa ihminen haluaa, keskittymiskykyä on vaikea ylläpitää pitkiä aikoja. Tämä on mahdollisesti erittäin vaarallista. Väsynyt ihminen tekee virheitä sekä havainnoissaan että arvioinnissaan, mikä voi päättyä katastrofiin.
Autopilottijärjestelmät: ennen ja nyt
Tästä syystä autopilotti toimiiilmestyi yllättävän aikaisin. Uskokaa tai älkää, Sperry Corporation rakensi 1910-luvun alussa yhden ensimmäisistä lentokoneista, jotka oli varustettu tällaisella järjestelmällä (tosinkin alkeellisella nykyaikaisten standardien mukaan).
Tämä ominaisuus sisälsi gyroskoopin liittämisensuuntaosoitin, myös perusasetus, antoi lentokoneelle mahdollisuuden liikkua suoraan ja vaakasuunnassa ennalta asetettua kompassin suuntimaa pitkin pitkiä aikoja ilman ohjaajan täyttä huomiota. Tällainen yksinkertainen laite säästi häneltä paljon stressiä.
Autopilottijärjestelmiä on tullut yhä enemmänmonimutkaisempi, ja 1930-luvulla Iso-Britannian Royal Aircraft Institution kehitti kehittyneemmän järjestelmän. Pilot Assistant käytti pneumaattisia pyöriviä gyroskooppeja varsinaiseen lennonhallintaan.
Jatkossa järjestelmiä toimitettiin paranneltuinaohjausalgoritmeja, servomekanismeja ja jopa radionavigoinnin apuvälineitä, joiden ansiosta lentokoneet pystyivät lentämään itsenäisesti yöllä tai huonolla säällä. Jo vuonna 1947 Yhdysvaltain ilmavoimien C-53-lentokone nousi, ylitti Atlantin ja laskeutui, kaikki autopilotin hallinnassa.
Nyt suuret lentokoneet ja lentokoneet, joissa on 20matkustajilla ja muilla on lain mukaan oltava sisäänrakennettu automaatiojärjestelmä. Sen taso vaihtelee, mutta suurin osa niistä tarjoaa ns. kolmiakselisen kallistuksen, kallistuksen ja ajoneuvon kallistuksen ohjauksen.
Autopilotti ei ole niin "automaattinen" kuin miltä se kuulostaa.Ei ole olemassa robottia, joka istuu lentäjän istuimella ja painaa painikkeita oikean lentäjän nukkuessa. Se on yksinkertaisesti lennonohjausjärjestelmä, jonka avulla lentäjä voi lentää ilma-alusta ilman jatkuvaa manuaalista ohjausta. Pohjimmiltaan sen avulla lentäjä voi lentää New Yorkista Los Angelesiin ilman, että painetaan ohjaussauvoja kuusi tuntia putkeen.
Nykyaikainen automaattinen ohjausjärjestelmäFlight Control System (AFCS, Automatic Flight Control System) koostuu kolmesta pääosasta: lentoa valvovasta tietokoneesta, useista nopeista prosessoreista ja useista ilma-aluksen eri osissa sijaitsevista sensoreista. Anturit keräävät tietoja kaikkialta koneesta ja lähettävät sen prosessoreille, jotka puolestaan kertovat tietokoneelle, mikä on mitä.
Autopilotti aktivoituu jonkin aikaa lentoonlähdön jälkeen ja sammutetaan ennen laskeutumista. Tämän ohjelmiston resoluutio voi vaihdella lentokoneittain.
Autopilotti voi laskeutua koneen mukaantarvittavat komennot. Tätä kutsutaan automaattiseksi laskeutumisjärjestelmäksi. Jos lentokone yrittää laskeutua vaikeissa olosuhteissa, jolloin sumu peittää näkyvyyden kokonaan, lentokone laskeutuu tiettyjen turvallisuusparametrien puitteissa käyttämällä ILS-järjestelmää (Instrument Landing System). Tällaisissa tapauksissa autopilotti, joka toimii synkronisesti muiden lentokonejärjestelmien kanssa, varmistaa laskeutumisen ohjaamon ohjauksessa.
Järjestelmät auttavat myös lentokoneen nousemaan korkeuteen,ylläpitää vakionopeudensäädintä ja vaakalentoa sekä hallita laskeutumista, lähestymistä ja loppulaskuja. Rullaus ennen lentoonlähtöä, varsinainen laskeutuminen ja rullaus laskun jälkeen ovat edelleen ihmislentäjien etuoikeus. Autopilottijärjestelmät ovat myös poissa käytöstä äärimmäisen turbulenssin aikana.
Pohjimmiltaan autopilotin menestys riippuu oikean ihmislentäjän tiedoista.
Vuonna 2020 Airbus ilmoitti onnistuneensakehitetty ja testattu täysin autonominen lentoonlähtöjärjestelmä, uutinen oli erittäin innovatiivinen teollisuudelle. Käytetty tekniikka poikkeaa nykyisistä nykyaikaisissa lentokoneissa yleisistä mittarilaskujärjestelmistä. Järjestelmä tunnistaa kuvat pitääkseen lentokoneen kiitotien keskilinjalla, säätääkseen nousua, nopeutta ja lopulta nostaakseen Airbusin testikoneen ilmaan. Tämä on tärkeä askel kohti lentokoneen täysin autonomista tekemistä lähitulevaisuudessa.
Lentäjiä ei tarvita?
Ottaen huomioon nykyajan korkea monimutkaisuusAutopilotit, saatat ajatella, että lentäjiä ei tarvita ollenkaan. Jos kone voi teoriassa lentää itsekseen, miksi niitä tarvitaan? Osoittautuu, että vaikka suurin osa työstä voidaan delegoida autopilotille, ihmisen läsnäolo on silti erittäin tärkeää. Itse asiassa tämä tuskin tulee muuttumaan lähiaikoina.
Yksi tärkeimmistä syistä on yleinen mielialalentomatkustajille ja suurelle yleisölle. Myönnätpä sen tai et, elävässä, älykkäässä ihmisessä, joka ohjaa niin valtavaa ajoneuvoa ilmassa (ainakin toistaiseksi), on jotain hyvin rauhoittavaa. Useimmat ihmiset eivät halua antaa jotain, joka voisi teoriassa tappaa heidät kokonaan, koneen käsiin.
Mielenkiintoista kuitenkin viimeaikaiset tutkimuksetosoittavat, että yleinen mielipide tästä asiasta on muuttumassa. Ainakin joidenkin ajoneuvojen kohdalla. Vuodelta 2019 peräisin olevat mielipidemittaukset osoittivat, että seitsemän kymmenestä kuluttajasta uskoo, että autonomiset autot ovat turvallisempia kuin ihmisen ajamat autot. ANSYS suoritti kyselyn, ja siihen osallistui yli 22 000 ihmistä Benelux-maista, Kiinasta, Ranskasta, Saksasta, Intiasta, Italiasta, Japanista, Espanjasta, Ruotsista, Isosta-Britanniasta ja Yhdysvalloissa. Myönnettäköön, että tämä kysely koski enimmäkseen itseohjautuvia autoja, mutta näyttää siltä, että ihmiset ovat valmiita luottamaan ajoneuvoihin, joita ohjaavat tietokoneet ihmisten sijaan.
Mitä tulee tulevaisuuden droneihin, useimmat vastaajat eivät täysin vastustaneet ideaa, vaan odottivat mieluummin tekniikan kehittymistä.
Toinen syy lentäjien tarpeeseen onettä tietyissä olosuhteissa ihmisistä itsestään tulee parempia "päätöksentekokoneita" kuin tietokoneista. Kaikesta monimutkaisuudestaan huolimatta sitä ei silti voida verrata ihmisen kallon monimutkaiseen tietokoneeseen. Aivomme voivat ottaa vastaan valtavan määrän tietoa samanaikaisesti, tehdä nopeita päätöksiä ja improvisoida lennossa. Tämä joustavuus on uskomattoman vaikeaa, ellei mahdotonta, toistaa koneella.
Более того, учитывая крайне хаотичную среду полета, зачастую могут возникать нестандартные ситуации, в которых регулируемая и управляемая машина не способна принимать решения.
Esimerkiksi vuonna 2010 Qantas-lentokone 450:llämatkustajat saivat vakavan toimintahäiriön lennolla. Moottorin roottorin vian vuoksi osia siitä levisi lentokoneeseen ja vaurioitui useita kriittisiä lentokonejärjestelmiä, mukaan lukien laskutelineet. Lentokoneen lennonohjausjärjestelmä oli täynnä törmäysvirheitä ja viestejä, joita ei voitu käsitellä samanaikaisesti. Ohjainten lentäjät (sekä matkustajien joukossa olleet poissa olleet asiantuntijat) pystyivät improvisoimaan ja laskeutumaan koneen onnistuneesti. Vaikka on täysin mahdollista, että autopilottijärjestelmä löysi tavan tehdä samoin, nopea ajattelu ja kyky improvisoida pelasti satoja ihmishenkiä sinä päivänä.
Joten kumpi on turvallisempaa?
Tähän mennessä lento on yksi enitenturvallisia tapoja matkustaa. Noin vuodesta 1970 lähtien kaupallisten lentokoneiden (ilma-alukset, joissa on yli 19 matkustajaa) onnettomuuksien määrä on vähentynyt vähitellen. Vuoteen 2019 mennessä kuolemaan johtaneiden onnettomuuksien määrä miljoonaa lentoa kohden oli laskenut 12-kertaiseksi vuoteen 1970 verrattuna.
Syynä on tekniikan kehittyminen ja paljon muutailmailualan tiukka sääntely, joka parantaa autopilotin luotettavuutta ja ominaisuuksia. Vuoden 2019 tilastojen perusteella, joka on viimeinen "normaali" lentotilastojen arvioinnin vuosi (vuosi ennen pandemiaa), todennäköisyys kuolla lento-onnettomuudessa on käytännössä nolla.
Samaan aikaan kansallisen neuvoston mukaanYhdysvalloissa, joka on yksi eniten autoja asukasta kohden myyvistä maista, henkilöautojen kuolleisuus on viimeisten 10 vuoden aikana ollut 1 606 kertaa korkeampi kuin lentoliikenteessä. Miksi on autopilotilla varustettuja autoja, mutta lentokoneet tarvitsevat silti lentäjiä?
Автономные технологии в транспортных средствах, хотя и впечатляют, все еще находятся в зачаточном состоянии и не застрахованы от ошибок. Однако ситуация меняется, поскольку машинное обучение становится все более важным компонентом таких систем.
Kuinka lähellä olemme täysin autonomista lentoa?
Как только системы автопилота будут разработаны, протестированы и пользоваться доверием таких организаций, как FAA, роль пилотов-людей со временем будет сокращаться.
Emme kuitenkaan todennäköisesti koskaan näetulevaisuus, jolloin kaupallisen lentokoneen ohjaamossa ei ole koulutettua henkilöä. Vaikka oletetaan, että kaikki tekniset ongelmat on poistettu ja autopilotit pystyvät sopeutumaan ihmisten kaltaisiin tilanteisiin, matkustajat tuntevat olonsa todennäköisesti turvallisemmaksi, kun he tietävät, että ohjaamossa on henkilö, jonka oletetaan hallitsevan tilannetta.
Но когда речь идет о дронах доставки, военных дронах и, возможно, даже военных самолетов, беспилотное, полностью автономное будущее, вероятно, неизбежно.
Lue lisää
Tyynen valtameren keskeltä löydettiin valtava "musta aukko". Verkko ihmettelee, mikä se on
Sukeltajat ovat löytäneet legendaarisen "Kultasaaren" aarteet. Artefaktit maksavat miljoonia dollareita
Tekoäly ratkaisi biologisen ongelman, jota tutkijat ovat taistelleet 50 vuoden ajan
ANSYS - yleinen ohjelmistojärjestelmäelementtianalyysi, joka on ollut olemassa ja kehittynyt viimeisen 30 vuoden aikana, on melko suosittu automatisoitujen teknisten laskelmien ja FE:n asiantuntijoiden keskuudessa lineaaristen ja epälineaaristen, stationaaristen ja ei-stationaaristen mekaniikan tilaongelmien ratkaisemiseksi.
FAA (The Federal Aviation Administration) – Yhdysvaltain liittovaltion ilmailuhallinto.
Pankki (Roll), Piki (Pitch), Yaw (Курс, Yaw) — три угла поворота, соответствующие трём углам Эйлера, которые задают ориентацию аппарата относительно нормальной системы координат (относительно его центра инерции по трём осям).
Servo mekanismi -perinteinen tasavirtamoottori sisäänrakennetullaservoohjaimet ja vaihteistot. Sen toiminta perustuu takaisinkytkentäjärjestelmään, johon syötetään lähtösignaali, joka välittää tietoa sijainnista, nopeudesta, kiihtyvyydestä tai siirtymästä. Korjaava elementti ja vahvistin välittävät tiedot toimeenpanevaan yksikköön - käyttölaitteeseen tai sähkömoottoriin.