Agli albori dell'aviazione, il pilota doveva essere costantemente in allerta. Era importante
Quando il volo è piccolo, non è così grandeproblema. Ma con lo sviluppo della tecnologia e della globalizzazione, la portata e la durata dei voli sono aumentate. Non importa quanto una persona lo voglia, è difficile mantenere la concentrazione per lunghi periodi di tempo. Questo è potenzialmente molto pericoloso. Una persona stanca commetterà errori sia nelle osservazioni che nei giudizi, il che può finire in un disastro.
Sistemi di pilota automatico: allora e oggi
È per questo motivo che la funzione autopilotaapparso sorprendentemente presto. Che ci crediate o no, uno dei primi velivoli ad essere dotato di un tale sistema (sebbene elementare per gli standard moderni) fu costruito dalla Sperry Corporation nei primi anni '10.
Questa funzione includeva il collegamento di un giroscopicoun indicatore di rotta, anch'esso un'impostazione di base, permetteva al velivolo di muoversi dritto e orizzontalmente lungo una bussola preimpostata per lunghi periodi di tempo senza la piena attenzione del pilota. Un dispositivo così semplice gli ha risparmiato molto stress.
I sistemi di pilota automatico sono diventati sempre piùpiù sofisticato, e negli anni '30 il Royal Aircraft Institute in Gran Bretagna sviluppò un sistema più sofisticato. Il Pilot Assistant ha utilizzato giroscopi rotanti pneumatici per il controllo effettivo del volo.
In futuro, i sistemi sono stati forniti con miglioramentialgoritmi di controllo, servomeccanismi e persino aiuti alla radionavigazione, che consentivano agli aerei di volare autonomamente di notte o in caso di maltempo. Già nel 1947, il velivolo C-53 dell'aeronautica statunitense decollava, attraversava l'Atlantico ed atterrava, il tutto sotto il controllo del pilota automatico.
Ora grandi aerei e aerei con 20passeggeri e non solo sono tenuti per legge ad avere un sistema di automazione integrato. Il suo livello varia, ma la maggior parte di essi fornisce il cosiddetto controllo a tre assi di beccheggio, rollio e imbardata del veicolo.
Il pilota automatico non è così "automatico" come sembra.Non c'è nessun robot che si siede al posto del pilota e preme i pulsanti mentre il vero pilota dorme. È semplicemente un sistema di controllo del volo che consente al pilota di pilotare l'aereo senza un controllo manuale costante. Fondamentalmente, consente al pilota di volare da New York a Los Angeles senza premere le levette di controllo per sei ore consecutive.
Moderno sistema di controllo automaticoIl Flight Control System (AFCS) è costituito da tre parti principali: un computer che monitora il volo, diversi processori ad alta velocità e una serie di sensori situati su diverse parti dell'aeromobile. I sensori raccolgono dati da tutto l'aereo e li inviano ai processori, che a loro volta dicono al computer cosa succede.
L'autopilota si attiva qualche tempo dopo il decollo e si spegne prima dell'atterraggio. La risoluzione di questo software può variare da aereo a aereo.
Il pilota automatico può far atterrare l'aereo secondoi comandi necessari. Questo è chiamato sistema di atterraggio automatico. Se l'aereo sta tentando di atterrare in condizioni difficili, con la nebbia che oscura completamente la vista, l'aereo viene fatto atterrare entro determinati parametri di sicurezza utilizzando l'ILS (Instrument Landing System). In questi casi, l'autopilota, agendo in sincronia con altri sistemi dell'aeromobile, garantisce un atterraggio sotto il controllo della cabina di pilotaggio.
I sistemi aiutano anche l'aereo a guadagnare quota,mantenere il controllo della velocità di crociera e il volo livellato e gestire la discesa, l'avvicinamento e gli atterraggi finali. Il rullaggio prima del decollo, l'atterraggio effettivo e il rullaggio dopo l'atterraggio sono ancora prerogativa dei piloti umani. I sistemi di pilota automatico sono disabilitati anche durante le turbolenze estreme.
Fondamentalmente, il successo di un pilota automatico dipende dalla conoscenza di un vero pilota umano.
Nel 2020, Airbus ha annunciato di aver avuto successosviluppato e testato un sistema di decollo completamente autonomo, la notizia è stata molto innovativa per il settore. La tecnologia utilizzata differisce dai sistemi di atterraggio strumentali esistenti che sono comuni sui moderni aerei di linea. Il sistema riconosce le immagini per mantenere l'aereo sulla linea centrale della pista, regolare il passo, la velocità e infine sollevare l'aereo di prova Airbus in aria. Questo è un passo importante per rendere l'aereo completamente autonomo nel prossimo futuro.
Non serviranno i piloti?
Dato l'alto livello di complessità dei moderniautopiloti, potresti pensare che i piloti non siano affatto necessari. Se l'aereo può teoricamente volare da solo, perché sono necessari? Si scopre che mentre la maggior parte del lavoro può essere delegata al pilota automatico, la presenza umana è ancora molto importante. In effetti, è improbabile che questo cambi presto.
Uno dei motivi principali è l’umore generalepasseggeri degli aerei e del pubblico in generale. Che tu lo ammetta o no, c'è qualcosa di molto rassicurante nel fatto che un essere umano vivente e intelligente pilota un veicolo così enorme in aria (almeno per ora). La maggior parte delle persone non vuole mettere il controllo di qualcosa che teoricamente potrebbe ucciderle completamente nelle mani di una macchina.
Interessanti, però, gli studi recentimostrano che il sentimento pubblico su questo tema sta cambiando. Almeno per alcuni veicoli. I sondaggi d’opinione risalenti al 2019 hanno mostrato che 7 consumatori su 10 ritengono che le auto autonome siano più sicure di quelle guidate da un essere umano. L'indagine è stata condotta da ANSYS e ha coinvolto più di 22.000 persone nei paesi del Benelux, Cina, Francia, Germania, India, Italia, Giappone, Spagna, Svezia, Regno Unito e Stati Uniti. Certo, questo sondaggio riguardava principalmente le auto a guida autonoma, ma sembra che le persone siano disposte a fidarsi dei veicoli gestiti da computer piuttosto che da esseri umani.
Quando si tratta dei velivoli senza pilota del futuro, la maggior parte degli intervistati non era totalmente contraria all'idea, ma avrebbe preferito aspettare che la tecnologia diventasse più avanzata.
Un altro motivo per cui sono necessari i piloti èche in determinate circostanze le persone stesse diventano "macchine decisionali" migliori dei computer. Nonostante tutta la sua complessità, non può ancora essere paragonato al complesso computer nel cranio umano. Il nostro cervello può ricevere un'enorme quantità di informazioni allo stesso tempo, prendere decisioni rapide e improvvisare al volo. Questa flessibilità è incredibilmente difficile, se non impossibile, da replicare su una macchina.
Inoltre, dato l'ambiente di volo altamente caotico, possono spesso verificarsi situazioni insolite in cui la macchina controllata e controllata non è in grado di prendere decisioni.
Ad esempio, nel 2010, un aereo Qantas con 450i passeggeri hanno ricevuto un grave malfunzionamento in volo. A causa del guasto del rotore del motore, parti di esso sono state sparse in tutto l'aereo, danneggiando diversi sistemi aeronautici critici, incluso il carrello di atterraggio. Il sistema di controllo del volo di bordo è stato travolto da errori di crash e messaggi che non potevano essere gestiti contemporaneamente. I piloti ai comandi (così come gli esperti fuori servizio che erano tra i passeggeri) hanno potuto improvvisare e far atterrare con successo l'aereo. Sebbene sia del tutto possibile che il sistema di pilota automatico abbia trovato un modo per fare lo stesso, è stato il pensiero rapido e la capacità di improvvisare che ha salvato centinaia di vite quel giorno.
Quindi quale è più sicuro?
Oggi il volo è uno dei piùmodi sicuri per viaggiare. Dal 1970 circa, il numero di incidenti che coinvolgono aeromobili commerciali (aeromobili con più di 19 passeggeri a bordo) è progressivamente diminuito. Nel 2019, il numero di incidenti mortali per milione di voli era diminuito di 12 volte rispetto al 1970.
Il motivo è il miglioramento della tecnologia e altro ancoraregolamentazione rigorosa dell'industria aeronautica, migliorando l'affidabilità e le capacità del pilota automatico. Sulla base delle statistiche per il 2019, che è l'ultimo anno "normale" per valutare le statistiche di volo (l'anno prima della pandemia), le possibilità di morire in un incidente aereo sono praticamente nulle.
Allo stesso tempo, secondo il Consiglio nazionalesicurezza negli Stati Uniti (uno dei paesi con il maggior numero di auto pro capite), negli ultimi 10 anni il tasso di mortalità per autovetture è stato 1.696 volte superiore a quello dell'aereo. Perché ci sono auto con pilota automatico, ma gli aerei hanno ancora bisogno di piloti?
Tecnologie autonome nei veicoli,sebbene impressionanti, sono ancora agli inizi e non sono immuni da errori. Tuttavia, la situazione sta cambiando poiché l’apprendimento automatico diventa una componente sempre più importante di tali sistemi.
Quanto siamo vicini al volo completamente autonomo?
Una volta che i sistemi di pilota automatico saranno sviluppati, testati e considerati affidabili da organizzazioni come la FAA, il ruolo dei piloti umani diminuirà nel tempo.
Tuttavia, probabilmente non lo vedremo maiun futuro in cui non c'è una persona addestrata nella cabina di pilotaggio di un aereo commerciale. Anche supponendo che tutti i problemi tecnici siano stati eliminati e che gli autopiloti possano adattarsi a situazioni come gli umani, è probabile che i passeggeri si sentano più sicuri sapendo che c'è una persona nella cabina di pilotaggio che dovrebbe avere il controllo della situazione.
Ma quando si tratta di droni per le consegne, droni militari e forse anche di aerei militari, un futuro senza pilota e completamente autonomo è probabilmente inevitabile.
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ANSYS è un sistema software universalel'analisi degli elementi finiti, che esiste e si sviluppa negli ultimi 30 anni, è molto popolare tra gli specialisti nel campo dei calcoli di ingegneria automatizzata e FE per risolvere problemi spaziali lineari e non lineari, stazionari e non stazionari della meccanica.
FAA (Federal Aviation Administration) - Amministrazione federale dell'aviazione degli Stati Uniti.
Banca(Rotolo)Pece(Pece)imbardata(Rotta, Imbardata) - tre angoli di rotazione corrispondenti a tre angoli di Eulero, che specificano l'orientamento del veicolo rispetto al normale sistema di coordinate (rispetto al suo centro di inerzia lungo tre assi).
Servomeccanismo -motore DC convenzionale con built-inservocomandi e riduttori. Il suo funzionamento si basa su un sistema di feedback, nel quale viene immesso un segnale di uscita, che trasporta informazioni su posizione, velocità, accelerazione o spostamento. I dati vengono trasmessi dall'elemento correttore e dall'amplificatore all'unità esecutiva - azionamento o motore elettrico.