W początkach lotnictwa od pilota wymagano ciągłego utrzymywania wysokiej gotowości. To było ważne
Kiedy lot jest mały, nie jest taki dużyproblem. Jednak wraz z rozwojem technologii i globalizacją zasięg i czas lotów wzrosły. Bez względu na to, jak bardzo ktoś tego chce, trudno jest utrzymać koncentrację przez dłuższy czas. Jest to potencjalnie bardzo niebezpieczne. Osoba zmęczona będzie popełniać błędy zarówno w obserwacjach, jak i ocenach, co może zakończyć się katastrofą.
Systemy autopilota: kiedyś i teraz
Z tego powodu funkcja autopilotapojawił się zaskakująco wcześnie. Wierzcie lub nie, ale jeden z pierwszych samolotów wyposażonych w taki system (choć elementarny według współczesnych standardów) został zbudowany przez Sperry Corporation na początku lat 1910.
Ta funkcja obejmowała podłączenie żyroskopuwskaźnik kursu, również podstawowe ustawienie, pozwalał samolotowi poruszać się prosto i poziomo wzdłuż ustawionego namiaru kompasu przez dłuższy czas bez pełnej uwagi pilota. Tak proste urządzenie zaoszczędziło mu wiele stresu.
Systemy autopilota stają się coraz bardziejbardziej wyrafinowany, aw latach trzydziestych Królewski Instytut Lotniczy w Wielkiej Brytanii opracował bardziej wyrafinowany system. Pilot Assistant używał pneumatycznych żyroskopów obrotowych do rzeczywistej kontroli lotu.
W przyszłości systemy były dostarczane z ulepszonymialgorytmy sterowania, serwomechanizmy, a nawet pomoce radionawigacyjne, które pozwalały samolotom latać autonomicznie w nocy lub przy złej pogodzie. Już w 1947 roku C-53 Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych startował, przelatywał przez Atlantyk i lądował, wszystko pod kontrolą autopilota.
Teraz duże samoloty i samoloty z 20pasażerowie i nie tylko są prawnie zobowiązani do posiadania wbudowanego systemu automatyki. Jego poziom jest różny, ale większość z nich zapewnia tak zwaną trójosiową kontrolę pochylenia, przechyłu i odchylenia pojazdu.
Autopilot nie jest tak „automatyczny”, jak się wydaje.Nie ma robota, który siedzi w fotelu pilota i naciska przyciski, gdy prawdziwy pilot śpi. Jest to po prostu system sterowania lotem, który pozwala pilotowi latać samolotem bez stałego ręcznego sterowania. Zasadniczo pozwala pilotowi latać z Nowego Jorku do Los Angeles bez naciskania drążków sterowych przez sześć godzin z rzędu.
Nowoczesny automatyczny system sterowaniaFlight Control System (AFCS) składa się z trzech głównych części: komputera monitorującego lot, kilku szybkich procesorów oraz szeregu czujników umieszczonych w różnych częściach samolotu. Czujniki zbierają dane z całego samolotu i przesyłają je do procesorów, które z kolei informują komputer, co jest.
Autopilot włącza się jakiś czas po starcie i wyłącza przed lądowaniem. Rozdzielczość tego oprogramowania może się różnić w zależności od statku powietrznego.
Autopilot potrafi wylądować samolotem wgniezbędne polecenia. Nazywa się to automatycznym systemem lądowania. Jeżeli statek powietrzny podejmuje próbę lądowania w trudnych warunkach, gdy mgła całkowicie przesłania pole widzenia, samolot ląduje z zachowaniem określonych parametrów bezpieczeństwa przy użyciu systemu ILS (Instrument Landing System). W takich przypadkach autopilot, działając synchronicznie z innymi systemami statku powietrznego, zapewnia lądowanie pod kontrolą kabiny załogi.
Systemy pomagają również samolotowi w nabieraniu wysokości,utrzymywanie kontroli przelotu i lotu poziomego oraz zarządzanie zniżaniem, podejściem i lądowaniami końcowymi. Kołowanie przed startem, faktyczne lądowanie i kołowanie po przyziemieniu są nadal przywilejem ludzkich pilotów. Systemy autopilota są również wyłączane podczas ekstremalnych turbulencji.
Zasadniczo sukces autopilota zależy od wiedzy prawdziwego człowieka-pilota.
W 2020 roku Airbus ogłosił, że odniósł sukcesopracowali i przetestowali w pełni autonomiczny system startu, wiadomość była bardzo innowacyjna dla branży. Zastosowana technologia różni się od istniejących systemów lądowania według przyrządów, które są powszechne w nowoczesnych samolotach pasażerskich. System rozpoznaje obrazy, aby utrzymać samolot na linii środkowej pasa startowego, dostosować nachylenie, prędkość, a na koniec unieść samolot testowy Airbusa w powietrze. To ważny krok w kierunku pełnej autonomii samolotu w najbliższej przyszłości.
Piloci nie będą potrzebni?
Biorąc pod uwagę wysoki poziom złożoności nowoczesnegoautopilotów, możesz pomyśleć, że piloci wcale nie są potrzebni. Skoro samolot teoretycznie może latać samodzielnie, to po co są one potrzebne? Okazuje się, że o ile większość pracy można zlecić autopilotowi, o tyle obecność człowieka jest nadal bardzo ważna. W rzeczywistości raczej nie zmieni się to w najbliższym czasie.
Jednym z głównych powodów jest ogólny nastrójpasażerów samolotów i ogółu społeczeństwa. Niezależnie od tego, czy się do tego przyznasz, czy nie, jest coś bardzo uspokajającego w żywym, inteligentnym człowieku pilotującym tak ogromny pojazd w powietrzu (przynajmniej na razie). Większość ludzi nie chce oddawać kontroli nad czymś, co teoretycznie mogłoby ich całkowicie zabić, w ręce maszyny.
Co ciekawe jednak, najnowsze badaniapokazują, że nastroje społeczne w tej kwestii się zmieniają. Przynajmniej w przypadku niektórych pojazdów. Badania opinii publicznej przeprowadzone w 2019 r. wykazały, że 7 na 10 konsumentów uważa, że samochody autonomiczne są bezpieczniejsze niż te prowadzone przez człowieka. Badanie zostało przeprowadzone przez firmę ANSYS i wzięło w nim udział ponad 22 000 osób z krajów Beneluksu, Chin, Francji, Niemiec, Indii, Włoch, Japonii, Hiszpanii, Szwecji, Wielkiej Brytanii i USA. To prawda, że badanie to dotyczyło głównie samochodów autonomicznych, ale wydaje się, że ludzie wolą ufać pojazdom obsługiwanym przez komputer, a nie ludzi.
Jeśli chodzi o drony przyszłości, większość respondentów nie była całkowicie przeciwna temu pomysłowi, ale wolałaby poczekać, aż technologia stanie się bardziej zaawansowana.
Innym powodem, dla którego piloci są potrzebni, jest:że w pewnych okolicznościach sami ludzie stają się lepszymi „maszynami do podejmowania decyzji” niż komputery. Mimo całej swojej złożoności nadal nie można go porównać do złożonego komputera w ludzkiej czaszce. Nasze mózgi mogą jednocześnie przyjmować ogromną ilość informacji, podejmować szybkie decyzje i improwizować w locie. Ta elastyczność jest niezwykle trudna, jeśli nie niemożliwa, do odtworzenia na maszynie.
Ponadto, biorąc pod uwagę wysoce chaotyczne środowisko lotu, często mogą wystąpić nietypowe sytuacje, w których sterowana i kontrolowana maszyna nie jest w stanie podejmować decyzji.
Na przykład w 2010 roku samolot Qantas z 450pasażerowie otrzymali poważną awarię w locie. Z powodu awarii wirnika silnika jego części zostały rozrzucone po całym samolocie, uszkadzając kilka krytycznych systemów samolotu, w tym podwozie. Pokładowy system kontroli lotu był przytłoczony błędami awarii i komunikatami, z którymi nie można było sobie poradzić w tym samym czasie. Piloci za sterami (a także eksperci po służbie, którzy byli wśród pasażerów) potrafili z powodzeniem improwizować i lądować samolotem. Chociaż jest całkowicie możliwe, że system autopilota znalazł sposób na zrobienie tego samego, to szybkie myślenie i umiejętność improwizacji uratowały setki istnień tego dnia.
Więc co jest bezpieczniejsze?
Dziś lot jest jednym z najbardziejbezpieczne sposoby podróżowania. Od około 1970 r. liczba wypadków z udziałem samolotów komercyjnych (samolotów z ponad 19 pasażerami na pokładzie) stopniowo spada. Do 2019 r. liczba śmiertelnych wypadków na milion lotów spadła 12-krotnie w porównaniu z 1970 r.
Powodem jest doskonalenie technologii i nie tylkościsłe regulacje branży lotniczej, poprawiające niezawodność i możliwości autopilota. Na podstawie statystyk za rok 2019, który jest ostatnim „normalnym” rokiem oceny statystyk lotów (rok przed pandemią), szanse na śmierć w katastrofie lotniczej są praktycznie zerowe.
Jednocześnie według Rady Narodowejbezpieczeństwa w Stanach Zjednoczonych (jeden z krajów o największej liczbie samochodów na mieszkańca), w ciągu ostatnich 10 lat śmiertelność z powodu używania samochodów osobowych była 1606 razy wyższa niż w przypadku lotów samolotem. Dlaczego są samochody z autopilotem, a samoloty wciąż potrzebują pilotów?
Technologie autonomiczne w pojazdach,choć imponujące, są jeszcze w powijakach i nie są odporne na błędy. To się jednak zmienia, ponieważ uczenie maszynowe staje się coraz ważniejszym elementem takich systemów.
Jak blisko jesteśmy do w pełni autonomicznego lotu?
Gdy systemy autopilota zostaną opracowane, przetestowane i zyskają zaufanie organizacji takich jak FAA, rola ludzkich pilotów z czasem będzie się zmniejszać.
Jednak prawdopodobnie nigdy się nie zobaczymyprzyszłość, gdy w kokpicie samolotu pasażerskiego nie ma przeszkolonej osoby. Nawet zakładając, że wszystkie problemy techniczne zostaną wyeliminowane, a autopiloty potrafią dostosować się do sytuacji takich jak ludzie, pasażerowie prawdopodobnie poczują się bezpieczniej, wiedząc, że w kokpicie jest ktoś, kto rzekomo kontroluje sytuację.
Ale jeśli chodzi o drony dostawcze, drony wojskowe, a być może nawet samoloty wojskowe, bezzałogowa, w pełni autonomiczna przyszłość jest prawdopodobnie nieunikniona.
Czytaj więcej
Na środku Pacyfiku znaleziono ogromną „czarną dziurę”. Sieć zastanawia się, co to jest
Nurkowie znaleźli skarby legendarnej „Złotej Wyspy”. Artefakty kosztują miliony dolarów
Sztuczna inteligencja rozwiązała biologiczny problem, z którym naukowcy zmagają się od 50 lat
ANSYS to uniwersalny system oprogramowaniaAnaliza elementów skończonych, która istnieje i rozwija się w ciągu ostatnich 30 lat, jest dość popularna wśród specjalistów w dziedzinie zautomatyzowanych obliczeń inżynierskich i MES do rozwiązywania liniowych i nieliniowych, stacjonarnych i niestacjonarnych przestrzennych problemów mechaniki.
FAA (Federalna Administracja Lotnictwa Cywilnego) - Federalna Administracja Lotnictwa USA.
Bank(Rolka)Poziom(Poziom)Myszkować(Kurs, Odchylenie) - trzy kąty obrotu odpowiadające trzem kątom Eulera, które określają orientację pojazdu względem normalnego układu współrzędnych (względem jego środka bezwładności wzdłuż trzech osi).
Mechanizm serwo -konwencjonalny silnik prądu stałego z wbudowanymserwosterowniki i skrzynie biegów. Jego działanie opiera się na systemie sprzężenia zwrotnego, do którego wprowadzany jest sygnał wyjściowy, niosący informacje o położeniu, prędkości, przyspieszeniu lub przemieszczeniu. Dane przekazywane są przez element korygujący i wzmacniacz do jednostki wykonawczej - napędu lub silnika elektrycznego.