Under flygets tidiga dagar krävdes piloten att ständigt vara i hög beredskap. Det var viktigt
När flyget är litet är det inte så stortproblem. Men i och med teknikens utveckling och globaliseringen ökade flygernas räckvidd och tid. Oavsett hur hårt en person vill, är det svårt för en person att behålla koncentrationen under långa perioder. Detta är potentiellt mycket farligt. En trött person kommer att göra misstag i både observationer och bedömningar, vilket kan sluta i katastrof.
Autopilotsystem: då och nu
Det är av denna anledning som autopiloten fungerardök upp förvånansvärt tidigt. Tro det eller ej, ett av de första flygplanen som var utrustade med ett sådant system (om än elementärt enligt modern standard) byggdes av Sperry Corporation i början av 1910-talet.
Denna funktion inkluderade anslutning av en gyroskopen kursindikator, också en grundinställning, gjorde att flygplanet kunde röra sig rakt och horisontellt längs en förinställd kompassriktning under långa tidsperioder utan pilotens fulla uppmärksamhet. En sådan enkel enhet räddade honom mycket stress.
Autopilotsystem har blivit allt flermer sofistikerat, och på 1930-talet utvecklade Royal Aircraft Institute i Storbritannien ett mer sofistikerat system. Pilotassistenten använde pneumatiska roterande gyroskop för faktisk flygkontroll.
I framtiden försågs systemen med förbättradekontrollalgoritmer, servomekanismer och till och med radionavigeringshjälpmedel, som gjorde det möjligt för flygplan att flyga autonomt på natten eller vid dåligt väder. Redan 1947 lyfte US Air Force C-53 flygplan, korsade Atlanten och landade, allt under kontroll av autopiloten.
Nu stora plan och flygplan med 20 stpassagerare med flera måste enligt lag ha ett inbyggt automationssystem. Dess nivå varierar, men de flesta av dem ger den så kallade treaxliga stignings-, rullnings- och girkontrollen av fordonet.
Autopiloten är inte så "automatisk" som den låter.Det finns ingen robot som sitter i pilotsätet och trycker på knappar medan den riktiga piloten sover. Det är helt enkelt ett flygkontrollsystem som gör att piloten kan flyga flygplanet utan konstant manuell kontroll. I grund och botten tillåter det piloten att flyga från New York till Los Angeles utan att trycka på kontrollspakarna i sex timmar i sträck.
Modernt automatiskt styrsystemFlight Control System (AFCS) består av tre huvuddelar: en dator som övervakar flygningen, flera höghastighetsprocessorer och ett antal sensorer placerade på olika delar av flygplanet. Sensorer samlar in data från hela planet och skickar den till processorer, som i sin tur talar om för datorn vad som är vad.
Autopiloten aktiveras en tid efter start och stängs av före landning. Upplösningen för denna programvara kan variera från flygplan till flygplan.
Autopiloten kan landa planet enlnödvändiga kommandon. Detta kallas ett automatiskt landningssystem. Om flygplanet försöker landa under svåra förhållanden, med dimma helt skymmer sikten, landas flygplanet inom vissa säkerhetsparametrar med hjälp av ILS (Instrument Landing System). I sådana fall säkerställer autopiloten, som agerar synkront med andra flygplanssystem, en landning under kontroll av cockpit.
Systemen hjälper också flygplanet att nå höjd,upprätthålla farthållare och flygning på nivå, och hantera nedstigning, inflygning och slutliga landningar. Taxining före start, faktisk landning och taxning efter landning är fortfarande mänskliga piloters privilegium. Autopilotsystem är också inaktiverade under extrem turbulens.
I grund och botten beror framgången för en autopilot på kunskapen om en riktig mänsklig pilot.
2020 meddelade Airbus att de hade lyckatsutvecklat och testat ett helt autonomt startsystem, nyheten var mycket innovativ för branschen. Tekniken som används skiljer sig från de befintliga instrumentlandningssystem som är vanliga på moderna flygplan. Systemet känner igen bilder för att hålla flygplanet på banans mittlinje, justera stigning, hastighet och slutligen lyfta upp Airbus testflygplan i luften. Detta är ett viktigt steg mot att göra flygplanet helt autonomt inom en snar framtid.
Behövs inte piloter?
Med tanke på den höga komplexiteten hos modernautopiloter kan man tycka att piloter inte behövs alls. Om planet teoretiskt sett kan flyga på egen hand, varför behövs de? Det visar sig att även om det mesta av arbetet kan delegeras till autopilot, är mänsklig närvaro fortfarande mycket viktig. I själva verket är det osannolikt att detta kommer att ändras någon gång snart.
En av huvudorsakerna är den allmänna stämningenflygplanspassagerare och allmänheten i stort. Oavsett om du erkänner det eller inte, finns det något mycket lugnande med en levande, intelligent människa som styr ett så enormt fordon i luften (åtminstone för nu). De flesta människor vill inte lägga kontrollen över något som teoretiskt sett skulle kunna döda dem helt i händerna på en maskin.
Intressant är dock nyare studiervisa att allmänhetens uppfattning i denna fråga håller på att förändras. Åtminstone för vissa fordon. Opinionsundersökningar som går tillbaka till 2019 visade att 7 av 10 konsumenter tror att autonoma bilar är säkrare än de som körs av en människa. Undersökningen genomfördes av ANSYS och involverade mer än 22 000 personer i Beneluxländerna, Kina, Frankrike, Tyskland, Indien, Italien, Japan, Spanien, Sverige, Storbritannien och USA. Visserligen handlade den här undersökningen mest om självkörande bilar, men det verkar som att folk är villiga att lita på fordon som drivs av datorer snarare än människor.
När det kommer till framtidens drönare var de flesta svarande inte helt emot idén, utan de skulle hellre vänta på att tekniken skulle bli mer avancerad.
En annan anledning till att piloter behövs äratt människor under vissa omständigheter själva blir bättre "beslutsmaskiner" än datorer. Trots all dess komplexitet kan den fortfarande inte jämföras med den komplexa datorn i den mänskliga skallen. Våra hjärnor kan ta in en enorm mängd information samtidigt, fatta snabba beslut och improvisera i farten. Denna flexibilitet är otroligt svår, för att inte säga omöjlig, att replikera på en maskin.
Med tanke på den mycket kaotiska flygmiljön kan dessutom ofta ovanliga situationer uppstå där den kontrollerade och kontrollerade maskinen inte kan fatta beslut.
Till exempel, 2010, ett Qantas-flygplan med 450passagerare fick ett allvarligt fel under flygningen. På grund av fel på motorrotorn var delar av den utspridda i flygplanet, vilket skadade flera kritiska flygplanssystem, inklusive landningsstället. Flygkontrollsystemet ombord var överväldigat av kraschfel och meddelanden som inte kunde hanteras samtidigt. Piloterna vid kontrollerna (liksom de lediga experterna som var bland passagerarna) kunde improvisera och landa planet framgångsrikt. Även om det är fullt möjligt att autopilotsystemet hittade ett sätt att göra detsamma, var det snabbt tänkande och förmågan att improvisera som räddade hundratals liv den dagen.
Så vilket är säkrast?
Idag är flyg en av de mestsäkra sätt att resa. Sedan omkring 1970 har antalet olyckor med kommersiella flygplan (flygplan med fler än 19 passagerare ombord) successivt minskat. År 2019 hade antalet dödsolyckor per miljon flygningar minskat 12 gånger jämfört med 1970.
Anledningen är förbättringen av tekniken med merastrikt reglering av flygindustrin, vilket förbättrar tillförlitligheten och kapaciteten hos autopiloten. Baserat på statistik för 2019, som är det sista ”normala” året för att utvärdera flygstatistik (året före pandemin), är chanserna att dö i en flygkrasch praktiskt taget noll.
Samtidigt, enligt Riksrådetsäkerheten i USA (ett av länderna med flest bilar per capita), under de senaste 10 åren har dödligheten från användning av personbilar varit 1 606 gånger högre än för flyg med flyg. Varför finns det bilar med autopilot, men flygplan behöver fortfarande piloter?
Autonoma teknologier i fordon,även om de är imponerande, är de fortfarande i sin linda och inte immuna mot misstag. Detta håller dock på att förändras eftersom maskininlärning blir en allt viktigare komponent i sådana system.
Hur nära är vi ett helt autonomt flyg?
När autopilotsystem väl har utvecklats, testats och litats av organisationer som FAA, kommer mänskliga piloters roll att minska med tiden.
Men vi kommer nog aldrig att sesen framtid när det inte finns någon utbildad person i cockpiten på ett kommersiellt flygplan. Även om man antar att alla tekniska problem är eliminerade och att autopiloterna kan anpassa sig till situationer som människor, kommer passagerarna sannolikt att känna sig säkrare när de vet att det finns en person i cockpiten som förmodligen har kontroll över situationen.
Men när det kommer till leveransdrönare, militära drönare och kanske till och med militära flygplan är en obemannad, helt autonom framtid sannolikt oundviklig.
Läs mer
Ett enormt "svart hål" hittades mitt i Stilla havet. Nätverket undrar vad det är
Dykare har hittat skatterna i den legendariska "Guldön". Artefakter kostar miljontals dollar
AI löste ett biologiskt problem som forskare har kämpat mot i 50 år
ANSYS är ett universellt mjukvarusystemFinita elementanalys, som har funnits och utvecklats under de senaste 30 åren, är ganska populär bland specialister inom området för automatiserade tekniska beräkningar och FE för att lösa linjära och olinjära, stationära och icke-stationära rumsliga problem inom mekanik.
FAA (The Federal Aviation Administration) - United States Federal Aviation Administration.
Bank(Rulla)Tonhöjd(Tonhöjd)Gira(Course, Yaw) - tre rotationsvinklar som motsvarar tre Euler-vinklar, som anger fordonets orientering i förhållande till det normala koordinatsystemet (relativt dess tröghetscentrum längs tre axlar).
Servomekanism -konventionell likströmsmotor med inbyggdservokontroller och växellådor. Dess funktion är baserad på ett återkopplingssystem, i vilket en utsignal matas in, med information om position, hastighet, acceleration eller förskjutning. Data överförs av korrigeringselementet och förstärkaren till den verkställande enheten - drivning eller elmotor.