ไม่มีใครเป็นหางเสือ: เมื่อเครื่องบินจะไร้คนขับและอันตรายแค่ไหน

ในช่วงแรกของการบินนักบินจะต้องตื่นตัวตลอดเวลามันเป็นสิ่งสําคัญ

มุ่งเน้นไม่เพียง แต่ในการขับขี่ยานพาหนะ แต่ยังเกี่ยวกับการสังเกตสถานการณ์ในและรอบ ๆ เครื่องบินทั้งหมดนี้นําไปสู่ความเหนื่อยล้าอย่างรุนแรงสําหรับนักบิน - ร่างกายและจิตใจ - ตลอดเที่ยวบิน

แต่ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีและโลกาภิวัตน์ช่วงและเวลาบินก็เพิ่มขึ้นเช่นกันด้วยความปรารถนาทั้งหมดมันเป็นเรื่องยากสําหรับคนที่จะรักษาสมาธิเป็นเวลานานคนที่เหนื่อยล้าจะทําผิดพลาดทั้งในการสังเกตและการตัดสินซึ่งสามารถจบลงด้วยหายนะ

ระบบออโตไพลอต: เมื่อก่อนและตอนนี้

ด้วยเหตุนี้เองที่ฟังก์ชันออโตไพลอตปรากฏเร็วอย่างน่าประหลาดใจ เชื่อหรือไม่ว่าหนึ่งในเครื่องบินลำแรกที่ติดตั้งระบบดังกล่าว (แม้ว่าจะเป็นเครื่องบินพื้นฐานตามมาตรฐานสมัยใหม่) ก็ถูกสร้างขึ้นโดย Sperry Corporation ในช่วงต้นทศวรรษ 1910

ฟังก์ชันนี้รวมการเชื่อมต่อของไจโรสโคปิกตัวบ่งชี้ทิศทางซึ่งเป็นการตั้งค่าพื้นฐานทำให้เครื่องบินสามารถเคลื่อนที่ในแนวตรงและแนวนอนตามแนวเข็มทิศที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเป็นเวลานานโดยที่นักบินไม่สนใจอย่างเต็มที่ อุปกรณ์ง่ายๆ ดังกล่าวช่วยให้เขาหายเครียดได้มาก

ระบบออโต้ไพลอตเพิ่มมากขึ้นซับซ้อนยิ่งขึ้น และในช่วงทศวรรษที่ 1930 Royal Aircraft Institute ในบริเตนใหญ่ได้พัฒนาระบบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น Pilot Assistant ใช้ไจโรสโคปแบบหมุนด้วยลมสำหรับการควบคุมการบินจริง

ในอนาคต ระบบได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นควบคุมอัลกอริธึม กลไกเซอร์โว และแม้แต่เครื่องช่วยนำทางวิทยุ ซึ่งช่วยให้เครื่องบินสามารถบินได้โดยอัตโนมัติในตอนกลางคืนหรือในสภาพอากาศเลวร้าย ในปี 1947 เครื่องบิน C-53 ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ขึ้นบิน ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกและลงจอด ทั้งหมดอยู่ภายใต้การควบคุมของนักบินอัตโนมัติ

ตอนนี้เครื่องบินขนาดใหญ่และเครื่องบินที่มี20กฎหมายกำหนดให้ผู้โดยสารและอื่นๆ ต้องมีระบบอัตโนมัติในตัว ระดับของมันแตกต่างกันไป แต่ส่วนใหญ่ให้การควบคุมระยะพิทช์ การหมุน และการหันเหของรถสามแกนที่เรียกว่า

Autopilot ไม่ได้เป็น "อัตโนมัติ" อย่างที่คิดไม่มีหุ่นยนต์นั่งบนที่นั่งนักบินและกดปุ่มในขณะที่นักบินตัวจริงหลับ มันเป็นเพียงระบบควบคุมการบินที่ช่วยให้นักบินสามารถบินเครื่องบินได้โดยไม่ต้องมีการควบคุมด้วยตนเองอย่างต่อเนื่อง โดยพื้นฐานแล้ว จะช่วยให้นักบินสามารถบินจากนิวยอร์กไปยังลอสแองเจลิสได้โดยไม่ต้องกดปุ่มควบคุมเป็นเวลาหกชั่วโมงติดต่อกัน

ระบบควบคุมอัตโนมัติที่ทันสมัยระบบควบคุมการบิน (AFCS) ประกอบด้วยสามส่วนหลัก: คอมพิวเตอร์ที่ตรวจสอบเที่ยวบิน โปรเซสเซอร์ความเร็วสูงหลายตัว และเซ็นเซอร์จำนวนหนึ่งที่อยู่บนส่วนต่างๆ ของเครื่องบิน เซ็นเซอร์รวบรวมข้อมูลจากทั่วทั้งเครื่องบินและส่งไปยังโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะบอกคอมพิวเตอร์ว่าคืออะไร

ระบบอัตโนมัติจะทำงานหลังจากเครื่องขึ้นและปิดก่อนที่จะลงจอด ความละเอียดของซอฟต์แวร์นี้อาจแตกต่างกันไปในแต่ละเครื่องบิน

นักบินอัตโนมัติสามารถลงจอดเครื่องบินได้ตามคำสั่งที่จำเป็น สิ่งนี้เรียกว่าระบบลงจอดอัตโนมัติ หากเครื่องบินพยายามลงจอดในสภาวะที่ยากลำบาก โดยมีหมอกบดบังทัศนวิสัยโดยสิ้นเชิง เครื่องบินจะลงจอดภายในพารามิเตอร์ความปลอดภัยที่กำหนดโดยใช้ ILS (Instrument Landing System) ในกรณีเช่นนี้ นักบินอัตโนมัติจะทำหน้าที่ประสานกับระบบเครื่องบินอื่นๆ เพื่อให้แน่ใจว่าจะลงจอดภายใต้การควบคุมของลานบิน

ระบบยังช่วยให้เครื่องบินได้รับระดับความสูงควบคุมความเร็วคงที่และระดับการบิน และจัดการการลงจอด การเข้าใกล้ และการลงจอดขั้นสุดท้าย แท็กซี่ก่อนเครื่องขึ้น ลงจอดจริง และแท็กซี่หลังทำทัชดาวน์ ยังคงเป็นอภิสิทธิ์ของนักบิน ระบบออโต้ไพลอตยังถูกปิดใช้งานในช่วงที่มีความวุ่นวายรุนแรงอีกด้วย

โดยพื้นฐานแล้ว ความสำเร็จของนักบินอัตโนมัตินั้นขึ้นอยู่กับความรู้ของนักบินที่เป็นมนุษย์จริงๆ

ในปี 2020 แอร์บัสประกาศว่าประสบความสำเร็จพัฒนาและทดสอบระบบบินขึ้นอัตโนมัติโดยสมบูรณ์ ข่าวดังกล่าวถือเป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับอุตสาหกรรม เทคโนโลยีที่ใช้นั้นแตกต่างจากระบบลงจอดของเครื่องมือที่มีอยู่ทั่วไปในสายการบินสมัยใหม่ ระบบจะจดจำภาพเพื่อให้เครื่องบินอยู่บนเส้นกึ่งกลางของรันเวย์ ปรับระดับเสียง ความเร็ว และสุดท้ายยกเครื่องบินทดสอบของแอร์บัสขึ้นสู่อากาศ นี่เป็นก้าวสำคัญในการทำให้เครื่องบินมีอิสระอย่างเต็มที่ในอนาคตอันใกล้นี้

นักบินไม่จำเป็น?

ด้วยความซับซ้อนระดับสูงของความทันสมัยระบบอัตโนมัติ คุณอาจคิดว่านักบินไม่จำเป็นเลย หากเครื่องบินสามารถบินได้เองตามหลักวิชา ทำไมถึงมีความจำเป็น? ปรากฎว่าในขณะที่งานส่วนใหญ่สามารถมอบหมายให้นักบินอัตโนมัติได้ แต่การมีอยู่ของมนุษย์ยังคงมีความสำคัญมาก อันที่จริง การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่น่าจะเกิดขึ้นในเร็วๆ นี้

สาเหตุหลักประการหนึ่งคืออารมณ์ทั่วไปผู้โดยสารเครื่องบินและประชาชนทั่วไป ไม่ว่าคุณจะยอมรับหรือไม่ก็ตาม มีบางอย่างที่ทำให้มนุษย์มั่นใจได้มากเกี่ยวกับมนุษย์ที่มีชีวิตและชาญฉลาดที่กำลังขับยานพาหนะขนาดใหญ่เช่นนี้ในอากาศ (อย่างน้อยก็ในตอนนี้) คนส่วนใหญ่ไม่ต้องการควบคุมบางสิ่งที่อาจฆ่าพวกเขาโดยสิ้นเชิงให้อยู่ในมือของเครื่องจักรในทางทฤษฎี

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าสนใจคือการศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าทัศนคติของประชาชนเกี่ยวกับประเด็นนี้มีการเปลี่ยนแปลง อย่างน้อยก็สำหรับรถบางคัน การสำรวจความคิดเห็นย้อนหลังไปถึงปี 2019 แสดงให้เห็นว่าผู้บริโภค 7 ใน 10 เชื่อว่ารถยนต์ที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติปลอดภัยกว่ารถยนต์ที่ขับเคลื่อนโดยมนุษย์ การสำรวจนี้จัดทำโดย ANSYS และเกี่ยวข้องกับผู้คนมากกว่า 22,000 คนในประเทศเบเนลักซ์ จีน ฝรั่งเศส เยอรมนี อินเดีย อิตาลี ญี่ปุ่น สเปน สวีเดน สหราชอาณาจักร และสหรัฐอเมริกา จริงอยู่ที่การสำรวจนี้ส่วนใหญ่เกี่ยวกับรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง แต่ดูเหมือนว่าผู้คนเต็มใจที่จะเชื่อถือยานพาหนะที่ควบคุมโดยคอมพิวเตอร์มากกว่ามนุษย์

เมื่อพูดถึงเครื่องบินไร้คนขับแห่งอนาคต ผู้ตอบแบบสอบถามส่วนใหญ่ไม่ได้ต่อต้านแนวคิดนี้โดยสิ้นเชิง แต่จะรอจนกว่าเทคโนโลยีจะก้าวหน้ากว่านี้

อีกเหตุผลหนึ่งที่จำเป็นต้องมีนักบินคือว่าภายใต้สถานการณ์บางอย่าง ตัวเขาเองกลายเป็น "เครื่องช่วยตัดสินใจ" ที่ดีกว่าคอมพิวเตอร์ สำหรับความซับซ้อนทั้งหมด ก็ยังเทียบไม่ได้กับคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนในกะโหลกศีรษะมนุษย์ สมองของเราสามารถรับข้อมูลจำนวนมากได้พร้อมๆ กัน ตัดสินใจอย่างรวดเร็ว และทันควันได้ทันที ความยืดหยุ่นนี้เป็นเรื่องยากอย่างเหลือเชื่อที่จะทำซ้ำบนเครื่อง

นอกจากนี้ เนื่องจากสภาพแวดล้อมการบินที่วุ่นวายมาก สถานการณ์ที่ไม่ปกติจึงมักเกิดขึ้นโดยที่เครื่องจักรที่ควบคุมและควบคุมไม่สามารถตัดสินใจได้

ตัวอย่างเช่น ในปี 2010 เครื่องบินของแควนตัสที่มี450ผู้โดยสารได้รับความผิดปกติร้ายแรงในเที่ยวบิน เนื่องจากโรเตอร์เครื่องยนต์ขัดข้อง ชิ้นส่วนต่างๆ จึงกระจัดกระจายไปทั่วเครื่องบิน ทำลายระบบที่สำคัญของเครื่องบินหลายลำ รวมทั้งล้อลงจอด ระบบควบคุมการบินบนเครื่องบินเต็มไปด้วยข้อผิดพลาดและข้อความที่ไม่สามารถจัดการได้ในเวลาเดียวกัน นักบินที่ควบคุม (เช่นเดียวกับผู้เชี่ยวชาญนอกหน้าที่ซึ่งอยู่ในหมู่ผู้โดยสาร) สามารถด้นสดและลงจอดเครื่องบินได้สำเร็จ แม้ว่าระบบออโตไพลอตจะค้นพบวิธีเดียวกัน แต่ก็เป็นการคิดที่รวดเร็วและความสามารถในการด้นสดที่ช่วยชีวิตคนหลายร้อยคนในวันนั้น

แล้วอันไหนปลอดภัยกว่ากัน?

วันนี้เที่ยวบินเป็นหนึ่งในที่สุดวิธีที่ปลอดภัยในการเดินทาง ตั้งแต่ปี 2513 จำนวนอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบินพาณิชย์ (เครื่องบินที่มีผู้โดยสารมากกว่า 19 คน) ค่อยๆ ลดลง ภายในปี 2019 จำนวนอุบัติเหตุที่เสียชีวิตต่อหนึ่งล้านเที่ยวบินลดลง 12 เท่าเมื่อเทียบกับปี 1970

เหตุผลคือการพัฒนาเทคโนโลยีและอื่น ๆกฎระเบียบที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมการบินปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความสามารถของนักบินอัตโนมัติ จากสถิติปี 2019 ซึ่งเป็นปี "ปกติ" สุดท้ายสำหรับการประเมินสถิติการบิน (ปีก่อนเกิดโรคระบาด) โอกาสในการเสียชีวิตจากอุบัติเหตุเครื่องบินตกนั้นแทบจะเป็นศูนย์

ในขณะเดียวกันตามที่สภาแห่งชาติความปลอดภัยในสหรัฐอเมริกา (หนึ่งในประเทศที่มีรถยนต์ต่อหัวมากที่สุด) ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา มีอัตราการเสียชีวิตจากรถยนต์นั่งส่วนบุคคลสูงกว่าการบินโดยเครื่องบินถึง 1,696 เท่า ทำไมถึงมีรถยนต์ที่มีระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติ แต่เครื่องบินยังต้องการนักบิน?

เทคโนโลยีอัตโนมัติในยานพาหนะแม้ว่าจะน่าประทับใจ แต่พวกเขายังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและไม่รอดพ้นจากความผิดพลาด อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้กำลังเปลี่ยนแปลงไปเมื่อการเรียนรู้ของเครื่องกลายเป็นองค์ประกอบที่สำคัญมากขึ้นของระบบดังกล่าว

เราเข้าใกล้เที่ยวบินอิสระอย่างเต็มที่แค่ไหน?

เมื่อระบบออโตไพลอตได้รับการพัฒนา ทดสอบ และได้รับความไว้วางใจจากองค์กรต่างๆ เช่น FAA บทบาทของนักบินที่เป็นมนุษย์จะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

แต่คงไม่มีวันได้เห็นอนาคตเมื่อไม่มีผู้ฝึกสอนในห้องนักบินของเครื่องบินพาณิชย์ ถึงแม้ว่าปัญหาทางเทคนิคทั้งหมดจะหมดไป และระบบควบคุมอัตโนมัติสามารถปรับให้เข้ากับสถานการณ์เช่นมนุษย์ได้ ผู้โดยสารก็มีแนวโน้มที่จะรู้สึกปลอดภัยมากขึ้นเมื่อรู้ว่ามีคนอยู่ในห้องนักบินซึ่งคาดว่าจะเป็นผู้ควบคุมสถานการณ์

แต่เมื่อพูดถึงโดรนส่งสินค้า โดรนทหาร และบางทีแม้แต่เครื่องบินทหาร อนาคตที่ไร้คนขับและเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์นั้นน่าจะหลีกเลี่ยงไม่ได้

อ่านเพิ่มเติม

พบ "หลุมดำ" ขนาดใหญ่กลางมหาสมุทรแปซิฟิก เครือข่ายสงสัยว่ามันคืออะไร

นักประดาน้ำได้ค้นพบขุมทรัพย์ของ "เกาะทอง" ในตำนาน สิ่งประดิษฐ์ราคานับล้าน

AI แก้ปัญหาทางชีวภาพที่นักวิทยาศาสตร์ต่อสู้มา 50 ปี

ANSYS เป็นระบบซอฟต์แวร์สากลการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ซึ่งมีอยู่และพัฒนามาตลอด 30 ปีที่ผ่านมา ค่อนข้างเป็นที่นิยมในหมู่ผู้เชี่ยวชาญในด้านการคำนวณทางวิศวกรรมอัตโนมัติและ FE สำหรับการแก้ปัญหาเชิงพื้นที่ของกลศาสตร์ทั้งแบบเชิงเส้นและไม่เชิงเส้น

FAA (The Federal Aviation Administration) - การบริหารการบินแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา

ธนาคาร(ม้วน)ขว้าง(ขว้าง)เห่า(หลักสูตร, การหันเห) - มุมการหมุนสามมุมที่สอดคล้องกับมุมออยเลอร์สามมุมซึ่งระบุการวางแนวของยานพาหนะที่สัมพันธ์กับระบบพิกัดปกติ (สัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางความเฉื่อยตามแกนสามแกน)

กลไกเซอร์โว -มอเตอร์กระแสตรงแบบธรรมดาที่มีในตัวตัวควบคุมเซอร์โวและกระปุกเกียร์ การทำงานของมันขึ้นอยู่กับระบบป้อนกลับ ซึ่งป้อนสัญญาณเอาท์พุต แบกข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่ง ความเร็ว ความเร่ง หรือการเคลื่อนที่ ข้อมูลถูกส่งโดยองค์ประกอบแก้ไขและแอมพลิฟายเออร์ไปยังหน่วยผู้บริหาร - ไดรฟ์หรือมอเตอร์ไฟฟ้า