Автопилот при посадке самолета
Зарождение авиастроения много чего изменило в конструкции самолетов и их управлении. Еще 20-30 лет назад такой прибор, как автопилот, был неизвестен практически никому. За эти годы ситуация в корне изменилась. Большую часть полета управление огромными пассажирскими авиалайнерами осуществляют именно автопилоты. Можно сказать, что пилот активно участвует только на рулении и взлете, после чего передает управление системе. Также нужно вмешательство пилота при посадке судна. Бортовой компьютер самолетов значительно упрощает задачи в управлении и контроле.
Что же такое автопилот в широком понимании данного термина? Это программно-аппаратная система, которая имеет возможность вести транспортное средство по заданному маршруту. С каждым годом инноваций становится все больше во многих отраслях транспортного строения. Все же лидирующие позиции занимает воздушный транспорт.
Автопилот самолета создан для стабилизации всех параметров полета судна и ведения по заданному курсу. При этом соблюдается установленная пилотом скорость и высота полета. Перед тем как переводить летательный аппарат на режим автопилота, необходимо создать четкий полет без скольжения или завала машины. После стабилизации самолета по всем плоскостям можно производить включение системы автоматического управления, но при этом необходимо проводить регулярный контроль показателей. Стоит отметить, что и военные самолеты имеют такие системы.
Более сложные в своей конструкции и надежные автопилоты начали устанавливаться на отечественные самолеты с конца 70-х годов.
Краткая история создания автопилота
Первый автопилот в мире был создан еще в далеком 1912 году. Изобретение принадлежит американской компании Sperry Corporation, которая смогла создать систему, удерживающую самолет на заданной траектории, при этом стабилизируя крен. Это было достигнуто за счет связи высотометра и компаса с рулями направления и высоты. Связь была настроена за счет использования блока и гидравлического привода.
На схеме показано, как работает типичный автопилот.
Заранее рассчитанные параметры полета вводятся в компьютеры самолета (1).
После взлета автопилот вступает в действие.
Два дисплея(2)показывают положение самолета, его предполагаемый маршрут и высоту.
Изменение положения маленьких заслонок(3) на наружной поверхности самолета оповещает компьютеры о малейшем изменении в ориентации самолета.
Для определения положения используется глобальная система навигации (ГСН) (4).
Приемник расположен на верхней части корпуса (5).
Компьютеры следят за маршрутом и автоматические производят необходимые изменения посредством сервомеханизмов (6),
которые управляют рулем (7),
рулями высоты (8),
и настройкой дросселей двигателей (11)
При необходимости пилот может в любой момент отключить автопилот и перейти к ручному управлению (12)
Начиная с 30-х годов 20 века, автопилотами начали оснащать некоторые пассажирские авиалайнеры. Новый виток в развитие автоматических систем управления внесла Вторая мировая война, которая требовала подобных технологий для дальних бомбардировщиков. Впервые полностью автоматический полет через Атлантику, включая посадку и взлет, осуществил самолет C-54, принадлежавший США. Это произошло в 1947 году.
Автопилот самолета ведет аппарат по заданному маршруту, при этом используется комплексная информация навигационных приборов собственных и наземных датчиков, которые проводят анализ полета. Данная система проводит управление всеми агрегатами летательного судна. Также работают траекторные системы, которые проводят заход на посадку с высокими показателями точности без каких-либо действий пилотов.
Проблемы автоматического управления самолетами
Для повышения безопасности автоматика управления работает в многоканальном режиме. Параллельно могут работать сразу четыре системы пилотирования с одинаковыми параметрами и возможностями. Также система проводит постоянный анализ и мониторинг входящих информационных сигналов. Полет осуществляется на основе так называемого метода кворумирования, который состоит из принятия решения по данным большинства систем.
В случае поломки автопилот способен самостоятельно выбрать дальнейший режим управления. Это может быть переключение на другой канал управления или передача управления пилоту. Для проверки работы систем необходимо проводить так называемый предполетный прогон систем. Данный тест состоит из запуска пошаговой программы, которая подает имитацию сигналов полета.
Все же ни одна проверка не позволяет достичь 100%-й гарантии безопасности и работы в полете. Из-за нестандартных ситуаций в воздухе могут возникать дополнительные проблемы с автоматикой управления. Некоторые автопилоты имеют различные программы, которые позволяют наиболее безопасно проводить полет соответствующего авиалайнера.
Самые современные системы автоматического управления типа fly-by-wire позволили значительно снизить общую массу конструкции самолета. При этом надежность бортовых систем возросла в разы. Оборудование реагирует без промедлений, а также способно исправлять ошибки, вызванные человеческим фактором при управлении. Это говорит о том, что система не позволит пилоту завести машину в опасную для нее и пассажиров на борту ситуацию. Современные самолеты типа Airbus перестали комплектоваться стандартными рычагами и педалями управления, вместо этого устанавливаются джойстики. Все это позволяет пилотам не задумываться над тем, какую команду и как необходимо передать отдельному агрегату. Не нужно продумывать угол отклонения элеронов или закрылок, достаточно наклонить джойстик управления – и компьютер сделает все сам.
Все же, несмотря на всю радужную картину, по вине автопилотов произошло немало крушений и аварий, которые привели к человеческим жертвам. История авиакатастроф по вине автоматических систем управления, к сожалению, очень богата фактами ненадежности таких систем.
О том, как работает самолет, что может стать причиной его падения и о других нюансах, связанных с этой темой, известно не так много, поэтому у пассажиров и возникает большое количество вопросов. На некоторые из них решили откровенно ответить работники авиакомпаний.
1. Может ли автопилот посадить самолет?
Современные самолеты имеют систему управления, которая способна вести самолет по выставленному маршруту с высоты 300 м и до полного приземления на посадочную полосу. Приземление может происходить на автопилоте, но при этом пилот должен следить за его работой и задавать необходимые конфигурации для посадки. Непосредственно перед приземлением направлением самолета занимается курсо-глиссадная система, то есть, корректирует движение радиомаяк. Что интересно, эта система будет работать, даже если самолет полностью обесточится.
2. Пилоты спят во время полета?
Страх многих людей: пилоты засыпают за штурвалом, и самолет падает. Но на самом деле это больше бурная фантазия, чем факт. В большинстве случаев после того, как выставлен курс, активируется автопилот, управляющий самолетом. Кроме этого, диспетчеры постоянно контактируют с пилотами, требуя от них обратной связи, поэтому если даже пилот и заснет, то это будет продолжаться не долго. На дальних рейсах может работать два экипажа или три пилота, что дает возможность сменять друг друга.
3. Как пилоты готовятся к полету?
За пару часов до рейса пилоты проходят медкомиссию и собираются на брифинг в специальной комнате. Там они узнают о погоде и обсуждают нюансы предстоящего рейса. За час до полета проводится осмотр самолета и начинается подготовка к вылету. После брифинга с бортпроводниками на борту начинается посадка пассажиров.
4. Почему пилота можно увидеть летящим в салоне?
Часто пилотам приходится летать до своего места работы (точки отправки рейса), поэтому их можно встретить в салоне самолета. При этом, если на них надета форма, то им категорически запрещено спать и смотреть кино в наушниках. Объясняется это тем, что за такими занятиями пилоты могут вызвать у людей много вопросов и чувство паники. В большинстве случаев, чтобы не провоцировать никаких неприятных ситуаций, пилоты летят на запасных креслах, которые расположены в кабине пилотов, или в первом классе.
5. Если ребенок родился в самолете, какое он получает гражданство?
6. Как часто происходят аварии?
На самом деле количество аварий, связанных с самолетами, не так велико, как кажется. В небе проблемы случаются крайне редко, и, как показывает статистика, большинство инцидентов возникает в первые три минуты после взлета и за восемь минут до посадки. Кроме этого, даже в случае возникновения авиакатастрофы выживает около 95,7%. Если есть страх, то стоит учитывать, что самыми безопасными считаются места в хвосте, а еще рекомендуется покупать места в пределах пяти рядов до запасных выходов. Интересный факт: самая крупная авиакатастрофа произошла на земле, когда в 1977 году на взлетно-посадочной полосе столкнулись два самолета. Эта авария унесла жизнь 583 человек.
На самом деле разработаны специальные маршруты, которые распределяются по высоте, так: в одну сторону самолеты летят с четной высотой, а в обратную – с нечетной.
8. Почему пилоты не носят большую бороду и усы?
Подобное решение не является личным, а считается неким правилом, поскольку борода, усы и другие украшения на лице, например, пирсинг, могут стать причиной того, что в случае чрезвычайной ситуации кислородная маска не будет плотно прилегать к лицу. Подобная ситуация ставит под угрозу жизнь пассажиров, поэтому пилотам разрешена лишь легкая небритость, не более того.
9. Зачем перед посадкой и взлетом заставляют открывать шторки иллюминаторов?
Уже упоминалось, что большинство аварийных ситуаций возникает во время посадки и взлета, и шторки нужно открывать для того, чтобы в случае чрезвычайной ситуации люди хорошо ориентировались, поэтому их глаза должны привыкнуть к солнечному свету. Кроме этого, пассажиры и бортпроводники должны видеть, что происходит за бортом.
11. Сколько времени можно будет пользоваться кислородными масками?
В результате взрыва или из-за других чрезвычайных ситуаций может произойти разгерметизация кабины. На большой высоте у человека начнет развиваться гипоксия, он потеряет сознание и может погибнуть. Чтобы этого не произошло, над креслом каждого пассажира находится персональная кислородная маска, и она рассчитана на 10-15 мин. За это время пилот успеет опустить самолет на высоту, где человек сможет нормально дышать. Кстати, у пилота есть своя персональная кислородная маска, и она рассчитана на большее время, поскольку задача пилота – посадить самолет без потери концентрации. Перед тем как поднять самолет в воздух, в обязательном порядке проверяется работоспособность масок пилота.
12. Может ли обычный человек посадить самолет?
13. Почему самолет могут послать на второй круг?
14. Что означает спираль, нарисованная на турбине?
Этот рисунок выполняет важную функцию, поскольку турбина может работать практически бесшумно и нужен визуальный сигнал. Было зафиксировано много случаев, как к ней подходили люди, и поток воздуха отбрасывал их на большое расстояние, что становилось причиной получения серьезных травм. Чтобы исключить подобные несчастные случаи стали наносить на середину турбины знаки, чтобы можно было понять по ним, турбина работает или нет.
15. Как можно попасть в кабину пилотов, когда дверь заблокирована изнутри?
Для безопасности полета пассажиры не могут открыть дверь в кабину пилотов, поскольку ее блокируют после того, как все занимают свое место. Всегда существует риск чрезвычайной ситуации, например, оба пилота могут потерять сознание. На этот случай бортпроводнику известен специальный код, открывающий дверь. Для каждого рейса подбирается своя комбинация, и ее сообщают перед самым отправлением. После введения кода дверь откроется в течение минуты, но если пилот через видео-камеру видит, что зайти хочет не член экипажа, то он полностью блокирует дверь и открыть ее снаружи уже не будет возможности.
16. Как питаются пилоты во время полета?
Пассажиры и пилоты питаются по-разному, и последним предлагается несколько блюд на выбор. В большинстве случаев это курица, рыба и мясо с разными гарнирами, причем каждому пилоту всегда дается разная еда. Это необходимо для того, чтобы исключить отравление одинаковыми продуктами. Принимают пищу пилоты по очереди, и обычно это происходит прямо за штурвалом на специальных столиках.
17. Что произойдет, если перестанут работать все двигатели?
Когда самолет набирает необходимую высоту, пилоты активируют режим, при котором двигатели работают на нулевой тяге. Это можно сравнить с ситуацией, когда автомобиль спускается с горки и рычаг находится в нейтральном положении. Полный отказ двигателей случается крайне редко, и на этот счет у пилотов есть инструкция для их перезагрузки. Пассажирам совсем не нужно переживать, поскольку самолет даже без двигателей может сесть на планирующем спуске. Этому есть реальное доказательство: в 1982 году самолет Boeing 747 попал в облако пыли, которое образовалось в результате извержения вулкана. В итоге все четыре двигателя отказали, но пилоты смогли посадить самолет в ближайшем аэропорту, и никто из пассажиров не пострадал.
18. Опасен ли удар молнии, град или столкновение с птицей?
19. Почему пассажирам не выдают парашюты на случай катастрофы?
Полагаться на парашют во время крушения самолета – глупо, и это объясняется тем, что многие люди даже в спокойном состоянии не могут правильно надеть парашют и безопасно приземлиться после прыжка. Кроме этого, чтобы безопасно выпрыгнуть с самолета, он должен медленно лететь на высоте не больше 5 км над землей.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Современные самолёты умеют садиться на автопилоте, но как часто это используют на практике? Приземляются ли на автопилоте в хорошую погоду или только при низкой видимости? Может, в отдельных странах или авиакомпаниях это более распространено, чем в других?
Отвечу как командир Airbus-320, хотя у каждого типа воздушного судна и каждой авиакомпании свои нюансы.
Если коротко - нет, не часто. Лично я за 10 лет налёта на А320 использовал автолэнд раз 10-20. И я не знаю ни одного пилота, который предпочитает садиться на автомате, а не "на руках". Кстати, на автопилоте касание с землей гораздо жестче, чем при ручной посадке. Нет, система работает четко, просто обычно это не самая мягкая посадка.
Я использую автолэнд (и мои коллеги), когда нужно посадить самолет при плохой видимости, и вот в этих случаях он меня очень радует. А вообще, для посадки на автопилоте много ограничений, например, если полоса слишком мокрая или снежная, или при очень сильном боковом ветре.
Утверждение, что "Автолэнд нужен только когда за штурвалом сидит плохой пилот" неверно. Он оказывает огромную помощь пилотам, когда видимость лишком низкая для посадки в ручном режиме, как часто бывает туманным утром.
Технически верно, хоть и не совсем корректно, сказать, что "посадка запрещена, если видимость ниже определённого предела". Зависит от типа ВС и конкретной авиакомпании, но в моей посадка на автопилоте разрешена при видимости до 180 метров. Причем, эта цифра важна не для непосредственно приземления, а уже для руления с ВПП. Кстати, у нас нет никаких требований к видимости того, что находится рядом с ВПП. На высоте 30 метров (так называемая "высота принятия решения") мы в последний раз проверяем, что системы работают корректно, и продолжаем заход. Для посадки "на руках" правила куда сложнее, но в целом требуется видимость около 800 метров. Так что в случаях, когда видимость от 800 до 200 метров, и посадка на руках невозможна, нам приходится садиться на автомате.
Если вы - пассажир в салоне и интересуетесь, была ли посадка произведена на автопилоте, - вероятнее всего нет, если только за бортом не стоит сильный туман.
Сможет ли неподготовленный пассажир посадить самолет?
Pippi Långstrump på de sju haven/Пеппи в стране Така-Тука (1970)
С каждым днем самолеты становятся все умнее. Если раньше верхом совершенства в авиации считался автопилот, в относительно спокойных погодных условиях безопасно и надежно проводивший самолет из точки A в точку B, то современные лайнеры могут похвастать системами, позволяющими им взлетать и садиться в автоматическом режиме. Среди пассажиров порой даже бытует мнение, что профессия летчика не так сложна, как ее показывают, скажем, в кино, — сидишь, пьешь кофе да на кнопки нажимаешь. А если вдруг что и случится, то автоматика всегда выручит и поможет даже обычному пассажиру посадить самолет. Но так ли это на самом деле?
Представьте. Вы летите в отпуск на солнечный Кипр или на кинофестиваль в Нью-Йорк. На экране мультимедийной системы в кресле пассажира перед вами высвечивается красочная карта с маршрутом и параметрами полета. Высота 11 тысяч метров, скорость 890 километров в час. Двигатели мерно свистят, за иллюминатором внизу плавно плывут пушистые облака, а сверху — бездонная синь и ослепительное солнце. Но тут вдруг в салон выбегает побледневшая стюардесса и громко сообщает (хотя на самом деле такого не будет никогда, потому что инструкция запрещает), что все пилоты (да, сразу оба!) потеряли сознание и не приходят в него.
Ни одного пилота, как и вы, летящего на отдых, в салоне нет. Вести и сажать самолет некому. И тогда вы встаете из кресла и походкой истинного храбреца идете к двери кабины пилотов. Надо как-то попасть внутрь, но как? Дверь бронирована, ее открытием управляют пилоты. На помощь приходит стюардесса: на небольшой цифровой панели рядом с дверью она набирает секретный код. Но дверь не открывается, потому что электронный замок двери предусматривает задержку: пилоты через камеру должны убедиться, что стюардесса набрала код одна, а не под присмотром террористов (в этом случае они блокируют замок до конца полета). После задержки дверь открывается.
В зависимости от типа самолета, действия, которые вам станет подсказывать дежурный, будут отличаться, но общая схема посадки одинакова для всех. Для начала вам предложат убедиться в нормальной работе автопилота и правильности параметров полета, которых тот придерживается. На некотором расстоянии от аэропорта вам предложат перевести автопилот в режим захода на посадку, а затем будут подсказывать, какими рукоятками нужно задавать скорость, высоту, разворот. Параллельно вам предложат настроить автоматику самолета на прием сигналов маяка инструментальной системы посадки, расположенной в аэропорту. На его сигнал будет идти самолет при посадке.
Затем обязательно настанет момент, когда дежурный пилот попросит вас выпустить закрылки (рукоять на центральной панели с надписью FLAP и несколькими делениями) и шасси (большая ручка со стрелками и надписями UP и DOWN). После касания посадочной полосы вам будет приказано включить реверс двигателей (рычажки на рукоятках управления двигателями между креслами) и задействовать всю механизацию крыла, чтобы та помогала сбрасывать скорость. Наконец, вас попросят задействовать тормоза (обычно расположены сверху рулевых педалей у вас под ногами). Все. Вы сели, самолет остановился. Можно падать в обморок или героически утирать пот со лба.
На самом деле это был описан идеальный вариант посадки. В нем вы — очень удачливый человек. Ведь погода хорошая, ветра нет, самолет оборудован системой автоматической посадки, а в принимающем аэропорту установлена инструментальная система посадки (система маяков, позволяющая самолету сориентироваться, найти посадочную полосу и даже выровняться по ее центру). В зависимости от категории точности инструментальная система посадки позволяет сажать самолет в автоматическом режиме с высоты от 790 до 49 метров. Но такими системами оснащены пока только крупные аэропорты, а значит, в региональном порту вам придется садиться в ручном режиме.
В 2009 году под Амстердамом в Нидерландах разбился пассажирский самолет Boeing 737 авиакомпании Turkish Airlines. В результате катастрофы погибли девять человек и еще 120 получили ранения. Самолет заходил на посадку под управлением профессионального пилота в автоматическом режиме, а причиной катастрофы стала неверная выдача данных радиовысотомером. Но не стоит паниковать: в случае, когда самолетом управляет пилот, вероятность катастрофической посадки в автоматическом режиме оценивается как одна к двум миллиардам.
И помните. Летчиков в кабине всегда двое: командир воздушного суда и второй пилот. В истории пассажирской авиации пока еще не было ни одного случая, чтобы из строя вышли оба пилота сразу. В ноябре 2012 года пассажирский лайнер Boeing 747 авиакомпании Lufthansa совершил вынужденную посадку в аэропорту Дублина (самолет летел из Нью-Йорка во Франкфурт) после того, как командир воздушного судна перенес тяжелый приступ мигрени. Посадить самолет второму пилоту помог один из пассажиров, у которого случайно оказался небольшой опыт пилотирования турбовинтовых самолетов.
При этом случаев, когда пассажир или стюардесса привлекались бы к управлению самолетом в качестве помощника пилота, в истории авиации было всего пять или шесть. Во всех случаях помощники имели пусть и небольшой, но все же какой-то опыт управления воздушным судном.
Дело в том, что существующие системы управления и навигации современных самолетов уже достаточно точны, чтобы полностью доверить взлет, полет и посадку лайнеров автоматике. Например, некоторые самолеты уже оборудованы навигационным оборудованием спецификации RNP-1. Это означает, что в автоматическом режиме лайнер с вероятностью 0,95 на протяжении всего полета будет отклоняться от оси заданного маршрута не более чем на одну морскую милю (1,852 километра). Зная о высокой точности навигационных систем, израильтяне, например, даже расширили зоны перехвата систем противовоздушной и противоракетной обороны вплотную до границ воздушных коридоров.
Крупные производители бортового оборудования самолетов, включая французскую компанию Thales и американскую Honeywell, уже ведут разработку по настоящему автоматических систем. Такие системы не будут зависеть от инструментальных систем аэропортов и смогут сажать самолеты на любые подходящие для них взлетно-посадочные полосы. Аппаратура этих систем будет самостоятельно распознавать посадочные полосы, оценивать окружающие условия и вести самолет. Впрочем, до интеграции таких систем в пассажирские лайнеры еще очень и очень далеко. Ведь их еще надо испытать, проверить на надежность, дублировать. А на это нужны годы исследований.
Читайте также: