100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Может ли пассажирский самолет выполнить полностью автоматическую посадку?

Может ли пассажирский самолет выполнить полностью автоматическую посадку?

Может ли пассажирский самолет выполнить полностью автоматическую посадку?

Интересно

Посадка считается самой сложной частью полета пассажирского самолета. Пилот самостоятельно сажает воздушное судно, хотя с развитием технологий в этом ему помогают разнообразные системы. Но может ли воздушное судно приземлиться в автоматическом режиме?

Как происходит посадка самолета?

Завершение полета воздушным судном называется посадкой. Во время приземления самолет замедляет движение и примерно с 25 м начинает опускаться на ВПП (взлетно-посадочную полосу) до момента полной остановки. Легкие самолеты могут делать это на 9 м. Во время этого процесса возможность исправить ошибку автоматики или пилота практически отсутствует.

Схема посадки самолета

Схема посадки самолета

Непосредственно перед приземлением самолет совершает заход на посадку. Судно при этом проводит определенные маневры возле аэродрома, меняя конфигурации транспорта на посадочные. К примеру, пилот выпускает шасси, потом предкрылки и постепенно закрылки. Все это снижает скорость судна.

Заходя на посадку, пилот может либо посадить транспорт, либо в случае необходимости уйти на второй круг. Он должен принять решение об этом не ниже ВПР, так называемой высоты принятия решения, которая чаще всего составляет 60 м.

Посадка разделяется на несколько этапов, которые длятся в целом 6-10 секунд:

  • на 8-10 м от поверхности начинается выравнивание, которое переходит к выдерживанию на высоте около 1 м;
  • в ходе выдерживания снижение и замедление продолжается до тех значений, когда станет возможным приземление и пробег;
  • этап посадки, когда подъемная сила уменьшается и возрастает вертикальная скорость, называется парашютированием;
  • приземление – это контакт самолета с ВПП.

Возможность автоматической посадки

Возможность совершать посадку в автоматическом режиме у пассажирского самолета есть. Воздушное судно способно самостоятельно делать заход на посадку, выравниваться, касаться поверхности взлетно-посадочной полосы, занимать ее центр, задействовать аэродинамические и колесные тормоза.

Однако приземлившись, самолет не способен самостоятельно уходить на рулежную дорожку. Несмотря на это, пилоты очень редко полностью полагаются на автоматику во время посадки. Исключение – очень плохая видимость, туман. И наоборот, если наблюдается усиленный боковой ветер, ВПП заснеженная или мокрая, то пилоты обязаны сажать самолет вручную.

Курсо-глиссадная система

Курсо-глиссадная система

Даже если и производится автоматическая посадка пассажирского самолета, пилот внимательно следит за всеми приборами, чтобы в случае ЧП перевести управление в ручной режим. Также посадка происходит гораздо мягче под управлением пилота, чем автоматики.

Для посадки самолета в авторежиме недостаточно иметь на борту современное оборудование. Дело в том, что также все зависит и от аэропорта – там должна функционировать курсо-глиссадная система третьей категории. Она представляет собой радиомаяк, который ведет воздушное судно и корректирует его путь. Эта система работает в штатном режиме, даже если пассажирский борт полностью обесточен.

Автоматическая система посадки пассажирского самолета возможна, однако используется очень редко. Ее применение оптимально при туманной погоде, плохой видимости, а также возможно только при наличии на аэродроме курсо-глиссадной системы определенной категории.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Радио против видео: нужна ли самолетам автономная посадка вслепую

Радио против видео: нужна ли самолетам автономная посадка вслепую

Посадка – самый сложный и рискованный этап полета пассажирского лайнера, тут случаются и неудачные касания взлетно-посадочной полосы, и выкатывание за ее пределы. Поэтому именно последние минуты воздушного путешествия (когда вдобавок ко всему самолет слегка потряхивает в вечно турбулентных нижних слоях атмосферы) вызывают максимум отрицательных эмоций у аэрофобов. Однако технологии, позволяющие максимально снизить роль человеческого фактора при приземлении, созданы уже давно, а сейчас, похоже, в этой области наступает новая эра.

Читайте так же:
Как из пяти апельсинов сделать десять литров сока

Схема движения самолета по глиссаде по указаниям КГС

Летим на маяк

Способность современных лайнеров к выполнению автоматической посадки стала развитием курсо-глиссадной системы (КГС), которую начали разрабатывать в США еще в 1930-x, а уже в начале 1940-х разрешили для использования в гражданской авиации. Основные элементы этой системы – два радиомаяка, курсовой и глиссадный.

Курсовые маяки – это ряд отдельных антенн, размещенных на стойках недалеко от торцов взлетно-посадочных полос. Их функция – создание двух горизонтальных диаграмм излучения. Анализируя разницу частотных характеристик «радиолепестков», аппаратура лайнера не дает машине отклоняться от осевой линии полосы. Примерно по такому же принципу работает глиссадный радиомаяк. Его роль – помочь самолету точно выдержать угол снижения с высоты аэродромного круга до касания полосы. Ошибка обернется посадкой с перелетом или недолетом, что, скорее всего, приведет к серьезному авиапроисшествию. На приборах это выглядит как совмещение положения летательного аппарата с точкой пересечения двух перпендикулярных линий – курсовой и глиссадной.

Airbus А350-1000

В зависимости от оборудования как аэродрома, так и самолета возможен заход на посадку по нескольким категориям и подкатегориям КГС. На категорию 1 (Cat I) экипаж полагается до высоты 60 м. Это высота принятия решения, когда командир воздушного судна определяет, будет выполнена посадка или это сопряжено с риском и надо уходить на второй круг. Категория 2 (Cat II) позволяет снизить высоту принятия решения до 30 м, и наконец для категории III высота принятия решения отсутствует. Фактически самолет при помощи аэродромного оборудования самостоятельно определяет параметры посадки и уже не нуждается в помощи. Самая продвинутая категория – Cat III C. Это практически автономная посадка вслепую – с помощью автопилота. Пилоты остаются за штурвалами или сайдстиками, но приближающейся полосы они могут и не увидеть, если ее, скажем, заволокло плотным туманом.

Посадочная полоса

Чем «Боинг» хуже «Трайдента»

Надо сказать, что изначально КГС разрабатывалась не для того, чтобы превратить пассажирский самолет в беспилотник, а именно для помощи экипажу при посадке в условиях ограниченной видимости. Как ни странно, на определенном этапе вперед вырвались европейцы. Первыми лайнерами, сертифицированными по категории 3, стали французский Sud Aviation Caravelle и британский Hawker Siddeley HS-121 Trident. Это произошло в 1968 году. Американцы же долгое время не придавали этой теме должного значения. КГС, особенно на технологическом уровне 1960-х, хорошо работает при низкой видимости, но не слишком надежна при сильных порывах ветра, особенно бокового. Как посчитали в Америке, плохая видимость (например, в результате снежной бури) редко обходится без буйства атмосферы, так что применение КГС все равно окажется невозможным. Когда в английских авиакомпаниях пришло время менять парк своих родных «трайдентов» на американские Boeing 757, британцы были немало озадачены отсутствием в новейших лайнерах возможностей для посадки в затрудненных условиях.

Как лайнер ориентируется в пространстве

На самом деле осуществлять посадку при низкой видимости или даже в ее отсутствие лайнеру помогают не только маяки КГС, но и другая техника. Например, на самолетах, сертифицированных по категории Cat III обязательно применяются радиовысотомеры – локаторы, точно определяющие расстояние до поверхности. Немалую роль играют маркерные радиомаяки, направляющие строго вверх узконаправленный луч, который дает пролетающему лайнеру информацию о расстоянии до ВВП. Большую помощь навигации в гражданской авиации оказало появление систем глобального позиционирования, в особенности GPS, которая фактически сделала ненужными маркерные маяки (в некоторых странах от них уже отказываются).

Распознавание образов

Лечу как вижу

Как бы то ни было, возможность посадки вслепую или автоматической посадки, обеспечиваемой постоянным совершенствованием КГС, связана в первую очередь с оборудованием аэропорта, и в мире, в том числе и в развитой его части, есть еще немало воздушных гаваней, оборудованных по первой или второй категориям КГС. Сейчас же отрабатывается другая идея – научить само- лет рулить, взлетать и садиться с минимальной помощью наземного оборудования.

Читайте так же:
Как запускают ракету в космос. Космодром Плесецк

В последние пару лет один из мировых грандов гражданской авиации – европейский концерн Airbus – разрабатывает систему ATTOL. Эту аббревиатуру можно расшифровать как «автономные руление, взлет и посадка». Задача проекта – создать пассажирский самолет, который сможет пилотировать себя сам, полагаясь на распознавание видимых объектов и самообучающийся искусственный интеллект. То есть оценивая ситуацию и принимая решения, как это делал бы настоящий пилот. Программа уже вышла далеко за рамки расчетов и гипотез.

16 января A350-100 совершил автономный взлет, демонстрируя возможности нового типа автономного пилотирования. Испытание проходило на домашнем аэродроме Airbus в пригороде Тулузы Бланьяке. Пилоты лишь поставили РУДы во взлетный режим, а дальше лайнер сделал все сам. Разбежался, аккуратно поднял нос и наконец взлетел. В этот же день было проведено еще семь тестовых взлетов, и все они прошли без каких-либо проблем. 29 июня испытания продолжились. Опираясь на визуальную информацию и алгоритмы распознавания объектов, самолет совершил посадку, уникальную в своем роде. Демонстрации предшествовали 450 ч полетов, в ходе которых собирались сырые видеоданные, которые подлежали обработке для определения оптимальных алгоритмов.

Курсовой маяк

Интересно, что идея автономного полета по визуальным ориентирам пришла в «большую авиацию» из программ разработки автономного воздушного такси. Этой тематикой занимается инновационное подразделение Airbus – компания Acubed. Ей же был инициирован проект Wayfinder, в рамках которого и создаются алгоритмы автономного полета.

Как уже говорилось, автоматическая посадка по Cat III C производится в практике гражданской авиации нечасто. Во-первых, потому что не все аэродромы располагают нужным оборудованием, и, во-вторых, из-за ограничений по состоянию воздушной среды: при сильном боковом ветре твердая рука пилота предпочтительней «умной» техники. Однако система, демонстрируемая Airbus, пока не может считаться конкурентом курсо-глиссадной системы. Вспомним, что разрабатывалась она прежде всего для посадок в условиях плохой видимости, а как с ней быть, если лайнер полагается в основном на «картинку»? Возможно, затем обе системы будут как-то интегрированы, но в чем точно нет сомнений – это в том, что нас ждет более безопасное авиационное будущее.

Система автоматической посадки самолетов. «Глаза»для автопилота

Полностью автоматическую посадку с навигацией и визуальным контролем, которая функционирует без необходимости использования наземных систем, продемонстрировали исследователи из Технического университета Мюнхена (TUM) и их партнеры по проекту.

Система автоматической посадки, которая, помимо сигналов GPS, опирается не на сигналы курсо-глиссадной системы, а на данные с камер, работающих в видимом и инфракрасном диапазонах разработана инженерами из Мюнхенского и Брауншвейгского технических университетов.

Автоматические посадки уже давно стали стандартной процедурой для коммерческих самолетов. В то время как крупные аэропорты имеют инфраструктуру, необходимую для обеспечения безопасной навигации воздушного судна, обычно это не так в небольших аэропортах.

Немецкие инженеры провели испытания системы автоматической посадки, работающей на основании данных GPS и камер, сообщается в пресс-релизе Мюнхенского технического университета.

GPS, курсо-глиссадная система, глиссада, автопилот, посадка, самолет

Суть проблемы: сигналы GPS подвержены неточностям измерений, например, из-за атмосферных помех. Приемник GPS в самолете не всегда может обнаружить такие помехи. В результате обычные процедуры захода на посадку по GPS требуют, чтобы пилоты взяли на себя управление на высоте не менее 60 метров и посадили самолет вручную.

Читайте так же:
Интересные факты о Китае

Для обеспечения возможности полностью автоматизированной посадки команда TU Braunschweig разработала оптическую систему отсчета: камеру с нормальным видимым диапазоном и инфракрасную камеру, которая также может предоставлять данные в условиях плохой видимости. Исследователи разработали специальное программное обеспечение для обработки изображений, которое позволяет системе определять местоположение самолета относительно взлетно-посадочной полосы на основе данных камеры, которые он получает.

Отметим, что крупные аэропорты оснащены курсо-глиссадной системой, позволяющей самолетам точно заходить на посадку, ориентируясь на радиомаяки. В состав такой системы входят курсовые и глиссадные маяки, которые показывают отклонение самолета от корректного угла захода в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Они работают благодаря созданию в одной плоскости двух диаграмм излучения, из-за чего при смещении относительно идеальной траектории приборы самолета показывают увеличение глубины модуляции одной из частот. Кроме того, в состав системы входят три маркерных маяка с вертикально направленным сигналом, пролетая через зону которых пилоты понимают удаление судна от взлетно-посадочной полосы.

GPS, курсо-глиссадная система, глиссада, автопилот, посадка, самолет

Однако этой системой оснащены далеко не все аэропорты, из-за чего на небольших аэродромах пилотам приходится полагаться только на сигналы GPS, а также ориентироваться визуально — что может быть тяжело ночью или в плохую погоду.

Инженеры из Мюнхенского и Брауншвейгского технических университетов разработали систему автоматической посадки, которая, помимо сигналов GPS, опирается не на сигналы курсо-глиссадной системы, а на данные с камер, работающих в видимом и инфракрасном диапазонах. Кроме того, система использует альтиметр и блок инерциальной навигации. Подлетая к взлетно-посадочной полосе, самолет при помощи систем компьютерного зрения начинает анализировать контуры полосы и при необходимости корректирует курс. При этом во время корректировки учитываются показания всех датчиков, а не только камер.

Инженеры установили прототип системы на легкий самолет Diamond DA42 и в конце мая 2019 года провели испытания на аэродроме австрийского города Винер-Нойштадт. В опубликованном ролике можно видеть, как во время посадки пилот не держит руки на ручке управления и не использует другие органы управления. Также доступно другое видео с несколькими автоматическими посадками.

Летчик-испытатель Томас Виммер доволен системой посадки: «Камеры уже распознают взлетно-посадочную полосу на большом расстоянии от аэропорта. Затем система полностью направляет самолет через посадочную площадку и точно приземляет его на осевой линии взлетно-посадочной полосы».

Устройство автопилота на современном самолете

Давайте разберем на примере одного из самых продвинутых в плане автоматизации самолетов — Airbus A320.

Прежде всего, данный пост является информационно-развлекательным, так что, постараемся избежать излишнего погружения в самолетные матаны, и наиболее простыми и доступными к пониманию словами разберем как же все таки происходит пилотирование современным самолетом с использованием автопилота?

-Аа, Cubertox, что за дела? Ты же обещал без матана, все так хорошо начиналось!

-Смотрите, суть этой схемы показать принципиальное устройство системы автоматического управления самолетом. Если не вдаваться в подробности то, информация от всех навигационных систем, систем управления двигателем, элеронами/стабилизатором, колесами, и даже принтером поступает в FMGS (Flight management guidance computer), который в свою очередь дает команду автопилоту.

Логично предположить, что при таком объеме поступающих данных, система может обеспечить управление самолетом в автоматическом режиме на всех этапах полета и при любых погодных условиях.

Так это или нет? Разберем в подробностях, по этапам полета.

Вот, вы загорелые, и слегка отдохнувшие в DutyFree, наконец добрались до прохладного салона самолета, и насколько это возможно с шагом в 30см между кресел, комфортно разместились на своих местах, согласно купленным билетам. Первый этап полета это буксировка и запуск двигателей.

Читайте так же:
Как добывают и выделяют серебро

Пока трудолюбивый тягач толкает самолет подальше от терминала, освобождая пространство для реактивной струи от самолетных двигателей, экипаж не теряя времени даром, приступает к запуску двигателей. И тут, Airbus предусмотрел первого электронного помощника, а именно FADEC (Full authority digital engine control system), который превращает процедуру запуска из первой картинки во вторую.

Дело в том, что само по себе устройство турбореактивного двигателя являет собой невероятно сложную систему, с огромным давлением и температурой внутри и подаваемым керосином снаружи. Газодинамическую устойчивость работы силовой установки, а так же надежный запуск и работу систем двигателя, как раз и обеспечивает FADEC, предоставляя летчикам контролировать параметры работы двигателя, не вмешиваясь непосредственно в управление его системами.

Удобно не правда ли? Внедрение таких систем, позволило на рубеже 80х-90х годов сократить экипаж с четырех до трех человек, навсегда оставив в прошлом профессию Бортинженера.

Вслед за запуском, идет этап руления. Эта часть полета.

хе-хе езда по аэродрому еще не полет

-нет, уважаемый Трололоша, все что следует за запуском двигателя, в авиации считается полетом

Итак, часть полета, которая называется рулением лишена автоматизации чуть более чем полностью (если так еще уместно выражаться в 2018м). Поездка по кочкам, объезд ям и канав осуществляется летчиками в ручном режиме, так что теперь, уважаемые пассажиры, вы знаете кого благодарить, если вас начало тошнить еще до взлета.

злет.

Взлетом в авиации принято считать момент от начала разбега по взлетно посадочной полосе, до момента достижения безопасной высоты в 10м.

-лол кек, 10 метров уже безопасная высота?

-именно так, понятие «безопасной высоты взлета» отдельная тема для обсуждения, не входящая в определение «поменьше матана»

Может-ли современный пассажирский самолет выполнить взлет самостоятельно, без помощи летчиков? Ответ — нет. Все взлеты всегда выполняются в ручном режиме, отчасти Airbus это аргументирует фразой «Due to malfunctions or conditions that give unambiguous indications that the aircraft will not fly safely» что может вольно трактоваться как «в связи с отказами или условиями которые могут нарушить безопасность взлета»

Что произойдет если на полосе во время взлета вдруг окажется крокодил?

Или автомобиль незадачливого водителя?

Или другой самолет, случайно перепутавший маршрут руления?

Все это реальные случаи которые могли стать причиной катастрофы, но благодаря грамотным действиям экипажа обошлось лишь анекдотом.

Но вот, земля стала удаляться от нас, и теперь можно расслабиться, включить наконец, автопилот и приступить к набору высоты. Да, на самолетах Airbus, автопилот может включаться на высоте более 30м или через 5 секунд после отрыва от земли. Работа летчиков с автопилотом при наборе высоты напоминает управление круиз контролем автомобиля при движении по центру города. Необходимо постоянно указывать самолету требуемую скорость, направление и высоту полета через FCU, крутя ручки как безумный шашлычник крутит шампуры. Выполнять процедуры шумопонижения на местности, обходить опасные метео явления, работать с механизацией крыла и успевать отвечать службам управления воздушным движением по радиосвязи.

В общем пока самолет не наберет примерно километр высоты, летчикам запрещено даже разговаривать друг с другом на любые темы, кроме стандартных процедур взлета. И все становится еще веселее, если по каким-то причинам нет возможности использовать автопилот, и в добавление ко всему вышеперечисленному приходится вертеть штурвалом как безумный пират в штормовую погоду.

Но вот безумная горячка набора высоты сменяется относительным затишьем полета на эшелоне. Самолет самостоятельно следует по маршруту, в определенных пределах соблюдает скоростные ограничения, и следит за точностью навигационных параметров. Летчики в этот момент контролируют работу систем, расход топлива, принимают пищу, или если полет слишком утомительный, один из летчиков может поспать 40 минут на рабочем месте, передав управление и контроль соседу по кабине. Горизонтальный полет, это как раз та часть полёта, на которой запрещён полет без использования автоматики. Где заданные параметры, такие как скорость и высота автоматика выдерживает довольно точно.

Читайте так же:
Как делают купольные дома из пенополистирола в Японии

Таким образом подумали и начальники от авиации и указали что использование автопилота на высоте более 8,5 тысяч метров (Fl290) — обязательно.

-А что же делать если автопилот сломается?

-Необходимо освободить воздушное пространство в кратчайшие сроки.

Специфический авиационный юмор на любителя.

Логическим завершением каждого полета является снижение и заход на посадку.

Наравне с взлетом, этот этап наиболее ответственный и опасный, по статистике 80% всех авиапроисшествий случаются именно на взлете или посадке. И в целях сокращения этой статистики призван на помощь «его величество Autoland» или говоря по простому — режим автоматической посадки.

Постепенно приближаясь все ближе и ближе к земле, пилоты крутят шампуры на FCU и вот уже в посадочной зоне аэропорта, огни которого манят так пленительно любого путника после долгой дороги.

И казалось бы, можно расслабится, отдавшись на волю автоматики, лениво следя за тем, как умный самолет везет тебя домой. Но что это?

А это всего-лишь не полный список требований к аэропорту, погоде и самолету, для того чтобы он мог безопасно совершить Autoland.

-A что если сегодня ветрено?

-Не, Autoland нельзя.

-A что если ВПП немного под уклоном?

-Не, Autoland нельзя.

-А что если аэродром в горах?

-Не, Autoland нельзя.

-Так а зачем он нужен?

Вот тут то и собака зарыта! Autoland применяется только в условиях близких к идеальным, или при сильном тумане. Ну положим, в тумане — понятно, нет времени на пилотирование самолета, так как ничего не видно, ни огней ВПП, ни других ориентиров. А зачем в штиль-то его использовать? -Если экипаж устал.

Да, от самолетного бортпитания и 45 рейсов в месяц может устать даже самый крепкий летчик, и его силы могут иссякнуть в самый неподходящий момент. Как запасной вариант второй пилот, может воспользоваться Autoland’ом, для облегчения пилотирования в одиночку.

Но как на практике происходит посадка с Autoland’ом? Летчикам можно просто откинуться на спинку кресла и наблюдать как самолет все сделает сам?

Как следует из данного туториала, заход на посадку в автоматическом режиме, это практически такой-же заход как и в ручном, с одним маленьким исключением. Пилот управляет самолетом кнопками а не посредством штурвала (сайдстика, джойстика, как хотите).

Таким образом, напрашиваются следующие выводы: Системы современных самолетов не могут с необходимой точностью предвидеть опасность, и принять верное для данной ситуации решение.

Автопилот используется на тех этапах полета, на которых характерно отсутствие внезапной опасности, ибо построение алгоритмов действия, в аварийной ситуации, при комбинации возможных отказов оборудования и внешних условий, невыполнимая задача для таких сложных систем как самолет.

1. Правда-ли что пилоты используют автопилот 99% времени полета?

2. Правда-ли что автопилот может самостоятельно выполнять всю работу за летчика?

-Нет это не так, автопилот управляется летчиками.

3. Правда ли что вам так много платят? Со всеми проводницами переспал? Часто летаешь пьяным?

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию