Автопилот, на взлёт: эксперт ПАО «Яковлев» Сергей Алексеев — о трендах развития авиационных систем управления
Если рассматривать полёт в трёх основных фазах – взлёт, крейсерский режим и посадка – то на сегодняшний день конструкторы научились полностью автоматизировать только две из них. Самолёты последнего поколения умеют не только сами следовать по проложенному курсу, но и совершать посадку – вплоть до перемещения на стоянку по рулёжным дорожкам и перрону аэропорта.
Узким местом автоматизации полёта остаётся взлёт — и на это есть, по меньшей мере, два веских основания.
Первое препятствие для массового внедрения технологии автоматического взлёта — это так называемая «скорость принятия решения», на которой в настоящее время экипаж принимает решение о продолжении взлёта или его прекращении, руководствуясь критерием безопасности. Здесь мы сталкиваемся с психологическим барьером: можно ли доверить машине принятие такого важного решения как продолжение или прекращение взлёта?
Второе препятствие связано с тем, что на сегодняшний день на аэродромах не существует таких надёжных и точных средств наведения, которые есть для современных систем посадки самолёта. Выполняя посадку, самолёт ориентируется на сигналы различных радиолокационных маяков, другими словами, он как бы «видит» куда ему следует приземлиться, но только благодаря наземному аэродромному оборудованию. При взлёте такая ситуация невозможна и фактически самолёт взлетает «вслепую», за исключением спутниковых навигационных средств, которые не дают практически никакой информации об окружающей обстановке, — отмечает начальник департамента механики полёта ПАО «Яковлев» (входит в Объединённую авиастроительную корпорацию Ростеха) Сергей Алексеев.
Однако эти препятствия не означают, что работы в направлении автоматизации взлёта не ведутся.
Огромную работу в этой сфере проделал авиационный гигант Airbus. Стремясь решить проблему с оценкой окружающей обстановки и навигацией по визуальным ориентирам, европейские конструкторы оснастили опытные самолёты системой искусственного зрения, похожей на ту, что сегодня активно применяется в малой беспилотной авиации. Эта система позволяет распознавать объекты и тем самым оценивать положение самолёта и его параметры в процессе движения по взлётно-посадочной полосе. Европейцы годами обкатывали эту технологию, провели больше сотни автоматических взлётов (под контролем экипажей из лётчиков-испытателей), однако пока технология ещё не внедряется в эксплуатацию. Некоторые эксперты считают, что отсутствие внедрения связано с применяемыми в этой системе технологиями искусственного интеллекта, которые пока не могут быть верифицированы в составе бортового ПО и, следовательно, не дают требуемого уровня гарантий безопасности.
Менее категоричный путь в этом направлении избрала бразильская компания Embraer. Несмотря на официальное сообщение о внедрении автоматического взлёта, она не стала полностью автоматизировать его, сделав только один осторожный шаг в эту сторону. Её решение состоит в том, что по достижении определённой скорости система производит взлёт, обеспечивая управление в продольном канале, но всё управление движением по взлётно-посадочной полосе в путевом канале производит сам экипаж, он же может принять решение о прекращении взлёта в случае необходимости из соображений безопасности.
По похожему пути почти 10 лет назад прошли и создатели отечественного лайнера Superjet 100. Управление тягой двигателей на взлёте происходит полностью автоматическом режиме. Управление в продольном и путевом канале при движении по взлётно-посадочной полосе осуществляет экипаж, но по достижении необходимых параметров в процессе подъёма носового колеса у лётчиков на экране основного пилотажного прибора появляется директорная планка управления. Директорная планка показывает пилотирующему лётчику заданные значения и потребное управление в каналах тангажа и курса. Таким образом, пилоты производят взлёт вручную, но по рекомендации бортового компьютера, который обеспечивает расчёт управляющих команд для безопасного выполнения взлёта и достижения требуемых траекторных параметров движения самолёта и их отображение. Также как и на всех других самолётах транспортной категории экипаж может принять решение о прекращении взлёта.
Пока системы автоматизации взлёта только разрабатываются, уместно задать вопрос: а так ли они необходимы? Ведь по большому счёту уже сейчас экипаж из двух пилотов пассажирских лайнеров по сути занимается не столько управлением самолётом при полёте, сколько выполняет функции контролёров или операторов автоматического полёта. После создания систем автоматической посадки взлёт — это единственная операция, которая полностью осуществляется пилотами. Автоматизация и этого этапа полёта грозит риском потери пилотами своих профессиональных компетенций по непосредственному управлению воздушным судном.
Однако у автоматизации взлёта есть и свои сторонники. Такая система, считают они, поможет увеличить точность управления взлётом, а это, в свою очередь, приведёт в том числе к экономии в расходе дорогостоящего топлива, которое в достаточной степени расходуется именно на этом этапе полёта.
Кроме экономики, в пользу таких систем говорит и сама логика развития авиации: автоматизация полёта началась спустя десять с лишним лет после появления первых самолётов, а автоматизация взлёта будет логическим следствием и последовательным шагом к такой технологической эволюции как беспилотная пассажирская авиация.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России
