Automatizálás a repülőgépekben: A pilóta változó szerepe

Tartalom

• A Wright szórólaptól a Modern Jetlinerig
• A Boeing 747 alakulása
• A Fly-by-Wire rendszer
• Air France 447. járat
• Colgan 3407. számú légi járata
• Balesetek megelőzése a modern pilóta pilóta képzésén keresztül

Jelenleg kereskedelmi pilótának készülök, követve gyermekkori álmomat.

A Wright szórólaptól a Modern Jetlinerig

A repülőgépek első megalkotásakor a korai úttörők, mint például a Wright Brothers, teljes mértékben a pilótafülke kezelőszervei és a repülőgép mozgó részei közötti mechanikus kapcsolatokra támaszkodtak, kábel- és tárcsarendszerrel, amely összekötötte az igát vagy a botot és a kormánypedált a három elsődleges kezelőfelülettel. a gép: csűrők, lift és kormány. Az alapdugattyús motorok fix korú légcsavarokkal, amelyek a korai repülőgépekhez vannak felszerelve, valamint sok ma épített és repült könnyű repülőgép, csak mechanikus fojtószelep, keverék és porlasztó hőszabályozását igénylik. A korai repülőgépek csak vizuális körülmények között tudtak alacsonyan és lassan repülni, ezért a pilóták munkaterhe annyira alacsony volt, hogy egyedül tudták kezelni az irányításokat. A fő gond a szerkezet vagy a motor mechanikai meghibásodása lett volna, ami sajnos mindennapos a repülés első éveiben.

Amint a repülőgépek összetettsége nőtt és megbízható számítógépes rendszerek váltak elérhetővé, a gyártók növekvő automatizáltságot építettek be terveikbe. A modern repülőgépek automatizálása gyakorlatilag mindenhol megtalálható, a motorokat vezérlő FADEC (Full Authority Digital Engine Control) rendszerektől kezdve a repülőgép vezérlő felületeinek vezetékes elektronikus mozgatásán át a navigációs és autopilóta rendszerekig, amelyek elég pontosak ahhoz, hogy száz fölött szálljanak le tonna fém repül óránként 150 mérföld felett, egy keskeny aszfaltcsíkon, pilóta nélküli beavatkozáson kívül, csak a szárnyak és a futómű alsó részén. A pilóta szerepének egyértelműen másnak kell lennie ezekben az ultramodern repülőgépekben, és valóban, ha nem lennének ezek a bosszantó fülek és felszerelések, akkor a repülőgép pilóta nélkül is képes lenne repülni. A katonai UAV-ok éppen ezt teszik; egy pilóta irányítja a földön, az összes fedélzeti rendszer automatikus. A legtöbb ember mégis boldogabbnak érzi magát, ha pilóta van a hegyes végén, és jelenleg nincsenek komoly tervek az emberek eltávolítására a kereskedelmi utasszállító pilótafülkéből.

A Boeing 747 alakulása

A Boeing 747-et az 1960-as évek elején hozták létre, kezdetben az amerikai hadsereg teherszállítási igényeinek kielégítésére. A kereskedelmi repülőgép-utazás azonban szó szerint nagyjából ebben az időben indult el, és a vállalat rést látott a nagy utasszállító repülőgépek piacán. Az első változat, a 747-100, 1969-ben hajtotta végre első járatát, és 1970-ben állt szolgálatba a Pan Am-mel. Amint az a fenti képen látható, a pilótafülke tele volt hagyományos analóg típusú műszerekkel és nyomtávokkal, és repült a a repülőgépekhez három személyzeti tagra volt szükség - a kapitányra, az első tisztre és a repülőmérnökre -, akik a pilóta mögött ültek egy hatalmas műszerfalon, és számos repülőgép-rendszert figyeltek és irányítottak.

A repülőgépmérnököt elavulttá tették a 747-400-as változat 1989-es megjelenésével. A második kép a pilótafülke teljesen más elrendezését mutatja, nagy digitális kijelzőkkel a pilóták előtt. Sok olyan funkciót, amelyet manuálisan kellett végrehajtani, beépítették az egyetlen gombnyomással aktiválható automatikus szekvenciákba, így a pilótafülkében található mérőórák, mérők és gombok száma közel 1000-ről csak 365-re csökkent.

2011-ben a legújabb 747–8-as változat frissített rendszerekkel állt forgalomba a Boeing vadonatúj 787-es utasszállítójának kifejlesztett technológiával. A harmadik fényképen látható pilótafülke hasonlít a kijelzőkre, elrejti a továbbfejlesztett rendszereket és egyes vezérlőfelületekhez vezeték nélküli vezetéket használ.

A Fly-by-Wire rendszer

A fly-by-wire egy olyan rendszer, amely a pilóta kezelőszervei és a repülőgép kezelőfelületei közötti mechanikus kapcsolatokat felváltja egy elektronikus interfésszel, amely értelmezi a pilóta bemenetét és átalakítja azokat elektronikus jelekké, amelyek a működtetőket megfelelően mozgatják a felületeken. Ilyen rendszerek használhatók a repülési stabilitás javítására, automatikusan korrigálva a kívánt repülési állapotból származó zavarokat. Ezt különösen a modern vadászgépeknél alkalmazzák, amelyek nagyon manőverezhetőek, de eredendően instabilak, és az ember által lebonthatatlanok lennének, ha a repülésirányító számítógépek meghibásodnának. Az utasszállító nem viselkedik így, de a repülésirányító számítógépek beprogramozhatók a repülés borítékvédelmére. Ez azt jelenti, hogy ha a pilóta beadványa olyan manővert igényel, amely a repülőgépet veszélyes helyzetbe hozná, vagy meghaladná a szerkezeti határokat, a számítógép csak előre meghatározott határokig engedi meg a manővert, miközben pilótafülke figyelmeztetést ad.

A „fly-by-wire” lenyűgöző történelemmel rendelkezik: a Concorde volt az első gyártósoros repülőgép, amely korai analóg formájában használta, az Űrsikló pedig az első olyan repülőgép, amely teljesen digitális rendszert használt. Az Airbus volt az első nagy polgári repülőgép-fejlesztő, amely átvette a digitális fly-by-wire technológiát, korlátozott mértékben alkalmazva azt az A310-esen és teljes mértékben az A320-on, amelyet 1988-ban vezettek be, és köznyelven "Electric Jet" néven ismertek. Némi kezdeti ellenállás után a Boeing később átvette a technológiát, és jelenleg a 777, 787 és 747-8 modelleken használja. Az Embraer vezeték nélküli kapcsolatot használ az E-Jet sorozatához, és a Dassault Falcon 7X az első üzleti sugárhajtómű, amely a rendszert használja.

Air France 447. járat

2009. június 1-jén az Air France 447-es járata Rio de Janeiróból Párizsba zuhant az Atlanti-óceán déli részén. Kezdetben a baleset oka rejtély volt, mivel a pilóták nem hívták meg a májust, és a repülési adatrögzítők helyreállítása a tengerfenékből két évig tartott.

A vizsgálatok az akkori időjárási viszonyok miatt pitot szondának nevezett műszerek jegesedésének gyanújára összpontosítottak. Normál esetben a pitot-szondákat melegítik, hogy megakadályozzák a jégképződést, de ha eltömődnek, a repülőgép számítógépei nem tudják pontosan megmondani, milyen gyorsan halad a levegőben. Ekkor fennáll annak a veszélye, hogy túl lassan repül, ami azt jelenti, hogy a szárnyak felett nem lesz elegendő levegő az emelés fenntartásához, és egy istállóba kerül, és kiesik az égből. A különböző pitot-szondák leolvasásai közötti eltérések lehetetlenné teszik annak kiderítését, hogy melyik a helyes sebességű sebesség, és az autopilóta, amely akkoriban az Airbus A330-ast repítette volna, lekapcsolással válaszolt, vagyis a pilóták kézzel repültek. Kritikusan elmondható, hogy ebben a helyzetben a repülésvezérlő számítógépek úgy vannak programozva, hogy "normális törvényről" "alternatív törvényre" váljanak, és ebben az esetben a repülési burkolat védelme nem áll rendelkezésre, és semmi sem akadályozza a repülőgép leállását, ami történt ez az eset.

A rejtély az volt, hogy a legénység miért nem tudott felépülni az istállóból. Bármelyik repülőgép esetében az általános leállási eljárás az orr leeresztése a sebesség növelése érdekében, és lehetővé teszi a szárnyak újra emelését. 35 000 láb felett repülve rengeteg időnek kellett volna felépülnie, de ez nem történt meg.

A repülési adatok és a pilótafülke hangrögzítőinek helyreállítása hűvös részletességgel tárta fel a történteket. A pilóták párbeszédéből kiderült, hogy fogalmuk sem volt arról, mi történik, amíg nem késő. Ami még rosszabb, hogy az egyik pilóta teljesen helytelenül reagált az elakadt állapotra: a pilótafülkében az elakadásra figyelmeztető jelzések ellenére a botot visszahúzva ahelyett, hogy előre tolta volna. Mint szinte az összes repülési balesetnél, az ok multifaktoriális volt, az időjárási viszonyok, a pitot-szondák kialakítása és a pilóta nem megfelelő reagálása miatt az automatizálás elvesztésére.

Colgan 3407. számú légi járata

Néhány hónappal korábban, február 12-én, egy Bombardier Q400 lezuhant a New York-i Buffalo felé közeledve. A vizsgálat során kiderült, hogy ez a repülőgép is leállt, bár más körülmények között. Az autopilóta a repülőgépet repítette, de a sebesség sebessége gyorsan esett, amikor a szárnyak és a futómű leereszkedtek, növekvő ellenállással. A legénység ezt nem vette észre, amíg az elakadásjelző rendszer be nem kapcsolta a botrázót. A megfelelő válasz az lett volna, hogy elvégezzük a normál leállási helyreállítást, leengedjük az orrát, és erővel alkalmazzuk a sebesség növelését. Ehelyett a kapitány megpróbálta felhúzni az orrát. Ez aktiválta az elakadási védelem következő szakaszát, a bot-tolót, amely erős orr-lefelé irányuló erőt fejt ki a botra a repülőgép helyreállításához. A kapitány azonban továbbra is hátráltatta ezt az erőt, aminek következtében egy teljes istálló következett, amelyből a repülőgép nem tért magához.

Balesetek megelőzése a modern pilóta pilóta képzésén keresztül

Mindkét esetben a vizsgálatok előrehaladtával hiányosságok jelentkeztek. A Colgan-baleset eredményeként kiderült, hogy az istálló-helyreállítás, ahogyan azt a szimulátor általában tanítja, a minimális magasságvesztéssel hangsúlyozta a helyreállást, ami azt jelenti, hogy a pilóták hajlamosak eltávolodni az istálló-helyreállítási technikától, amelyet könnyű repülőgép-képzés során már megtanultak volna , határozott orr-lefelé mozgással, és mindenáron hajlamosak voltak elkerülni a magasságvesztést. Úgy gondolták, hogy ez hozzájárult ahhoz, hogy a kapitány nem megfelelően reagált az istállóra vonatkozó figyelmeztetésekre.

Az Air France vizsgálata kiderítette, hogy a légitársaság nem tartalmazott semmilyen magaslati leállási eljárást az oktatási programjába, sőt, egyáltalán nem végzett kézi kezelést a magaslati kiképzésben. Ez valószínűleg a pilóták által mutatott zavart, a megfelelő ellenőrzőlisták be nem tartását és nem megfelelő válaszokat eredményezett.

Ezek a balesetek sok vitát váltottak ki a repülési iparban. 2011-ben jelentést mutattak be a Royal Aeronautical Society repülési kiképzési konferenciáján, amely azt sugallja, hogy a hajózó személyzet képes reagálni ismeretlen helyzetekre, amelyek gyakran automatizálás elvesztésével járnak, vagy katonai kiképzésben voltak, vagy egy olyan légitársaság alkalmazásában álltak, amelynél a törvényben előírt minimumnál magasabb időtartamú visszatérő képzési program van. hogy a szokásos képzés nem biztosítja a modern pilóták számára a modern pilótafülke kihívások kezeléséhez szükséges rugalmasságot. Felmerült, hogy az újonnan kiképzett pilóták túlságosan támaszkodnak az automatizálásra, ellentétben a kevésbé kifinomult rendszereken képzett idősebb pilótákkal, akik hajlamosak megkérdőjelezni az információforrásokat és jobban felkészültek bármelyik rendszer meghibásodására.

Néhány azonnali változás történt a képzésben, nevezetesen az istálló helyreállításában, ahol visszatértek az alapelvekhez - orr lefelé és a légsebesség növelése prioritásként. Egyes repüléstanító szervezetek egy ideges helyreállítási modult vezettek be alapképzésükbe, hogy növeljék a helyzettudatosságot és korai szakaszban bevezessék a helyes helyreállítási eljárásokat. A kompetencia alapú képzés felé haladunk egy új licenc, a Multi-Crew Pilot License bevezetésével, amelynek célja a gyakornokok értékelése a tényleges teljesítmény alapján számos helyzetben, és nem egyszerűen egy vitathatóan elavult tananyag kitöltése.

Sajnálatos, hogy néha baleseteknek kell bekövetkezniük a problémák felismerése előtt, de a magasan automatizált repülőgépeket üzemeltető pilóták különböző kihívásainak tudatossága minden idők legmagasabb szintje, remélhetőleg fokozott biztonságot eredményez mindazoknak, akik repülnek.