How Autopilot on Planes Works
Vliegtuigen zijn tegenwoordig gebouwd om in wezen zelf te vliegen. Het is tegelijkertijd een geruststellende en beangstigende gedachte. Aan de ene kant is de meest voorkomende reden voor vliegtuigongelukken een menselijke fout, dus het kan geruststellend zijn te weten dat vliegtuigen zijn ontworpen om geautomatiseerd te zijn en, eerlijk gezegd, slimmer dan mensen. Maar het is ook verontrustend om te denken dat een potentieel feilbare computersysteem houdt u op 30.000 voet in de lucht.
Het goede nieuws is dat vliegtuigen zijn gebouwd met redundanties, zodat als een systeem faalt, is er een ander om het te ondersteunen (in sommige gevallen, zoals met het hydraulische systeem van het vliegtuig, zijn er twee back-ups). En de vliegtuigen van vandaag zijn slim: ze zijn niet alleen gebouwd om normaal te werken, maar ook om veranderingen in abnormale operaties te lezen en zich daaraan aan te passen. Natuurlijk zijn piloten opgeleid om het vliegtuig met de hand te besturen, en zijn er om de dingen te doen die de automatische piloot niet kan, zoals taxiën en landen, het geautomatiseerde systeem van informatie voorzien, zoals de begin- en eindlocatie, zodat het de route kan uitstippelen, en natuurlijk flauwe grappen maken tijdens het instappen.
Hoe werkt het precies?
Autopilot verwijst naar een verzameling systemen die de operaties van een vliegtuig automatiseren. De complexe computermatrix vertelt uw vliegtuig hoe het moet vliegen, inclusief navigatie, hoogte, snelheid en motorstuwkracht, die de kracht regelt waarmee het vliegtuig door de lucht beweegt. Wanneer deze systemen zijn ingeschakeld – nadat een mens de vluchtbestemmingsinformatie heeft ingevoerd, verzamelt de automatische piloot gegevens over de vluchtroute, de locatie en de navigatie – gebruikt de navigatie dezelfde GPS-technologie als die in uw mobiele telefoon en spuwt een geoptimaliseerd vluchtplan uit. Dit stelt de piloot in staat om hands-free te blijven voor de duur van de vlucht.
Het eerste rudimentaire automatische piloot systeem kan worden teruggevoerd tot bijna het begin van de vlucht, toen in 1912 de Sperry Corporation een systeem dat een vliegtuig in staat stelde om recht te vliegen zonder controle van een piloot. Het was een belangrijke ontwikkeling, omdat het de koers bepaalde voor het luchtverkeer zoals we dat nu kennen, en zowel mentaal als fysiek ruimte gaf aan de piloot om zich meer te richten op andere aspecten van het uitvoeren van een vlucht of een gevecht, al naar gelang het geval. Na de Tweede Wereldoorlog produceerden de VS een vliegtuig, de F-5 straaljager, dat zelfstandig kon opstijgen en landen.
De automatische piloot van tegenwoordig is veel geavanceerder, en de meeste vliegtuigen met meer dan 20 zitplaatsen hebben automatische pilootsystemen. Het computergestuurde systeem met drie assen bestuurt verschillende fasen van de vlucht: taxiën, opstijgen, klimmen, kruisen op hoogte, dalen, naderen en landen. (De Federal Aviation Administration schrijft voor dat piloten “hands-on” zijn bij het opstijgen en landen terwijl een vliegtuig lager is dan 500 voet). Hoewel piloten vliegtuigen nog steeds 99 procent van de tijd handmatig landen, maken de automatische piloottechnologie en nieuwere luchthaveninfrastructuur meer geautomatiseerde landingen mogelijk, die vooral nuttig zijn bij slecht zicht of slechte weersomstandigheden.
Het systeem zelf werkt op een negatieve feedback-lus, wat betekent dat het gegevens ontvangt van de verschillende mechanismen van het vliegtuig en reageert door een bepaalde actie te verhinderen in reactie op een andere actie. De automatische piloot is bijvoorbeeld ingesteld om het vliegtuig in een horizontale positie te houden. Als de vleugels niet meer horizontaal zijn, ontvangt de automatische piloot gegevens die hem dat vertellen en wordt hij geactiveerd om het probleem te corrigeren. Zodra de vleugels waterpas staan, wordt de lus gesloten en stopt de communicatie in wezen. Dit herhaalt zich met alle functies van een vliegtuig tijdens de vlucht, zoals sturen, snelheid, hoogte, enzovoort. Dit alles gebeurt zonder dat de piloot een vinger uitsteekt, hoewel hij wel nauwlettend in de gaten houdt of er problemen of inconsistenties zijn.
Piloten worden geacht altijd alert te blijven en kunnen op elk moment de automatische piloot corrigeren of uitschakelen als deze bijvoorbeeld hapert, of om een handmatige landing uit te voeren. Er is geen specifieke aanwijzing wanneer piloten de automatische piloot moeten uitschakelen, zolang ze maar overschakelen naar de handmatige modus om een probleem op te lossen of voordat het vliegtuig een minimale hoogte bereikt, die varieert afhankelijk van het type vliegtuig, maar zo laag kan zijn als 80 voet boven de grond.
Je kunt zien wanneer een vliegtuig handmatig wordt gevlogen omdat het over het algemeen hobbeliger zal zijn. In principe kan de computer die het vliegtuig bestuurt, meer taken sneller en efficiënter uitvoeren dan een mens. Dus waar een piloot die het vliegtuig met de hand bestuurt bijvoorbeeld 30 seconden nodig heeft om het vliegtuig waterpas te zetten als een windvlaag de hoek omgooit, kan de automatische piloot de hoek van het vliegtuig in minder dan de helft van die tijd detecteren en corrigeren, en heb je minder tijd om je als een geschudde ijsthee te voelen.
Dus, maakt dat piloten overbodig?
Niet helemaal. “Stuurautomaten zijn een nuttig hulpmiddel om piloten te helpen hun werklast in de cockpit te beheren, maar ze vereisen voortdurende controle en piloten moeten hun normale cockpit cross check voortzetten om de verwachte en juiste werking te verifiëren,” vertelt Richard McSpadden, uitvoerend directeur van het AOPA Air Safety Institute aan Condé Nast Traveler.
Piloten zijn opgeleid om vliegtuigen met de hand te besturen en sommigen besteden elke maand tijd aan handmatig vliegen. Toch bestaat er bezorgdheid dat piloten door de automatisering roestig kunnen worden en niet meer weten hoe ze moeten vliegen. De Federal Aviation Administration bracht in januari 2016 een rapport uit waarin kritiek werd geuit op het gebrek aan industrienormen voor reguliere handmatige piloottraining en werd opgeroepen tot strengere normen.