Jak działa autopilot w samolotach
Samoloty są dziś tak skonstruowane, że w zasadzie same latają. Jest to jednocześnie pocieszająca i przerażająca myśl. Z jednej strony, najczęstszą przyczyną katastrof lotniczych jest błąd człowieka, więc świadomość, że samoloty są zaprojektowane tak, aby były zautomatyzowane i szczerze mówiąc, mądrzejsze od ludzi, może być pocieszająca. Ale niepokojąca jest również myśl, że potencjalnie zawodny system komputerowy utrzymuje cię w powietrzu na wysokości 30 000 stóp.
Dobrą wiadomością jest to, że samoloty są zbudowane w sposób redundantny, więc jeśli jeden system zawiedzie, drugi go zastąpi (w niektórych przypadkach, jak w przypadku systemu hydraulicznego samolotu, są dwa systemy zapasowe). Dzisiejsze samoloty są inteligentne: są zbudowane nie tylko do normalnego działania, ale także do odczytywania zmian w nietypowych operacjach i dostosowywania się do nich. Oczywiście, piloci są przeszkoleni do ręcznego pilotowania samolotu i są tam po to, aby zajmować się rzeczami, których autopilot nie może – myśląc o kołowaniu i lądowaniu, podając automatycznemu systemowi informacje, w tym lokalizację początkową i końcową, aby mógł wytyczyć trasę, i oczywiście, robiąc tandetne żarty podczas procesu wchodzenia na pokład.
Jak dokładnie to działa?
Autopilot odnosi się do zbioru systemów, które automatyzują operacje samolotu. Złożona matryca komputerowa mówi samolotowi, jak ma lecieć, w tym nawigacja, wysokość, prędkość i ciąg silnika, który kontroluje siłę, z jaką samolot porusza się w powietrzu. Gdy te systemy są włączone – po wprowadzeniu przez człowieka informacji o celu lotu, autopilot pobiera dane o trasie lotu, lokalizacji i nawigacji – nawigacja wykorzystuje tę samą technologię GPS, która znajduje się w telefonie komórkowym i wypluwa zoptymalizowany plan lotu. Pozwala to pilotowi pozostać bez rąk przez cały czas trwania lotu.
Pierwszy podstawowy system autopilota można prześledzić niemal od początku lotów, kiedy to w 1912 r. firma Sperry Corporation stworzyła system, który pozwalał samolotowi lecieć prosto bez kontroli pilota. Rozwój ten był znaczący, ponieważ wyznaczył kurs dla podróży lotniczych, jakie znamy dzisiaj, i dał zarówno psychiczną i fizyczną przestrzeń dla pilota, aby zwiększyć koncentrację na innych aspektach obsługi lotu lub walki, w zależności od przypadku. Po II wojnie światowej, Stany Zjednoczone wyprodukowały samolot, F-5 fighter jet, który mógł startować i lądować samodzielnie.
Dzisiejszy autopilot jest znacznie bardziej zaawansowany, a większość samolotów, które mieszczą więcej niż 20 osób posiada systemy autopilota. Komputerowy, trzyosiowy system kontroluje różne fazy lotu – taksówkę, start, wznoszenie, przelot na wysokości, opadanie, podejście i lądowanie. (Federalna Administracja Lotnictwa Cywilnego wymaga, aby piloci mieli „ręce przy sobie” przy startach i lądowaniach, gdy samolot znajduje się poniżej 500 stóp). Podczas gdy piloci nadal lądują samoloty ręcznie w 99 procentach przypadków, technologia autopilota i nowsza infrastruktura lotniskowa pozwalają na bardziej zautomatyzowane lądowania, które są szczególnie pomocne w przypadku słabej widoczności lub złych warunków pogodowych.
Sam system działa na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego, co oznacza, że otrzymuje dane z różnych mechanizmów samolotu i reaguje poprzez hamowanie określonego działania w odpowiedzi na inne działanie. Na przykład, autopilot jest ustawiony tak, aby utrzymywać samolot w pozycji poziomej. Jeśli skrzydła nie są już wypoziomowane, autopilot otrzymuje dane o tym fakcie i uruchamia się, aby skorygować problem. Gdy skrzydła są już wypoziomowane, pętla zamyka się i komunikacja w zasadzie ustaje. Powtarza się to w przypadku wszystkich funkcji samolotu podczas lotu, w tym sterowania, prędkości, wysokości i innych. Wszystko to odbywa się bez podnoszenia palca przez pilota, chociaż są one monitorowane ściśle do umysłu dla wszelkich problemów lub niespójności.
Piloci mają pozostać czujni przez cały czas i mogą, w każdej chwili, poprawić lub wyłączyć autopilota, jeśli jest glitchy, na przykład, lub w celu wykonania ręcznego lądowania. Nie ma konkretnego oznaczenia, kiedy piloci powinni wyłączyć autopilota, tak długo, jak przełączają się na tryb ręczny, aby rozwiązać problem lub zanim samolot osiągnie minimalną wysokość, która różni się w zależności od rodzaju samolotu, ale może być tak niska, jak 80 stóp nad ziemią.
Można powiedzieć, kiedy samolot jest prowadzony ręcznie, ponieważ będzie generalnie bardziej wyboista. Zasadniczo komputer latający samolotem może wykonać więcej zadań szybciej i skuteczniej niż człowiek. Tak więc, gdzie pilot ręcznie latający samolotem może, na przykład, zająć 30 sekund, aby wyrównać samolot, gdy podmuch wiatru odrzuca kąt, autopilot może wykryć i skorygować kąt samolotu w mniej niż połowę tego czasu, a ty masz mniej czasu, czując się jak wstrząśnięta mrożona herbata.
Więc, czy to czyni pilotów przestarzałymi?
Nie całkowicie. „Autopiloty są użytecznym narzędziem pomagającym pilotom w zarządzaniu obciążeniem pracą w kokpicie, jednak wymagają ciągłego monitorowania, a piloci muszą kontynuować normalne kontrole w kokpicie, aby zweryfikować oczekiwane i prawidłowe działanie” – mówi Richard McSpadden, dyrektor wykonawczy Instytutu Bezpieczeństwa Lotniczego AOPA w rozmowie z Condé Nast Traveler.
Piloci są przeszkoleni do ręcznego pilotowania samolotów, a niektórzy z nich wkładają ręczny czas lotu każdego miesiąca. Mimo to, istnieje obawa, że automatyzacja pozwala pilotom na zardzewienie przy faktycznej znajomości latania. W rzeczywistości, Federalna Administracja Lotnictwa wydała raport w styczniu 2016 roku krytykując brak standardów branżowych dla regularnego szkolenia pilotów ręcznych i wzywając do bardziej rygorystycznych standardów.