Компьютерра PDA N137 (24.09.2011-30.09.2011)

Возникает вопрос: неужели при нынешнем уровне развития вычислительных систем мы не можем уберечь авиацию от человеческой ошибки, которая по статистике превалирует над отказами техники? Для этого необходимо определить, насколько глубоко электроника проникла в воздухоплавательные машины.

Механический пилот

Изначально самолёты управлялись с помощью тросов, систем блоков, шкивов и тяг, передававших усилия на аэродинамические элементы конструкции планера. Штурвал влево - тросы потянули за рычаги закрылков, и самолёт плавно сваливается на левый бок. Просто, эффективно, а при должном уровне контроля качества производства ещё и надёжно. Позднее их заменила гидравлика, но принцип аналогового управления ещё долго служил основой для построения воздухоплавательных машин. С ним авиация прошла длинный эволюционный этап развития от прыжков по взлётной полосе аппарата братьев Райт до первых серийных реактивных истребителей.

Развитие электроники привело к оптимизации механизмов управления воздушными судами. Русская аббревиатура ЭДСУ (электронно-дистанционная система управления) не настолько отражает суть пришедшего в авиастроение принципа, как английское Fly-by-Wire. Управляющее воздействие на приводы аэродинамических элементов в этом случае передаётся с помощью электрических сигналов. Первые ЭДСУ служили только для того, чтобы передать сигнал с датчиков штурвала на управляющие элементы.

Позже, в семидесятых годах, на смену существующим пришло новое поколение систем, на вход которых поступали не только сигналы о действиях пилота, но и информация об углах атаки, перегрузках и других лётных данных. На основании этих вводных уже цифровая ЭДСУ выдавала комплексные указания, не только обеспечивая управление самолётом, но и компенсируя и предупреждая некоторые ошибки пилота, не давая ему сойти в штопор или "свалить" самолёт. Для примера: на отечественном Су-27 при приближении к критическому режиму полёта ручка штурвала начинает дёргаться, имитируя жёсткую тряску самолёта. Да, именно как вибросигнализация на джойстиках игровых приставок.

Реализация электронной системы управления также стала необходима из-за того, что стало понятно, что планер с неустойчивой конструкцией окажется более манёвренным по сравнению с устойчивым самолётом. Неустойчивость означает, что если пилот отпустит штурвал самолёта, то машина не будет стремиться к возвращению к исходному положению. За поддержание стабильного полёта современных планеров и отвечает ЭДСУ, заодно избавляя от рутинных операций лётчиков не только военной, но и гражданской авиации.

Робот-пилот

Если системы управления самолётом настолько высокотехнологичны, то почему не предоставить искусственному интеллекту выполнение задачи доставки пассажиров по воздуху? Причина в том, что человеческий мозг и есть на самом деле самый совершенный компьютер, предназначенный для решения нестандартных задач. Компьютер может решить любую задачу, о которой знает и помнит группа разработки лётного программного обеспечения. Но что будет, если он столкнётся с неизвестной ему комбинацией факторов?

В полёте лётчику приходится решать множество задач, при этом постоянно принимая решения. В качестве примера - случай с командиром группы, заходившей на аэродром в условиях ограниченной видимости. В сложных для пилотирования условиях ему было необходимо проводить:

• анализ обстановки;

• cбор информации;

• выделение вариантов: заход на посадку или уход на запасной аэродром;

• взвешивание вариантов - нужно было предвидеть действия всех ведомых самолётов;

• выбор варианта и решение о наиболее соответствующем действии;

• подачу команды экипажу и ведомым бортам;

• выдерживание режима полёта в сложных метеоусловиях;

• работу с группой ведомых самолётов;

• работу с руководителем полётов;

• работу с экипажем: реагировать на сообщения, делать запросы, ожидать ответы, перепроверять сведения, отдавать команды.

На проведение этих действий в условиях аварийной ситуации (подача сигнала о сближении с землёй) у командира корабля ушла 31 секунда. Спроектировать возможность данной ситуации на земле практически невозможно, как и запрограммировать действия робо-пилота в ней. Возможности же человека в стрессовой ситуации - безграничны, равно как и число возможных комбинаций факторов, из которых может сложиться нештатная ситуация на борту.

Вовремя остановиться

Может быть, решение - в наращивании вычислительных мощностей современных самолётов? Современные вычислительные системы уже обладают достаточными возможностями для организации высокопроизводительных отказоустойчивых комплексов, даже в габаритах авиационного планера.