Почему мы до сих пор используем пилотов для управления самолетами?

Это хороший вопрос, и поднимает шутку, которую многие пилоты хорошо знают:

— Что будет в кабине пилотов в будущем?»

— Собака и пилот.»

— Собака? Почему собака?»

— Ну, собака здесь, чтобы пилот ничего не трогал.»

— Тогда почему пилот?»

— Ну, кто-то же должен кормить собаку! «

Технология улучшилась до такой степени, что самолеты могут в значительной степени летать и даже приземляться. Они даже довольно хорошо справляются с «нормальными» чрезвычайными ситуациями, такими как отказы двигателя и разгерметизация.

Где пилоты действительно сияют, хотя это тип ненормальных и чрезвычайных ситуаций, которые не «в книге».

Когда двигатель разлетается на части и разрывает гидравлические линии на всех трех избыточных гидравлических системах , у компьютера не будет выбора, потому что он никогда не был запрограммирован для обработки этого (потому что он считался «практически невозможным», когда он был разработан). Пилот, с другой стороны, может анализировать и экспериментировать, пока не найдет достаточно решения, чтобы держать самолет в воздухе, когда он работает над другими проблемами.

Во время полного электрического отказа, компьютеры не будут очень хорошими. Конечно, вы можете проектировать избыточные системы и сделать так, чтобы это «никогда не могло произойти», но как насчет того, когда это произойдет?

Есть также все мелочи, которые пилот постоянно принимает решения о том, как обращаться. Некоторые примеры могут включать:

• Может ли самолет летать с определенной функцией в нерабочем состоянии?
• Что о множественных особенностях inoperative?
• Как они взаимодействуют друг с другом?
• Что вы делаете, когда пассажиры слишком долго садятся на борт, и вы собираетесь пропустить свой слот вылета?
• Что вы делаете, когда наземная команда забывает закрыть дверь?
• Как насчет того, когда водитель буксира не отталкивает вас достаточно далеко?
• Или УВД хочет изменить тебя на другую взлетно-посадочную полосу?
• Или вы просите ATC изменить вас на другую взлетно-посадочную полосу, потому что это может сэкономить несколько минут, и это удержит вас от необходимости снова deice?
• Или другой самолет неожиданно выезжает перед вами во время руления?
• Пилот может видеть «уродливые» облака с конца взлетно-посадочной полосы и решить, что лучше немного подождать перед взлетом.
• Что происходит, когда стая птиц внезапно появляется во время взлета?
• Что происходит, когда пассажир заболевает или становится непослушным?
• Когда нужно отвлекаться и когда можно продолжать?

На типичном полете пилот будет принимать сотни небольших решений, которые могут иметь большое значение в полете. Любой из них (или одна из десятков или сотен тысяч других вещей, которые могут произойти) может привести в действие компьютер.

Пилот также присутствует в качестве»последней инстанции». Если хакер каким-то образом взломает автоматизированные системы, пилот всегда сможет отключить их и управлять самолетом вручную. Он может отключать системы, он может ими быть… Ну, пилот может быть творческим, а компьютер может делать только то, на что он был запрограммирован.

Прямо сейчас, когда дрон падает, это не так уж и важно, потому что на борту никого не было . Если авиалайнер с грузом, полным платных пассажиров падает, это большое дело. Даже один.

Многие из этих проблем можно преодолеть. Некоторые из них уже были. Некоторые из них никогда не могут быть полностью обработаны автоматическим способом, но, возможно, мы все еще можем выполнять автоматические полеты с приемлемым уровнем безопасности. Некоторая автоматизация на самом деле лучше, чем некоторые пилоты в определенных областях.

Тем не менее, самая большая причина, по которой у нас нет полностью автоматизированных пассажирских самолетов, заключается в том, что широкая общественность чувствует себя комфортно от человека, который может взять на себя ответственность и нести их в безопасное место, если это необходимо. Даже если бы технология была на 100% готова для автоматизированных пассажирских рейсов, я думаю, что количество людей, желающих приобрести билет, было бы настолько низким, что для авиакомпании было бы финансово невозможно его развернуть.

Чтобы сыграть адвоката дьявола, в 2009 году было два иллюстративных примера:

1. Рейс US Airways 1549 был благополучно приземлен на Гудзоне, подвиг, с которым автопилот не мог справиться; но
2. Автопилот Air France Flight 447 передал управление обратно пилотам, и их неправильная реакция способствовала потере всех на борту.

Идея пилота «вперед, который может взять на себя и нести их в безопасное место», успокаивает, но не обязательно точна. Стоит отметить, что Чесли «Салли» Салленбергер, пилот рейса 1549, был бывшим пилотом ВВС США, возможно, лучше обученным справляться с ситуацией, чем средний коммерческий пилот.

Хотя точно сказать, что пилот может реагировать на ситуации, для которых автопилот не запрограммирован, не точно сказать, что автопилот не может быть запрограммирован для борьбы с экстремальными ситуациями. Я не могу наложить на него руки сейчас, но я помню, как видел видео, где автономная пилотная система исправлялась для взрывного удаления крыла модели самолета, проверяя входы управления и соответствующие выходы, чтобы адаптироваться к потере (адаптивное управление НАСА похоже).

Я подозреваю, что мы облегчим полную автоматизацию авиации через эквивалент сегодняшних пилотов беспилотных летательных аппаратов; представьте себе группу пилотов, готовых удаленно взять на себя ответственность в обстоятельствах, выходящих за рамки этих автопилотов, в каком-то наземном месте, способном подключиться к авиалайнеру удаленно. Фрахт, вероятно, будет более ранним усыновителем на стоимостных основаниях, а пассажир будет следовать после того, как будет продемонстрирован достаточный уровень безопасности.

Точно так же автоматизация вне кабины должна идти дальше; некоторые из сценариев Lnafziger не возникнут, если УВД будет также автономным, например. Как и в случае с другими видами транспорта, могут возникнуть проблемы, связанные с автономными и обычными транспортными средствами, работающими рядом друг с другом, которые необходимо устранить.

Я согласен с тем, что социальные аспекты здесь гораздо более актуальны, чем технологические; принятие людьми автономных технологий, похоже, будет отставать от их производительности.

В дополнение к превосходному посту Lnafziger, который фокусируется на преимуществах человека в кабине, я сосредоточусь на связи между последними событиями и тем фактом, что в кабине все еще есть пилоты. В коммерческой авиации технологические изменения занимают очень много времени, прежде чем они получат широкое распространение. Особенно, если они требуют комплексных изменений всей отрасли.

Предположим, сегодня какой-нибудь производитель начнет разрабатывать беспилотный транспортный самолет. Просто проектирование самолета и систем, вероятно, займет около 10 лет. Параллельно необходимо разработать стандарты сертификации. Сертификация самолета, вероятно, займет еще 5 лет. Это означало бы, что при оптимистичном сценарии потребуется 15 лет, прежде чем первый коммерческий рейс будет выполнен с таким самолетом. За это время обычные пилотируемые самолеты еще будут выпускаться. И они еще будут выпускаться некоторое время после того, как появятся в продаже беспилотные летательные аппараты. Теперь рассмотрим, что планер будет летать около 30 лет, возможно, немного меньше, если это действительно неэкономично. Это означает, что мы увидим пилотируемые самолеты, по крайней мере, еще 50 лет, если мы начнем переходить на не пилотируемую коммерческую авиацию сегодня.

Это также означает, что в течение длительного времени будет существовать смесь пилотируемых и не пилотируемых самолетов. Как ATC справится с этим? Для того чтобы УВД имело дело с беспилотными летательными аппаратами, необходимо внести много изменений в системы УВД по всему миру. Это займет даже больше времени, чем разработка самого самолета.

Конечно, главная причина-моральная опасность

Пилот, вероятно, в буквальном смысле будет первым, кто умрет, видя, как он сидит на фронте, поэтому он достаточно хорошо мотивирован, чтобы сделать работу должным образом

Я помню, что один мой друг, армейский авиационный техник, по той же самой причине был вынужден выполнять все испытательные полеты.

Я думаю, что концепция гражданских беспилотных летательных аппаратов умрет (и, вероятно, некоторые бедные люди на земле вместе с ним) после первого крушения такого автомобиля.

Текущие инициативы производителя

Что касается нынешнего состояния полностью автономной технологии пассажирских самолетов (в 2017 году), есть некоторый интерес производителей к этой технологии, особенно Boeing, но было бы натяжкой сказать, что производители упорно трудятся, чтобы полностью автономные пассажирские самолеты были коммерчески готовы в ближайшее время.

На Парижском авиашоу в 2017 году Марк Синнетт, вице-президент Boeing, отвечающий за инновационные технологии будущего, пояснил, что, как перефразировал Wasington Post, «искусственный интеллект, который будет тестировать Boeing, будет способен принимать решения, обычно принимаемые пилотами. Синнетт сказал, что технология может быть использована для сокращения числа пилотов, необходимых для дальнемагистральных полетов или, в некоторых ситуациях, для полностью автономного полета»

Ранее в 2017 году Синнетт заявил “что » мы недостаточно умны, чтобы запрограммировать все эти вещи. Машина должна быть способна принимать тот же набор решений [как пилот]”, — сказал Синнетт. — Если он не может, мы не можем пойти туда.”

В беседе на конференции Американского института аэронавтики и астронавтики SciTech в январе 2015 года Джон Трейси, главный технический директор Boeing, сказал : “Некоторые из наших клиентов грузовых судов просят нас об этих системах [автономных самолетов] сегодня.”

Он продолжил: «мы вполне уверены, что технологически инструментарий наполнен. Что касается коммерческого самолета, то мы не сомневаемся, что сможем решить проблему автономного полета. Это вопрос сертификациипроцедуры, нормативные требования и, что еще более важно, общественное восприятие. «

Пресс-секретарь Airbus сказал в 2016 году : “Airbus не разрабатывает автономный самолет.”

И представитель FAA, который будет отвечать за сертификацию автономного самолета, сказал в 2016, что: “у FAA нет текущих проектов сертификации беспилотных самолетов в транспортной категории, и никто не привлекал Агентство к такому проекту.”

Китайская компания Ehang выпустила пассажирский беспилотник Ehang 184, который может летать 25-минутным запрограммированным маршрутом от взлета до посадки. Это не исключает многих проблем, описанных ниже. Технология все еще находится в испытательных полетах в 2017 году.

общественное восприятие

В то время как предыдущие достижения в области автопилота и даже аварии из-за неправильного использования автопилота не вызвали широкого недоверия, Джон Трейси из Boeing заявил, что общественное восприятие очень важно для успешной реализации. Мое мнение таково: когда в кабине пилотов что-то идет не так, многие люди доверяют человеку с многочасовым опытом работы за компьютером с миллионами часов тестирования. Отсутствие веры в технологию самостоятельного вождения автомобиля, по-видимому, подтверждает эту тенденцию.

Какие решения в настоящее время требуют пилота?

• Предварительное освещение самолета: пилот должен рассмотреть весь самолет перед полетом. Это включает в себя рассмотрение списка предметов, которые нуждаются в несрочном ремонте и принятие решения, удобно ли ему с запасом прочности в самолете. Иногда это зависит от того, будет ли самолет сталкиваться с определенными погодными условиями.

• Погода: пилот должен принять решение о том, безопасен ли маршрут для полета или ухудшатся условия. В полете это может потребовать принятия решения об объявлении чрезвычайной ситуации. Пилот с подробными картами погоды на основе радара может даже выбрать маршрут прямо через промежуток между опасными штормовыми ячейками. Компьютер должен был бы быть лучше пилота при прогнозировании того, насколько безопасен конкретный маршрут, чтобы избежать таких ситуаций, как Southwest Airlines Flight 1248 или многие другие аварии, где погода была фактором.

• Летающие визуальные подходы: несмотря на то, что технология autoland существует с 1964 года, по-прежнему необычно иметь аэропорт, оснащенный всеми взлетно-посадочными полосами, обеспечивающими подходы с нулевой видимостью. (см. этот вопрос). Менее 1% всех посадок в настоящее время осуществляется с использованием autoland.

• Руление: руление в настоящее время выполняется вручную и по визуальной ссылке. Подробные карты GPS и указания, где вы находитесь на рулежных дорожках существуют, но самолет не может проехать через них автоматически. Автоматическое руление с использованием внешних тягачей является областью активных исследований (см. здесь или здесь)

• Связь с УВД: очистка воздушного пространства, информация о погоде, направление рулежных дорожек, перенаправление трафика, объявление чрезвычайной ситуации и многое другое обрабатываются устно с УВД. Частичные замены для большей части из этого были сделаны с ACARS, TCAS, и предварительными радио, но остает много работа быть сделанным в принимать ATC устное сообщение вполне из некоторых плоскостей.

• Избегание движения VFR и ландшафта: не все движение оборудовано транспондером, и не вся местность зарегистрирована в точной базе данных или покрыта увеличенным устройством осведомленности близости земли, таким образом, мы полагаемся на пилотов, чтобы избежать их. В качестве примера того, что может пойти не так , см. рейс Turkish Airlines 1951 года, где самолет врезался в неожиданные деревья во время автоландии.

• Определение, когда что-то идет не так: хотя некоторые неисправности, как полный отказ двигателя, легко определить, другие вопросы сложнее разобраться и требуют визуального подтверждения или пилотного решения. Например, если два летательных аппарата расходятся во мнениях, то какой из них неисправен?

• Составление плана действий по неисправности оборудования: может ли самолет по-прежнему летать в аэропорт с проблемой оборудования или вам нужно объявить чрезвычайную ситуацию? Требуется ли необычная техника полета или уменьшенная огибающая полета после сбоя? Не быть паникером, но взрывающиеся двигатели, отказы шасси, пожары оборудования и взрывы шин могут произойти несколько раз в отрасли в течение одного года, не говоря уже о гораздо более распространенных проблемах, таких как неработающие индикаторные лампы, удары птиц, остановки компрессора, неисправности двигателя и отключение автопилота.

• Планирование маршрута: пилоты по-прежнему часто вручную читают диаграммы захода на посадку и диаграммы сечений и вводят полученный маршрут в FMS.

• Запуск некоторых ручных средств устранения неполадок: текущее оборудование не позволяет компьютерам управления полетом извлекать выключатели, отключать генераторы или перезапускать двигатели. В настоящее время философия, которую я видел в автопилотах, «если происходит что-то необычное, отключитесь, и пилоты позаботятся об этом».

• Турбулентность и windshear: автопилоты в настоящее время могут справляться с этими жесткими условиями ветра, но пилоты, летающие вручную, обычно лучше и обеспечивают больший запас прочности.

• Бортовые медицинские проблемы и другие проблемы с пассажирами: кто-то должен принять решение о том, потребует ли бортовая медицинская проблема или кто-то, кто станет жестоким над йогой, отвлечься, и в настоящее время это решение зависит от пилота и другого летного экипажа.

Мы не можем справиться с этим дистанционно?

Вы можете спросить, почему мы не можем просто удаленно обрабатывать некоторые решения от обычной погоды до аварийных процедур, но это только устраняет некоторые из препятствий. В настоящее время технология дистанционного пилотирования недостаточно развита (см. Эти вопросы об инженерах на борту , преобразовании самолетов в беспилотные летательные аппараты и загрузке данных FDR). Я видел некоторые из технологий подключения последнего поколения для самолетов, и даже в 2017 году он по-прежнему имеет надежность, задержку, стоимость или скорость, которые делают его непригодным для обработки вопроса жизни или смерти, особенно в таких областях, как океаны, где спутники-ваш единственный вариант.

Тема продвижения к полностью автономным самолетам является широкой и сложной. Вот некоторые статьи для дальнейшего чтения:

• Как Boeing планирует тестировать технологии для будущего самолетостроенияпассажирский самолет

• Это самый большой фактор, препятствующий самолетам летать самостоятельно

• Пилоты вскоре могут потерять работу из-за роботов

• Когда Появятся Беспилотные Коммерческие Авиалайнеры?

• Вы бы полетели на беспилотном авиалайнере