Как работает автопилот в самолете?

Автопилот

Автопилот — устройство или программно-аппаратный комплекс, ведущий транспортное средство по определённой траектории. Наиболее часто автопилоты применяются для управления летательными аппаратами (в связи с тем, что полёт чаще всего происходит в пространстве, не содержащем большого количества препятствий), а также для управления транспортными средствами, движущимися по рельсовым путям. Современный автопилот позволяет автоматизировать все этапы полёта или движения другого транспортного средства.

Содержание

Автопилот в авиации

Авиационный автопилот предусматривает автоматическую стабилизацию параметров движения летательного аппарата (автопарирование возмущений по курсу, крену и тангажу) и в качестве дополнительных функций — стабилизацию высоты и V скорости. Предварительно, перед включением автопилота в работу, летательный аппарат выставляется в стабилизированный полёт без тенденции к завалам и скольжению, то есть стабилизируется по трём осям (по курсу-крену-тангажу) триммерами. После включения автопилота требуется периодический контроль его работоспособности и периодическая корректировка дрейфа рулевых машин, обусловленная несовершенством схемы и параметрическим разбросом комплектующих. На военных машинах управление самолётом по крену через автопилот может передаваться штурману, через бомбовый прицел, для разгрузки лётчика в процессе прицеливания и бомбометания.

В общем, классические автопилоты в современной авиации установлены на довольно старых машинах. Начиная с 1970-80-х годов, в СССР строились вполне сложные многофунциональные структуризированные системы автоматического управления летательными аппаратами.

История разработки и внедрения автопилота в авиации

Исторически первой разработкой в области автоматизации управления самолётом был автопилот, разработанный американским предприятием Sperry Corporation в 1912 году; он обеспечивал автоматическое удержание курса полёта и стабилизацию крена. Рули высоты и руль направления были связаны гидравлическим приводом с блоком, получающим сигналы от гирокомпаса и высотомера. В 1930-х годах автопилоты уже устанавливались на некоторые самолёты — в первую очередь, пассажирские лайнеры. В ходе Второй Мировой войны возросшие требования к авиатехнике (в первую очередь, к бомбардировщикам, соверщающим многочасовые дальние полеты) привели к разработке более совершенных автопилотов. В 1947 году самолёт C-54 ВВС США совершил трансатлантический перелет полностью под управлением автопилота (включая взлет и посадку).

В современной авиации

В современной авиации более глубокое развитие автоматизации полёта получили системы автоматического управления (САУ или АБСУ) и более сложные структурированные комплексы. САУ, помимо стабилизации самолёта в пространстве и на маршруте, позволяет также реализовать программное управление на различных этапах полёта. Наиболее сложные системы автоматического управления берут на себя значительную часть функций по управлению самолётом в «штурвальном режиме», делая управление для лётчика лёгким и единообразным, парируя болтанку, предотвращая сносы, скольжения, выходы на критические режимы полёта и даже запрещая или игнорируя некоторые действия лётчика. Система управления в автоматических режимах ведёт самолёт по заданному маршруту (или реализует более сложную подпрограмму боевого применения), используя пилотажно-навигационную информацию от группы собственных датчиков, самолётных систем, наземных радионавигационных средств или даже выполняя команды бортового оборудования соседнего самолёта (некоторые боевые летательные аппараты могут работать в паре или группой, постоянно обмениваясь тактической информацией по радиоканалам, вырабатывая тактику совместных действий и выполняя полётное задание в автоматическом или, что происходит чаще, полуавтоматическом режиме). Подсистема траекторного управления позволяет выполнять заход на посадку с высокой точностью без вмешательства экипажа. В качестве управляющих органов уже давно стараются не применять рулевые машины, включённые в проводку управления, а используют прямое управление рулевыми агрегатами, подмешивая управляющие сигналы от системы автоматического управления в сигналы от штурвала (или ручной системы управления). На органах управления применяется довольно сложная электромеханическая система имитации загрузки для создания лётчику привычных усилий. В последнее время от этой практики постепенно отходят, резонно считая, что как ни имитируй, всё равно большая часть процесса управления воздушным судном автоматизирована. Всё чаще в кабинах современных самолётов применяются боковые ручки управления типа «сайдстик».

Проблемы систем автопилотирования

Основной проблемой при построении автопилотов и автоматических систем управления является безопасность полёта. В простейших и не только авиационных автопилотах предусматривается быстрое отключение автопилота лётчиком при нарушениях его нормальной работы, возможность «пересиливания» рулевых машин ручным управлением, механическое отключение рулевых машин от проводки управления и даже «отстрел» пиропатронами (Ту-134). Системы автоматического управления изначально проектируются с расчётом на отказы с сохранением основных функций работы, и предусматривается комплекс мер для повышения безопасности полёта. Системы автоматического управления проектируются многоканальными, то есть параллельно работают два, три и даже четыре абсолютно одинаковых канала управления на общий рулевой привод, и отказ одного-двух каналов никак не влияет на общую работоспособность системы. Система контроля постоянно отслеживает соответствие входных сигналов, прохождение сигналов по цепям и выполняет непрерывный контроль выходных параметров системы автоматического управления в течение всего полёта, как правило, по методу кворумирования (голосование большинством) или сравнения с эталоном. В случае возникновения какого-либо отказа система самостоятельно принимает решение на возможность дальнейшей работы режима, его переключения на резервный канал, дублирующий режим или передачи управления лётчику. Хорошим способом проверки общего контроля исправности системы автоматического управления считается предполётный тест-контроль, осуществляемый методом «прогона» пошаговой программы, подающей стимулирующие имитационные сигналы в различные входные цепи системы, что вызывает фактические отклонения рулевых и управляющих поверхностей самолёта в различных режимах работы.

Тем не менее, даже полная предполётная проверка автоматической системы управления с программным тест-контролем не может дать 100 % гарантии исправности системы. В связи с большой сложностью некоторые режимы просто невозможно симулировать в наземных условиях.

Автопилот в других транспортных средствах

Понятие «автопилот» (иногда в жаргонной форме) включает в себя, помимо классического авиационного автопилота, также и системы автоматического пилотирования, вождения или управления всевозможными шагающими, колёсными, плавающими или крылатыми машинами (роботами) и развивающиеся системы автоматического управления автомобилем в условиях шоссе. Примером канала автоматического управления автомобилем может служить система стабилизации текущей скорости движения, известная как «круиз-контроль» («автоспид», «автодрайв»)

См. также

Автоведение — система автоматического управления поездом.

«Автопилот» (жарг.) — перемещение в пространстве весьма нетрезвого человека, утратившего связь с окружающим миром и двигающегося подсознательно.

Автопилот в самолете

Зарождение авиастроения много чего изменило в конструкции самолетов и их управлении. Еще 20-30 лет назад такой прибор, как автопилот, был неизвестен практически никому. За эти годы ситуация в корне изменилась. Большую часть полета управление огромными пассажирскими авиалайнерами осуществляют именно автопилоты. Можно сказать, что пилот активно участвует только на рулении и взлете, после чего передает управление системе. Также нужно вмешательство пилота при посадке судна. Бортовой компьютер самолетов значительно упрощает задачи в управлении и контроле.

Пилоты современных моделей «Эйрбаса» часто шутят, что для управления новыми моделями пассажирских лайнеров достаточно собаки и одного человека. Собака необходима, чтобы кусать пилота, чтобы тот не тянулся к рычагам и кнопкам управления, а человек нужен для того, чтобы кормить пса. Конечно же, это шутка, которая появилась за счет современных систем управления, таких как fly-by-wire, иными словами, это радиодистанционное управление аппаратом. Оно позволяет обеспечить передачу сигналов от самого пилота к механизмам лайнера в виде электрических сигналов. Это значит, что вместо использования старой гидравлики пилоты осуществляют управление, посылая сигналы через компьютер к отдельным механизмам машины.

Что же такое автопилот в широком понимании данного термина? Это программно-аппаратная система, которая имеет возможность вести транспортное средство по заданному маршруту. С каждым годом инноваций становится все больше во многих отраслях транспортного строения. Все же лидирующие позиции занимает воздушный транспорт.

Автопилот самолета создан для стабилизации всех параметров полета судна и ведения по заданному курсу. При этом соблюдается установленная пилотом скорость и высота полета. Перед тем как переводить летательный аппарат на режим автопилота, необходимо создать четкий полет без скольжения или завала машины. После стабилизации самолета по всем плоскостям можно производить включение системы автоматического управления, но при этом необходимо проводить регулярный контроль показателей. Стоит отметить, что и военные самолеты имеют такие системы.

Более сложные в своей конструкции и надежные автопилоты начали устанавливаться на отечественные самолеты с конца 70-х годов.

Краткая история создания автопилота

Первый автопилот в мире был создан еще в далеком 1912 году. Изобретение принадлежит американской компании Sperry Corporation, которая смогла создать систему, удерживающую самолет на заданной траектории, при этом стабилизируя крен. Это было достигнуто за счет связи высотометра и компаса с рулями направления и высоты. Связь была настроена за счет использования блока и гидравлического привода.

На схеме показано, как работает типичный автопилот.

Заранее рассчитанные параметры полета вводятся в компьютеры самолета (1).

После взлета автопилот вступает в действие.

Два дисплея(2)показывают положение самолета, его предполагаемый маршрут и высоту.

Изменение положения маленьких заслонок(3) на наружной поверхности самолета оповещает компьютеры о малейшем изменении в ориентации самолета.

Для определения положения используется глобальная система навигации (ГСН) (4).

Приемник расположен на верхней части корпуса (5).

Компьютеры следят за маршрутом и автоматические производят необходимые изменения посредством сервомеханизмов (6),

Читайте также  Медленно работают дворники УАЗ патриот

которые управляют рулем (7),

рулями высоты (8),

и настройкой дросселей двигателей (11)

При необходимости пилот может в любой момент отключить автопилот и перейти к ручному управлению (12)

Начиная с 30-х годов 20 века, автопилотами начали оснащать некоторые пассажирские авиалайнеры. Новый виток в развитие автоматических систем управления внесла Вторая мировая война, которая требовала подобных технологий для дальних бомбардировщиков. Впервые полностью автоматический полет через Атлантику, включая посадку и взлет, осуществил самолет C-54, принадлежавший США. Это произошло в 1947 году.

Современный этап развития автоматизированных систем управления самолетами достиг качественно нового уровня. На сегодняшний день лайнеры комплектуются системами ВБСУ или САУ. Система автоматического управления «САУ» осуществляет качественную стабилизацию судна на маршруте и в пространстве. Совокупность агрегатов системы позволяет управлять аппаратом на всех этапах полета. Самые современные разработки позволяют осуществлять полет в так называемом штурвальном режиме, это позволяет максимально облегчить работу пилота, минимизировать его вмешательство. Такие системы самостоятельно стабилизируют самолет от сноса, скольжения или болтанки, могут переходить даже на критические режимы полета, при этом очень часто игнорируя действия пилотов.

Автопилот самолета ведет аппарат по заданному маршруту, при этом используется комплексная информация навигационных приборов собственных и наземных датчиков, которые проводят анализ полета. Данная система проводит управление всеми агрегатами летательного судна. Также работают траекторные системы, которые проводят заход на посадку с высокими показателями точности без каких-либо действий пилотов.

Управляющие устройства в стандартном их виде (рычаги, педали) практически не используются. Высокая степень автоматизации довела управление до подачи электрических импульсов ко всем частям самолетов без применения гидравлики в системе управления. Электромеханические приборы управления позволяют воссоздать более привычные условия пилотам. В кабинах пилотов все чаще устанавливаются боковые рычаги управления по типу «сайдстик».

Проблемы автоматического управления самолетами

Конечно же, первоочередной и самой главной проблемой при создании автопилотов является сохранение безопасности полета. В большинстве старых автоматических систем управления пилот имеет возможность в любое время произвести срочное отключение автопилота и перейти на ручное управление. При нарушении или поломке автопилота крайне необходимо отключение системы обычным способом или механическим. В аппарате Ту-134 возможно проведение «отстрела» автопилота установленным пиропатроном. При разработке автопилота тщательно продумываются варианты его отключения в случае поломки без вреда для полета.

Для повышения безопасности автоматика управления работает в многоканальном режиме. Параллельно могут работать сразу четыре системы пилотирования с одинаковыми параметрами и возможностями. Также система проводит постоянный анализ и мониторинг входящих информационных сигналов. Полет осуществляется на основе так называемого метода кворумирования, который состоит из принятия решения по данным большинства систем.

В случае поломки автопилот способен самостоятельно выбрать дальнейший режим управления. Это может быть переключение на другой канал управления или передача управления пилоту. Для проверки работы систем необходимо проводить так называемый предполетный прогон систем. Данный тест состоит из запуска пошаговой программы, которая подает имитацию сигналов полета.

Все же ни одна проверка не позволяет достичь 100%-й гарантии безопасности и работы в полете. Из-за нестандартных ситуаций в воздухе могут возникать дополнительные проблемы с автоматикой управления. Некоторые автопилоты имеют различные программы, которые позволяют наиболее безопасно проводить полет соответствующего авиалайнера.

Все же полет на одном автопилоте без человеческого фактора очень опасен и практически невозможен. Можно сделать один логический вывод, что чем «умнее» самолет и сложнее его конструкция, тем меньше шансов на полет без человеческого вмешательства. Чем больше новых автоматизированных систем используется, тем значительнее возрастают шансы на их отказ в полете. Просчитать все варианты отказа практически невозможно. Именно поэтому навыки пилота останутся востребованными постоянно, поскольку каждый летчик проходит очень большой путь к управлению пассажирскими лайнерами. Соответственно, навыки и быстрое принятие решений остаются более важными, нежели действия компьютерных программ.

Самые современные системы автоматического управления типа fly-by-wire позволили значительно снизить общую массу конструкции самолета. При этом надежность бортовых систем возросла в разы. Оборудование реагирует без промедлений, а также способно исправлять ошибки, вызванные человеческим фактором при управлении. Это говорит о том, что система не позволит пилоту завести машину в опасную для нее и пассажиров на борту ситуацию. Современные самолеты типа Airbus перестали комплектоваться стандартными рычагами и педалями управления, вместо этого устанавливаются джойстики. Все это позволяет пилотам не задумываться над тем, какую команду и как необходимо передать отдельному агрегату. Не нужно продумывать угол отклонения элеронов или закрылок, достаточно наклонить джойстик управления – и компьютер сделает все сам.

Все же, несмотря на всю радужную картину, по вине автопилотов произошло немало крушений и аварий, которые привели к человеческим жертвам. История авиакатастроф по вине автоматических систем управления, к сожалению, очень богата фактами ненадежности таких систем.

Краткая история автопилота

Автопилот – это устройство или программно-аппаратный комплекс, который может вести вверенное ему транспортное средство по заданной траектории. История автопилота началась с поддержания определённого курса полёта, но со временем развитие технологии позволило сделать самолёты, которые могут сами садиться и взлетать, поезда, которые ездят без участия машиниста, и робоавтомобили, которые уже скоро могут стать обычным делом на дорогах общего пользования.


Кадр из фильма «Аэроплан»

Летательные аппараты

Первая разработка в области автоматизации управления самолётом была сделана в США в 1912 году компанией Sperry Corporation. Автопилот помогал автоматически удерживать курс полёта и стабилизировать крен. Гидравлический привод с блоком, получающий сигналы от гирокопаса и высотомера, был связан с рулями высоты и управления. Устройство назвали «гироскопическим стабилизирующим аппаратом», его впервые установили на самолёт Curtiss C-2 и показали на выставке во Франции 18 июня 1914 года.

В рамках демонстрации во время полёта оба пилота вылезли на крылья самолёта, чтобы показать способность летательного аппарата и продолжать полёт без ручного управления.

В СССР к теме автопилотов проявлялся большой интерес, о чём говорит издание «Основы теории автоматического пилотирования и автопилоты. Сборник статей». В книгу вошли переведённые статьи «Общая теория автоматического регулирования», «Автопилот Сименса для самолетов», «Гиропилот Сперри» и другие, описаны принципы автоматического пилотирования и конструкции автопилотов. Ознакомиться с книгой можно на одном известном ресурсе, который уже второй месяц пытаются заблокировать на территории России.

Применение автопилота необходимо не только для того, чтобы снизить нагрузку на живого человека во время управления, но и для управления торпедами и ракетами, когда пилота внутри них нет и не может быть (исключение есть — тип японских торпед под названием кайтэн, которыми управляли смертники).

В 1947 году американский военно-транспортный самолёт Douglas C-54 Skymaster, построенный на базе пассажирского DC-4, перелетел через Атлантический океан под управлением автопилота. И взлёт, и посадка были осуществлены в автоматическом режиме.


Douglas C-54

Смысл автопилота состоит в том, чтобы система поддерживала правильную ориентацию аппарата. В случае с самолётом ориентация в пространстве определяется тремя углами. Это угол тангажа — угол между продольной осью летательного аппарата и горизонтальной плоскостью, угол рыскания — угол поворота корпуса в горизонтальной плоскости, и угол крена — он возникает при повороте самолёта вокруг продольной оси.

Для сохранения ориентации необходимо её определить, и в этом помог гироскоп. Американский лётчик Элмер Сперри использовал его, чтобы сначала просто стабилизировать самолёт, а затем и создать автопилот в начале 1920-х годов. Если первый автопилот мог сохранять заданный режим полёта, то последующие системы управляли рулями и двигателями самолёта и могли не только летать без участия лётчика, но и взлетать и садиться.


Тангаж, рыскание и крен

Отличный пример раннего автопилота — немецкая баллистическая ракета дальнего действия «Фау-2», которую в конце Второй мировой войны принял на вооружение Вермахт. Ракета взлетала вертикально, после чего в действие вступала автономная гироскопическая система управления.

Но чрезмерное увлечение автопилотом привело к тому, что пилоты гражданской авиации в США стали допускать ошибки при ручном управлении. Они слишком полагаются на автоматику, и в результате исследований показывают неудовлетворительные результаты проверки лётных навыков. Это приводит к человеческим жертвам. Похожая проблема с автоматикой есть у офицеров военных кораблей флота США, они применяют GPS, но мало кто из курсантов умеет обращаться с секстантом.

И, конечно, существует огромное количество мультикоптеров и дронов других типов, которые способны работать как под управлением оператора-пилота, так и самостоятельно и при взаимодействии с другими аппаратами.

Рельсовый транспорт

В 1967 году в столице Великобритании открыли линию Лондон Виктория. Это была первая линия, на которой поезда управлялись с помощью системы Automatic Train Operation. После этого технологию ATO развивают, чтобы поезда могли ездить абсолютно без участия живых водителей в кабине или сотрудников на борту.


Королева Елизавета в поезде на линии Лондон Виктория, 1969 год

Разделяют четыре уровня «развитости» автоматизированных систем для рельсового транспорта. Одна из самых простых систем — это ATO в лондонской подземке, а самая сложная — в метро Копенгагена, где поезда движутся постоянно без водителей, сами открывают и закрывают двери, оперативно реагируют в экстренных случаях на, например, людей на рельсах. Кабины машиниста нет вовсе, и пассажиры наблюдают за движением через лобовое стекло. В центре управления работают всего пять операторов в смену, которые могут вмешаться в работу в экстренной ситуации, но по большей части контролируют работоспособность систем. Автоматика позволила перейти на круглосуточный режим работы, и метрополитен закрывается на одну ночь шесть раз в год для проведения капитального ремонта.

Читайте также  Не работает компрессор автомобильный для подкачки шин

В 2016 году в Москве запустят три автоматических поезда на Кольцевой линии метро. Система будет отправлять поезда со станции после закрытия машинистами дверей и вести поезд по перегону с соблюдением графика. Важно при этом обеспечить безопасность не только пассажиров, но и людей, которые незаконно проникают в тоннели московского метро — за год происходит около восьмисот таких случаев, хотя благодаря введению интеллектуальной системы защиты, отслеживающих посторонних, количество таких случаев снижается. В любом случае в кабине будет нужен живой машинист.

Автомобили

Трендом нескольких лет подряд являются беспилотные автомобили. Началось всё гораздо раньше, с создания первого круиз-контроля, который также называют «автоспид» и «автодрайв». Всё, что он делает — это поддерживает постоянную скорость автомобиля, прибавляя газ при снижении скорости и уменьшая при увеличении, самостоятельно подтормаживает на спусках. Такие системы массово начали ставить на автомобили в 1970-х годах в США — благодаря наличию в стране длинных автомагистралей.

Изобрели их раньше — в 1940-1950-е годы в тех же штатах, компания American Motors. Их блок управления скоростью был предназначен для крупных авто с автоматической коробкой передач. В России впервые подобной системой оснастили ГАЗ-21 в 1956 году. «Ручной газ» работал так: во время движения нужно было вытянуть рукоятку, после чего можно убирать ногу с педали газа.

Адаптивный круиз-контроль поддерживает переменную скорость движения, подстраиваясь под среднюю скорость в потоке и постоянно соблюдая дистанцию между автомобилем и впереди идущим транспотным средством. Впервые эти системы стали ставить в конце 1990-х Mercedes-Benz, BMW и Toyota. Для адаптивной системы необходимо наличие исправных ABS и ESP, иначе система не будет работать.

Многие компании сейчас продолжают улучшать существующие технологии с целью сделать полностью автономные автомобили. В 2011 году Google пролоббировала закон штата Невада для того, чтобы на дорогах общего пользования можно было использовать беспилотные автомобили. В мае 2012 компания получила лицензию на беспилотники в Неваде, а в сентябре того же года власти Калифорнии легализовали авто с функцией автопилота. Подобные автомобили в теории способны сэкономить сотни миллиардов долларов в год, но не все видят в беспилотных автомобилях будущее — например, глава сервиса заказа такси Lyft от такого будущего открещивается.

В декабре 2014 года Google представила первую готовую версию автомобиля. До этого компания показывала макет с неработающими фарами. В Google уверены, что робомобили появятся на дорогах уже через два-пять лет.

Кроме Google над беспилотными автомобилями работает ряд крупных автопроизводителей. Например администрация шведского Гётеборга заказала у Volvo Cars сотню беспилотных автомобилей к 2017 году на сумму 56,3 миллиона евро. Беспилотные такси в стране планируют запустить власти Японии. Nissan хочет начать продажи беспилотных авто к 2020 году. Прототипы уже есть у Audi и Toyota, Tesla уже внедрила функцию автопилота в Model S, а Ford начал учить свои автомобили ездить в снегопад без участия водителя.

Для проверки ориентации автомобиля в пространстве, соблюдения знаков и определения участников дорожного движения автономный автомобиль использует массу поступающей информации. Это данные с установленного лидара — у Ford их сразу четыре, информация с камер и различных датчиков. Компьютер для автономных автомобилей разработала Nvidia.

Компании BMW, Honda, Volkswagen, Tesla и GM работают совместно с Mobileye — эта версия автопилота использует мобильный интернет и сенсоры, которые уже установлены на многих автомобилях. Mobileye разрабатывает системы безопасности для предотвращения столкновений. Осталось только научить беспилотные автомобили решать этические вопросы — например, как вести себя, когда авария с человеческими жертвами неизбежна, кем при этом нужно пожертвовать.

Над беспилотным грузовиком, способным передвигаться по российским дорогам и преодолевать, предварительно распознавая, неожиданные проломы и пробоины в асфальте сейчас работает «Камаз». В то время как с легковыми авто работают множество автопроизводителей, грузовиками занимаются единицы.

Так работает функция «Summon» в автомобиле Tesla Model S. Интересно, насколько удобно при развитии технологии в будущем в зоне погрузки Ikea «призвать» автомобиль, чтобы загрузить в него покупки.

Автопилот самолета, принцип работы, фото

Зарождение авиастроения большое количество чего поменяло в их управлении и конструкции самолётов. Еще 20-30 лет назад таковой прибор, как автопилот, был малоизвестен фактически никому. За эти годы обстановка в корне изменилась. Солидную часть полета управление огромными пассажирскими самолётами реализовывают как раз автопилоты. Возможно заявить, что пилот участвует лишь на взлёте и рулении, по окончании чего передает управление совокупности.

Кроме этого необходимо вмешательство пилота при посадке судна. Бортовой компьютер самолетов существенно упрощает задачи в управлении и контроле.

Пилоты современных моделей «Эйрбаса» довольно часто шутят, что для управления новыми моделями пассажирских лайнеров хватает собаки и одного человека. Собака нужна, дабы кусать пилота, дабы тот не тянулся к кнопкам и рычагам управления, а человек нужен чтобы кормить пса. Конечно же, это шутка, которая показалась за счет современных систем управления, таких как fly-by-wire, иными словами, это радиодистанционное управление аппаратом.

Оно разрешает обеспечить передачу сигналов от самого пилота к механизмам лайнера в виде электрических сигналов. Это значит, что вместо применения ветхой гидравлики пилоты реализовывают управление, отправляя сигналы через компьютер к отдельным механизмам автомобили.

Что же такое автопилот в широком понимании данного термина? Это программно-аппаратная совокупность, которая имеет возможность вести транспортное средство по заданному маршруту. Из года в год инноваций делается все больше во многих отраслях транспортного строения.

Все же лидирующие позиции занимает воздушный транспорт.

Автопилот самолета создан для стабилизации всех ведения полета и параметров судна по заданному курсу. Наряду с этим соблюдается установленная пилотом высота и скорость полета. Перед тем как переводить летательный аппарат на режим автопилота, нужно создать четкий полет без скольжения либо завала автомобили. По окончании стабилизации самолета по всем плоскостям возможно создавать включение совокупности автоматического управления, но наряду с этим нужно проводить регулярный контроль показателей.

Необходимо подчеркнуть, что и армейские самолеты имеют такие совокупности.

Более сложные в собственной конструкции и качественные автопилоты начали устанавливаться на отечественные самолеты с конца 70-х годов.

Краткая история создания автопилота

Первый автопилот в мире был создан еще в далеком 1912 году. Изобретение в собственности американской компании Sperry Corporation, которая смогла создать совокупность, удерживающую самолет на заданной траектории, наряду с этим стабилизируя крен. Это было достигнуто за счет связи высотометра и компаса с рулями высоты и направления.

Сообщение была настроена за счет гидравлического привода и использования блока.

На схеме продемонстрировано, как трудится обычный автопилот.

Заблаговременно вычисленные параметры полета вводятся в компьютеры самолета (1).

По окончании взлета автопилот вступает в воздействие.

Два дисплея(2)показывают положение самолета, его предполагаемый маршрут и высоту.

Изменение положения мелких заслонок(3) на наружной поверхности самолета оповещает компьютеры о мельчайшем трансформации в ориентации самолета.

Для определения положения употребляется глобальная совокупность навигации (ГСН) (4).

Приемник расположен на верхней части корпуса (5).

Компьютеры смотрят за маршрутом и автоматические создают нужные трансформации при помощи сервомеханизмов (6),

каковые руководят рулем (7),

рулями высоты (8),

и настройкой дросселей двигателей (11)

При необходимости пилот может в любую секунду отключить автопилот и перейти к ручному управлению (12)

Начиная с 30-х годов 20 века, автопилотами начали оснащать кое-какие пассажирские самолеты. Новый виток в развитие автоматических совокупностей управления внесла Вторая мировая война, которая потребовала аналогичных разработок для дальних бомбардировщиков. В первый раз всецело непроизвольный полет через Атлантику, включая взлёт и посадку, осуществил самолет C-54, принадлежавший США.

Это случилось во второй половине 40-ых годов двадцатого века.

Современный этап развития автоматизированных совокупностей управления самолетами достиг как следует нового уровня. На сегодня лайнеры комплектуются совокупностями ВБСУ либо САУ. Совокупность автоматического управления «САУ» осуществляет качественную стабилизацию судна на маршруте и в пространстве. Совокупность агрегатов совокупности разрешает руководить аппаратом на всех этапах полета.

Самые современные разработки разрешают осуществлять полет в так именуемом штурвальном режиме, это разрешает максимально уменьшить работу пилота, минимизировать его вмешательство. Такие совокупности самостоятельно стабилизируют самолет от сноса, скольжения либо болтанки, смогут переходить кроме того на критические режимы полета, наряду с этим частенько игнорируя действия пилотов.

Автопилот самолета ведет аппарат по заданному маршруту, наряду с этим употребляется комплексная информация навигационных устройств собственных и наземных датчиков, каковые выполняют анализ полета. Эта совокупность проводит управление всеми агрегатами летательного судна. Кроме этого трудятся траекторные совокупности, каковые выполняют заход на посадку с высокими показателями точности без каких-либо действий пилотов.

Читайте также  Как работает парктроник на 4 датчика?

Управляющие устройства в стандартном их виде (рычаги, педали) фактически не употребляются. Высокая степень автоматизации довела управление до подачи электрических импульсов ко всем частям самолетов без применения гидравлики в совокупности управления. Электромеханические устройства управления разрешают воссоздать более привычные условия пилотам.

В кабинах пилотов все чаще устанавливаются боковые рычаги управления по типу «сайдстик».

Неприятности автоматического управления самолетами

Конечно же, первоочередной и самой основной проблемой при создании автопилотов есть сохранение безопасности полета. В большинстве ветхих автоматических совокупностей управления пилот имеет возможность в любое время произвести срочное отключение автопилота и перейти на ручное управление. При нарушении либо поломке автопилота очень нужно отключение совокупности простым методом либо механическим. В аппарате Ту-134 вероятно проведение «отстрела» автопилота установленным пиропатроном.

При разработке автопилота шепетильно продумываются варианты его отключения при поломки без вреда для полета.

Для увеличения безопасности автоматика управления трудится в многоканальном режиме. Параллельно смогут трудиться сходу четыре совокупности пилотирования с возможностями и одинаковыми параметрами. Кроме этого совокупность проводит мониторинг входящих и постоянный анализ информационных сигналов.

Полет осуществляется на базе так именуемого способа кворумирования, что складывается из принятия ответа согласно данным большинства совокупностей.

При поломки автопилот может сам выбрать предстоящий режим управления. Это возможно переключение на другой канал управления либо передача управления пилоту. Для проверки работы совокупностей нужно проводить так называемый предполетный прогон совокупностей.

Этот тест складывается из запуска пошаговой программы, которая подает имитацию сигналов полета.

Все же ни одна проверка не разрешает достигнуть 100%-й работы и гарантии безопасности в полете. Из-за нестандартных обстановок в воздухе смогут появляться дополнительные неприятности с автоматикой управления. Кое-какие автопилоты имеют разные программы, каковые разрешают самый безопасно проводить полет соответствующего самолета.

Все же полет на одном автопилоте без антропогенного фактора весьма страшен и фактически неосуществим. Возможно сделать один логический вывод, что чем «умнее» самолет и сложнее его конструкция, тем меньше шансов на полет без людской вмешательства. Чем больше новых автоматизированных совокупностей употребляется, тем больше возрастают шансы на их отказ в полете. Просчитать все варианты отказа фактически нереально.

Как раз исходя из этого навыки пилота останутся востребованными неизменно, потому, что любой летчик проходит большой путь к управлению пассажирскими лайнерами. Соответственно, быстрое принятие и навыки ответов остаются более серьёзными, нежели действия компьютерных программ.

Самые современные системы автоматического управления типа fly-by-wire разрешили существенно снизить неспециализированную массу конструкции самолета. Наряду с этим надежность бортовых совокупностей возросла в разы. Оборудование реагирует без промедлений, и способно исправлять неточности, вызванные антропогенным причиной при управлении. Это показывает, что совокупность не разрешит пилоту завести машину в страшную для нее и пассажиров на борту обстановку.

Современные самолеты типа Airbus прекратили комплектоваться педалями управления и стандартными рычагами, вместо этого устанавливаются джойстики. Все это разрешает пилотам не вспоминать над тем, какую команду и как нужно передать отдельному агрегату. Не требуется продумывать угол отклонения элеронов либо закрылок, достаточно наклонить компьютер и – джойстик управления сделает все сам.

Все же, не обращая внимания на всю радужную картину, по вине автопилотов случилось много аварий и крушений, каковые стали причиной людским жертвам. История авиакатастроф по вине автоматических совокупностей управления, к сожалению, весьма богата фактами ненадежности таких совокупностей.

Системы управления самолетом на примере Airbus A320

Увлекательные записи:

  • Бортовой радиолокатор «гроза»
  • Армия-2016. часть 1: участники, представленные модели, фото
  • Музеи авиации. фото. музеи гражданской авиации россии. фото.

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Самолет типа Су-26 являет собой спортивную машину, которая способна делать сверхсложные фигуры пилотажа. Она может переносить громадные перегрузки впредь…

Шасси самолета – это совокупность, складывающаяся из опор, каковые разрешают летательному аппарату осуществлять стоянку, перемещение машины по аэропорту…

Истребитель модели Су-27СМ являет собой как следует новую и глубоко модернизированную версию самолета типа Су-27. самые существенные отличия в этих…

Самолет Ан-30 есть аппаратом, предназначенным для наблюдения и аэрофотосъёмки за местностью. По кодификации организации НАТО его обозначают «Лязг», а…

Фактически каждые два месяца на отечественной планете терпят крушение пассажирские самолеты, в следствии чего гибнут люди, много пассажиров, каковые…

Одним из способов реализации принципа актуальной операционализации есть создание так сложных элементов управления, что их операциональное задействование…

Как работает автопилот в самолете?

Основы работы с автопилотом

В кабине современного самолета есть множество полезных для полета вещей. Нет, я не имею в виду второго пилота. Я говорю об автопилоте. Для пилота это второй по важности после кофейника предмет. А если какой-нибудь инженер создаст автопилот, способный варить кофе, летчики будут поклоняться ему как божеству. Но поскольку автопилот в наши дни отделен от кофейника, мы рассмотрим его отдельно.

Основы работы с автопилотом

Использование автопилота «Боинга-737-800» при первых полетах может помочь вам в начале летной карьеры. Автопилот состоит из трех основных компонентов: пилотажного командного прибора, автомата тяги и собственно автопилота. Рассмотрим каждый компонент по отдельности.

Пилотажный командный прибор

Пилотажный командный прибор помогает пилоту выдерживать нужный курс. В отличие от автопилота, физически управляющего самолетом, пилотажный командный прибор лишь указывает отклонение от курса. Вы по-прежнему ведете самолет, а на авиагоризонте появляется несколько планок или перекрестий. Вертикальная планка указывает на отклонение от курса или оси ВПП влево или вправо, а горизонтальная — на отклонение от заданной высоты или глиссады вверх или вниз. Вам же остается лишь выдерживать курс, направляя самолет в сторону отклонения планок.

Пилотажный командный прибор включается переключателем F/D ON, расположенным на левой стороне панели управления режимами автопилота. Включив прибор, выберите режим его работы, нажав соответствующую кнопку (NAV, HDG, APR и т.д.).

Режим Действие
НАВ Отслеживает направление на ВОР-маяк, на который настроен приемник НАВ-1 в окне COURSE.
HDG Отслеживает направление на курс, установленный кремальерой задатчика курса и отображаемый на табло HDG.
APR Отслеживает положение самолета относительно курсового маяка и глиссадного луча согласно настройкам НАВ-1.

Автопилот незаменим, когда вы хотите, чтобы самолет летел сам по себе. Он автоматически выдерживает заданную высоту, курс и скорость. Скорость задается отдельно от курса и высоты посредством автомата тяги.

Для того чтобы самолет сам управлял своей скоростью, нужно включить автомат тяги переключателем A/T Arm на левой стороне MCP. Чтобы задать нужную скорость, введите ее значение в табло IAS/MACH на левом крае MCP, щелкнув его мышью. Задав значение скорости, нажмите кнопку IAS (скорость задается в морских милях в час). Чтобы задать скорость в процентах от скорости звука, нажмите кнопку MACH и убедитесь, что отображаемое на табло значение (напр. 0,75) соответствует заданному.

Задайте нужные значения в окнах курса, высоты, HDG и IAS (это можно сделать как в режиме паузы, так и в полете). Включите автопилот переключателем A/P CMD (выйдя из режима паузы, если находитесь в нем). Автомат тяги включается тумблером A/T ARM на левой стороне панели управления режимами автопилота.

Ну, вот и все. Немного попрактиковавшись, вы получите в свое распоряжение чудесный маленький прибор, выполняющий многие функции второго пилота. Вот только за чашечкой кофе его не пошлешь, но я отдаю себе отчет в том, что инженеры уже работают над решением этой проблемы.

Установка различных режимов работы автопилота

Отслеживание ВОР-маяка
Чтобы направить самолет на этот курс, нажмите кнопку НАВ под табло. Частота ВОР-маяка определяется значением, установленным в НАВ-1.

Отслеживание курсового маяка
Чтобы отслеживать соответствующий значению в этом табло курс на маяк, нажмите кнопку APR. Убедитесь, что в НАВ-1 установлена правильная частота курсового маяка.

Если ваша мышь оборудована колесом, вращайте его вперед, чтобы увеличить значение курса, или назад, чтобы уменьшить это значение.

Если ваша мышь оборудована колесом, вращайте его вперед, чтобы увеличить значение курса, или назад, чтобы уменьшить это значение.

Если ваша мышь оборудована колесом, вращайте его вперед, чтобы увеличить значение курса, или назад, чтобы уменьшить это значение.

Если ваша мышь оборудована колесом, вращайте его вперед, чтобы увеличить значение курса, или назад, чтобы уменьшить это значение.

Если ваша мышь оборудована колесом, вращайте его вперед, чтобы увеличить значение курса, или назад, чтобы уменьшить это значение.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: