УДК 629.7

Вредное влияние автопилота на работу пилота

Норышева Мария Алексеевна – студент Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации имени А. А. Новикова.

Соколов Олег Аркадьевич – кандидат технических наук, доцент, и.о. заведующего кафедрой Систем автоматизированного управления Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации имени А. А. Новикова.

Аннотация: Статья описывает принцип работы автоматизированных систем, применяемых в авиации нашего времени, а также негативные факторы, относящиеся к работе пилота.

Ключевые слова: автопилот, высокоавтоматизированные воздушные суда, пагубное влияние на эффективность работы пилота.

Введение

Система управления самолётом служит для обеспечения полёта по заданной траектории путём создания на крыле и оперении потребных аэродинамических сил и моментов.

Возможны три типа систем управления воздушным судном – неавтоматическая, полуавтоматическая и автоматическая. В неавтоматической системе управления лётчик, оценивая обстановку, обеспечивает выработку управляющих импульсов и с помощью командных рычагов через проводку управления отклоняет рулевые поверхности, удерживая их в нужном положении своей мускульной силой.

В полуавтоматической системе управляющие сигналы лётчика преобразуются и усиливаются различного рода автоматами и усилителями, обеспечивая оптимальные характеристики устойчивости и управляемости самолёта.

Автоматические системы обеспечивают полную автоматизацию отдельных этапов полёта, освобождая лётчика от непосредственного участия в управлении воздушным судном. Однако и в этом случае предусматривается возможность перехода на ручное управление лётчиком, для чего в кабине сохраняются обычные командные посты управления, связанные с рулями проводкой управления.

Современные воздушные суда оборудованы инновационным изобретением – автопилотом. Автопилоты способны обеспечить более точное и стабильное управление воздушным судном, по сравнению с ручным управлением лётчиком, что обеспечивает более точное и стабильное управление воздушным судном и значительно повышает безопасность полётов и уровень комфорта пассажиров. Однако, несмотря на все преимущества автопилота, он имеет и негативные аспекты, связанные с его воздействием на работу лётчика.

Простейший принцип работы автопилота

Рассмотрим простейший принцип работы автопилота на примере пилотажно-навигационного комплекса Garmin G1000. Он является интегрированной системой навигации и управления полётом. В состав системы входят основные пилотажно-навигационные приборы и средства связи, а также средства отображения системной и навигационной информации. Вся информация отображается на двух цветных дисплеях: primary flight display (PFD), multi-function display (MFD), функции органов управления дисплеев PFD и MFD аналогичны, поэтому рассматривать принцип работы автопилота будем на PFD.

В Garmin 1000 работа автопилота возможна в каналах крена и тангажа, а также в канале триммирования руля высоты. Кроме этого, блок автопилота обеспечивает контроль работы сервоприводов и автоматический контроль в полёте командных сигналов управления на командные стрелки, обеспечивающих рекомендательные действия пилоту по управлению воздушным судном в боковом и/или продольном каналах.

Рисунок 1. Режим работы автопилота ROLL HOLD MODE.

Режим ROLL HOLD MODE, или удержание самолёта в боковом канале, включается автоматически после нажатия кнопки AP (autopilot) совместно с режимом удержания самолёта в продольном канале PITCH HOLD MODE, также появятся командные стрелки, обозначенные фиолетовым цветом. Включение режима можно проконтролировать в специально выделенном окне. Также следует учитывать некоторые факторы включения автопилота в режиме ROLL HOLD MODE:

• Если в момент включения крен был от 0º - 6º, то автопилот уберёт крен.
• Если в момент включения крен был от 6º - 25º, то автопилот будет держать тот крен, на котором его включил экипаж.
• Если в момент включения крен был выше 25º, то автопилот уберет крен на 25º и будет держать его.

Если же в момент включения автопилота тангаж был в пределах 15º на кабрирование и 20º на пикирование, то автопилот будет держать тот угол, в котором был включен.

Второй режим полёта HDG (Heading) – режим ручного управления с заданным курсом.

Рисунок 2. Режим работы автопилота HDG.

Включается режим посредством нажатия на кнопку HDG, на рисунке она обозначена номером 1. В специально выделенном окне появляется надпись HDG, это означает, что режим включился. Путём вращения рукоятки HDG, которая обозначена на рисунке номером 2, можно осуществлять развороты воздушного судна на заданный курс при помощи кренов.

Также существуют полностью автоматические режимы навигации: Navigation mode (NAV) и Localizer (LOC). Для полёта в автоматическом режиме NAV необходимо иметь четкий план полёта, далее автопилот через GPS будет осуществлять навигацию по маршруту. Для захода на посадку при помощи LOC необходимо проконтролировать частоты приводов и быть в области диаграммы направленности курсоглиссадной системы.

Рисунок 3. Схема действия курсового (LOC) и глиссадного (GS) радиомаяков.

Стоит учитывать, что это простейший вид автопилота, который при отказе какого-либо датчика или неверных действиях пилота, может выходить из строя.

Вредное влияние автоматизации на лётный процесс

Несмотря на то, что современные автоматизированные системы являются достаточно безопасными, рассмотрим вредное влияние полностью автоматической системы на работу пилота:

Первой и, пожалуй, одной из самых важных проблем является потеря опыта и навыков у лётчиков. Постепенно, с повышением автоматизации воздушного судна, лётчики могут стать менее компетентными в выполнении ручных действий и принятии самостоятельных решений. Это может привести к утрате умения реагировать на нестандартные ситуации и быстро принимать решения. Это особенно опасно в случае аварийных ситуаций, когда требуется мгновенная реакция лётчика для предотвращения авиакатастрофы.

Следующей проблемой, связанной с использованием автопилота, является потеря внимания и концентрации пилота. Когда управление воздушным судном осуществляется автоматически, лётчики могут стать менее внимательными к деталям полёта и окружению. Это может привести к упущению важных сигналов и предупреждений, которые могут свидетельствовать о потенциальных проблемах или опасностях. Потеря внимания лётчика также может быть вызвана иллюзией безопасности и комфорта, за счёт чего лётчики могут отдавать предпочтение другим задачам или развлекательным процессам. Потеря внимания лётчика также может быть вызвана утомлением от монотонной работы, когда воздушное судно летит в одном направлении, на одной высоте без значительных изменений.

Ещё одним риском является отказ автопилота. Перед полётом лётчик обязан проверить исправность системы автопилота посредством тест-контроля, который осуществляет «прогон» программы, подаётся управляющий сигнал на датчики, которые отклоняют рулевые поверхности. Если система не прошла тест-контроль, то лететь запрещено. Тем не менее, даже тест-контроль не даёт стопроцентной гарантии исправности системы. Всё же существует вероятность нарушения работы автопилота, например, из-за сбоя программного обеспечения или аппаратной неисправности. В некоторых ситуациях, особенно при нештатных ситуациях, автопилот может не обладать достаточной точностью и надёжностью, чтобы правильно реагировать на сложные ситуации. В случае сбоя автопилота лётчики должны быть готовы быстро перехватить управление воздушным судном и предотвратить катастрофу.

Заключение

Несмотря на то, что автопилоты представляют собой значимый шаг вперед в авиационной технологии, однако они также несут определенные риски и проблемы для лётчиков. Невзирая на все преимущества автопилота, следует учитывать и его негативное влияние на работу лётчика. С учётом всех этих негативных факторов, разработчики авиационных систем должны сосредоточиться на обучении и поддержке лётчиков, чтобы они оставались компетентными и готовыми в случае необходимости принять полный контроль над полётом. Регулярная тренировка и поддержания навыков пилотирования, а также осознание всевозможных рисков и проблем, связанных с автопилотом, могут помочь лётчикам более эффективно использовать эту технологию и сохранить высокую степень безопасности полётов.

Список литературы

1. Конструкция самолетов: фундаментальные основы и классика типовых решений [книга]/ авт. Соловов А.В., Меньшикова А.А., - Москва: Юрайт, 2023.
2. Словарь-справочник сокращений и аббревиатур по пилотажно-навигационному комплексу Garmin G1000 самолётов Cessna 172S NAVIII/ DA40NG/ DA42NG [книга]/ авт. Лебедева Н.А., - Санкт-Петербург, 2018.