Як працює автопілот в літаку - авіаційна бібліотека

За останні двадцять років автоматизація процесу пілотування досягла фантастичного рівня. Сьогодні пілот пасажирського лайнера керує літаком не більше чотирьох хвилин за політ: дві хвилини на початку польоту (рулювання від терміналу і розгін на злітній смузі) і дві в кінці (починаючи з висоти тридцяти метрів над смугою і закінчуючи зупинкою біля терміналу). Решту роботи виконує бортовий комп'ютер.

Серед пілотів новітніх моделей «Ейрбаса» ходить жарт про те, що сучасним літаком можуть управляти звичайна людина і собака: собака - щоб кусати людини, якщо той протягне руку до важелів управління, а людина - щоб годувати собаку.
Таке стало можливим завдяки системі fly-by-wire або, по-нашому, ЕДСУ - електродистанційною системі управління. Вона забезпечує передачу сигналів від льотчика до виконавчих механізмів у вигляді електричних сигналів. Іншими словами, тепер замість механічного або гідравлічного впливу з кабіни передаються цифрові сигнали, попередньо «профільтровані» через бортовий комп'ютер.

Система fly-by-wire зменшує масу літака, підвищує надійність бортових систем, і, головне - дозволяє контролювати і виправляти помилки пілота, не дозволяючи льотчикові завести літак в небезпечні режими польоту. На літаках компанії Airbus застосування ЕДСУ дозволило відмовитися від звичних штурвала і педалей, замінивши їх на ... звичайний джойстик.
Пілот більше не думає про те, які команди необхідно надіслати окремо на елерони, кермо висоти або горизонтальний стабілізатор. Він просто нахиляє джойстик в потрібному напрямку, а комп'ютер все розраховує і робить за нього. В цілому автоматична система управління польотом неймовірно підвищила безпеку польотів, і в той же час відкрила новий тип катастроф, які раніше не траплялися в історії авіації.

Пропонуємо вашій увазі опис п'яти найбільш значущих авіакатастроф, що відбулися через відмову системи fly-by-wire або через конфлікт між пілотом і такою системою, які сильно вплинули на еволюцію цифрових засобів управління польотом.

Заплановане помпезне подання обернулося принизливим фіаско для Air France і трагедією для концерну Airbus. Погано знайомі з Мюлуз-Абсаймом пілоти рейсу 296 почали знижуватися занадто пізно, в процесі зниження зрозуміли, що переплутали посадкову смугу (глядачі розмістилися вздовж іншої злітно посадкової смуги) і були змушені в останній момент перебудовуватися. В результаті Airbus А320 опустився нижче висоти, позначеної в польотному плані (майже до 40 футів), а його швидкість впала до значення, ледь достатнього для продовження польоту. І тим не менше навіть в таких критичних умовах бортовий комп'ютер утримував літак в повітрі - під вигуки і оплески натовпу лайнер плавно пронісся над смугою. Проблеми почалися, коли пілоти побачили, що за посадковою смугою починається ліс. Капітан негайно віддав команду на набір висоти, однак комп'ютер не послухався, проігнорував її - кермо висоти залишилися нерухомі і новісінький Airbus А320, трохи задерши носа, не піднімаючись і не знижуючись, на очах численної натовпу продовжив рухатися вперед на висоті десяти метрів. Через п'ять секунд двигуни почали заковтувати зелень з верхівок дерев, швидко затихли, літак звалився на землю і вибухнув.

Оскільки на поле в Абсайме було безліч тележурналістів з камерами, які готують матеріали про «вдалому» старті А320 для вечірніх новин, останні секунди рейсу 296 зняті з усіх можливих різних ракурсів; сьогодні вони доступні на YouTube.

Причина катастрофи?
Коли пілот побачив перед собою ліс і віддав команду на набір висоти (двигуни - на повну потужність, джойстик - різко на себе), А320 летів з критично низькою швидкістю, мінімально необхідної для підтримки 70-тонного літака в повітрі. Бортовий комп'ютер був змушений активувати так званий режим «альфа захисту» і заборонити виконання команди пілота. Чому? В той момент будь-яка зміна положення горизонтальних рулів, необхідне для набору висоти, ще сильніше задерло б ніс авіалайнера, що призвело б до ще більшої втрати швидкості і звалювання в штопор. Двигуни після перестановки важелів управління на злітний режим не відразу виходять на повну потужність, тому що набігає на крила потік був би занадто слабкий, щоб підтримувати літак в такій конфігурації. Фактично, система fly-by-wire врятувала А320 від найстрашнішого явища в авіації - звалювання.
Система не знала і не могла знати про те, що літак летить значно нижче встановленої планом польоту висоти, і тим більше про те, що в кінці злітно-посадкової смуги причаїлася лісова гай.
На щастя, з 136 пасажирів і членів екіпажу загинуло всього троє. Проте катастрофа рейсу 296 розміщується на вершині нашого списку - в першу чергу через породженого нею резонансу. Розбився один з перших Airbus А320 в світі. Розбився під час першого демонстраційного польоту. Розбився під час польоту, покликаного показати переваги А320 над найближчим конкурентом - «Боїнгом 737». Ну і найголовніше - літак виконував політ під пильним поглядом десятків журналістів і з журналістами всередині! Класичний epic fail.

Злетівши вище, ніж дозволяють його технічні параметри, лайнер почав стрімко втрачати швидкість і в результаті впав у плоский штопор. В цьому випадку не все втрачено - лайнер на двенадцатікілометровой висоті, його ще можна врятувати. Все, що потрібно від П'єр-Седріка, - нахилити джойстик вперед, опустити ніс літака, дати йому набрати швидкість і, не поспішаючи стежачи за перевантаженнями, повернутися до нормального польоту. Але немає, месьє Бонин, маючи біля себе вкрай досвідченого 58-річного капітана месьє Дюбуа, чуючи, як кабіна розривається від сигналів про те, що літак знаходиться в глибокому звалюванні, продовжує тягнути джойстик на себе. Незабаром сигнали про звалюванні припиняються, оскільки бортовий комп'ютер просто не розуміє, що відбувається з лайнером. Пілоти «загнали» надсучасний Airbus А330 в такі режими польоту, про які розробники автоматичної системи управління польотом навіть не думали. Через три хвилини борт 447 впав в океан (о, так! - П'єр-Седрік Бонин до останнього не відпускав джойстик), відправивши на той світ 228 життів. Що потрібно було зробити, щоб уникнути катастрофи? Відповідь - нічого. П'єр-Седрику Боніна потрібно було залишити важелі управління в спокої і не заважати літаку летіти.

Другий пілот турецького лайнера нарешті зрозумів, що з літаком щось не так, збільшив тягу двигунів, однак не відключив автомат тяги. Через це, як тільки пілот відпустив важелі управління тягою двигунів, автомат тяги знову прибрав їх на малий газ.
Через 6 секунд командир екіпажу перебрав управління на себе, але було вже пізно - запобігти зіткненню з землею не вдалося.