To dobre pytanie i prowadzi do dowcipu, który wielu pilotów dobrze zna:

„Co będzie w kokpicie przyszłości?”

” Pies i pilot. ”

„ Pies? Dlaczego pies? ”

„ Cóż, pies jest po to, aby pilot nie dotykał czegokolwiek ”.

„Ummm, po co więc pilot?”

„Cóż, ktoś musi karmić psa!”

Technologia poprawiła się do tego stopnia, że ​​samoloty potrafią latać, a nawet same lądować. Stają się nawet całkiem dobrzy w radzeniu sobie z „normalnymi” sytuacjami awaryjnymi, takimi jak awaria silnika i spadek ciśnienia.

Tam, gdzie piloci naprawdę się wyróżniają, są takie sytuacje anormalne i awaryjne, których nie ma w książce.

Gdy silnik rozlatuje się i niszczy przewody hydrauliczne we wszystkich trzech nadmiarowych układach hydraulicznych, komputer nie będzie miał żadnych opcji, ponieważ nigdy nie został zaprogramowany do obsługi tego (ponieważ był uważane za „praktycznie niemożliwe”, gdy zostało zaprojektowane). Z drugiej strony pilot może analizować i eksperymentować, dopóki nie znajdzie wystarczającego rozwiązania, aby utrzymać samolot w powietrzu, podczas rozwiązywania innych problemów.

Podczas całkowitej awarii elektrycznej komputery nie będą działać bardzo dobre. Jasne, możesz zaprojektować systemy nadmiarowe i sprawić, by to „nigdy się nie zdarzyło”, ale co z kiedy tak się dzieje?

Są też wszystkie drobne rzeczy, pilot nieustannie podejmuje decyzje, jak sobie z tym poradzić. Oto kilka przykładów:

• Czy samolot może latać z niedziałającą określoną funkcją?
• A co z niedziałającymi wieloma funkcjami?
• Jak wchodzą ze sobą w interakcję?
• Co robisz, gdy pasażerowie zbyt długo wchodzą na pokład i spóźnisz się na czas odlotu?
• Co robisz, gdy obsługa naziemna zapomina zamknąć drzwi?
• A co, jeśli holownik nie odepchnie Cię wystarczająco dość ?
• A może ATC chce zmienić Twój pas startowy?
• Albo poprosisz ATC o zmianę na inny pas startowy, ponieważ może to zaoszczędzić kilka minut i dzięki temu nie będziesz musiał ponownie rozdrabniać?
• Lub inny samolot niespodziewanie wyjeżdża przed Tobą podczas kołowania?
• Pilot widzi "brzydkie" chmury na końcu pasa startowego i decyduje, że lepiej trochę poczekać przed startem.
• Co się dzieje, gdy podczas rozbiegu nagle pojawia się stado ptaków?
• Co się dzieje, gdy pasażer zachoruje lub stanie się niesforny?
• Kiedy należy przekierować, a kiedy kontynuować?

Podczas typowego lotu pilot podejmuje setki drobnych decyzji, które mogą mieć duży wpływ na lot. Każda z tych rzeczy (lub jedna z dziesiątek lub setek tysięcy innych rzeczy, które mogą się zdarzyć) może spowodować awarię komputera.

Pilot jest także „ostatecznym autorytetem”. Gdyby haker w jakiś sposób włamał się do zautomatyzowanych systemów, pilot zawsze może je odłączyć i ręcznie latać samolotem. Potrafi wyłączać systemy, może być ... Cóż, pilot może być kreatywny, a komputer może robić tylko to, do czego został zaprogramowany.

W tej chwili, gdy dron się rozbija, to nie jest takie wielka sprawa, ponieważ nikogo nie było na pokładzie . Jeśli samolot pasażerski z ładunkiem pełnym płacących pasażerów rozbije się, to jest wielka sprawa. Nawet jeden.

Wiele z tych problemów można pokonać. Niektórzy z nich już byli. Niektóre z nich mogą nigdy nie zostać w pełni obsłużone w sposób automatyczny, ale być może nadal moglibyśmy wykonywać loty automatyczne przy akceptowalnym poziomie bezpieczeństwa. Pewna automatyzacja jest w rzeczywistości lepsza niż niektórzy piloci w pewnych obszarach.

Jednak największym powodem, dla którego nie mamy w pełni zautomatyzowanych samolotów pasażerskich, jest to, że ogół społeczeństwa czuje się komfortowo, gdy osoba znajdująca się z przodu może przejąć kontrolę i w razie potrzeby przenieść je w bezpieczne miejsce. Nawet gdyby technologia była w 100% gotowa do zautomatyzowanych lotów pasażerskich, myślę, że liczba osób chętnych do zakupu biletu byłaby tak niska, że ​​jej wdrożenie przez linię lotniczą byłoby niewykonalne finansowo.

By odegrać rolę adwokata diabła, w 2009 roku były dwa przykładowe przykłady:

1. US Airways Flight 1549 został bezpiecznie wylądowany na Hudsonie, wyczyn, który autopilot mógł nie załatwili; ale
2. Autopilot Air France Flight 447 przekazał pilotom kontrolę, a ich nieprawidłowe reakcje przyczyniły się do utraty wszystkich na pokładzie.

Idea pilota „z przodu, który może przejąć kontrolę i zabrać ich w bezpieczne miejsce” jest pocieszająca, ale niekoniecznie trafna. Warto zauważyć, że Chesley "Sully" Sullenberger, pilot z lotu 1549, był byłym pilotem USAF, prawdopodobnie lepiej wyszkolonym w radzeniu sobie z sytuacją niż przeciętny pilot komercyjny.

Chociaż słuszne jest stwierdzenie, że pilot może reagować na sytuacje, na które autopilot nie jest zaprogramowany, nie jest prawdą stwierdzenie, że autopilot nie mógłby być zaprogramowany do radzenia sobie w ekstremalnych sytuacjach. Nie mogę go teraz położyć, ale pamiętam wideo, na którym autonomiczny system pilotażowy korygował wybuchowe usunięcie skrzydła modelu samolotu, testując wejścia sterujące i odpowiadające im wyjścia, aby dostosować się do straty (NASA Sterowanie adaptacyjne wydaje się podobne).

Podejrzewam, że ułatwimy pełną automatyzację lotnictwa dzięki odpowiednikowi dzisiejszych pilotów dronów; Wyobraź sobie grupę pilotów gotowych do zdalnego przejęcia kontroli w okolicznościach wykraczających poza możliwości autopilotów, w jakiejś lokalizacji naziemnej, zdolnych zdalnie podłączyć się do samolotu. Ze względu na koszty fracht prawdopodobnie zostanie przyjęty wcześniej, a pasażer będzie podążał za nim po zademonstrowaniu wystarczającego poziomu bezpieczeństwa.

Podobnie, automatyzacja poza kokpitem musi iść dalej; na przykład niektóre scenariusze Lnafzigera nie miałyby miejsca, gdyby ATC był również autonomiczny. Podobnie jak w przypadku innych środków transportu, mogą wystąpić problemy z autonomicznymi i konwencjonalnymi pojazdami działającymi obok siebie, które należałoby rozwiązać.

Zgadzam się, że aspekty społeczne są tutaj o wiele bardziej naglące niż aspekty technologiczne; akceptacja technologii autonomicznych przez ludzi wydaje się opóźniać ich działanie.

Oprócz doskonałego postu Lnafzigera, który skupia się na zaletach człowieka w kokpicie, skupię się na relacji między ostatnimi wydarzeniami a faktem, że wciąż piloci w kokpicie. W lotnictwie komercyjnym zmiany technologiczne trwają bardzo długo, zanim zostaną powszechnie przyjęte. Zwłaszcza jeśli wymagają skomplikowanych zmian w całej branży.

Załóżmy, że jakiś producent zacząłby dzisiaj opracowywać bezzałogowy samolot transportowy. Sam projekt samolotu i systemów zająłby prawdopodobnie około 10 lat. Jednocześnie należy opracować standardy certyfikacji. Certyfikacja samolotu zajmie prawdopodobnie kolejne 5 lat. Oznaczałoby to, że w optymistycznym scenariuszu minie 15 lat, zanim pierwszy komercyjny lot będzie mógł zostać wykonany takim samolotem. W tym czasie nadal będą produkowane konwencjonalne samoloty pilotowane. Będą produkowane jeszcze przez jakiś czas po udostępnieniu samolotów bez pilota. Rozważmy teraz, że płatowiec będzie latał przez około 30 lat, może trochę krócej, jeśli jest to naprawdę nieopłacalne. Oznacza to, że będziemy oglądać samoloty pilotowane przez co najmniej kolejne 50 lat, jeśli zaczniemy dzisiaj przechodzić do bezzałogowego lotnictwa komercyjnego.

Oznacza to również, że przez długi czas będzie istnieć mieszanka samolotów pilotowanych i samoloty bez pilota razem. Jak sobie z tym poradzi ATC? Aby kontrola ruchu lotniczego zajmowała się statkami powietrznymi bez pilota, należy wprowadzić wiele zmian w systemach ATC na całym świecie. Zajmie to nawet więcej czasu niż opracowanie samego samolotu.

Z pewnością głównym powodem jest pokusa nadużycia

Pilot prawdopodobnie dosłownie jako pierwszy umrze, widząc, że siedzi z przodu, więc jest dość dobrze zmotywowany do prawidłowego wykonania pracy

Pamiętam mojego przyjaciela, który był technikiem lotnictwa wojskowego, po zakończeniu naprawy, musiał odbyć wszystkie loty testowe z tego samego powodu.

Myślę, że koncepcja dronów cywilnych zginą (a wraz z nim pewnie biedni ludzie na ziemi) po pierwszej katastrofie takiego pojazdu.

Bieżące inicjatywy producentów

Jeśli chodzi o obecny stan technologii w pełni autonomicznych odrzutowców pasażerskich (w 2017 r.), istnieje pewne zainteresowanie ze strony producentów, zwłaszcza Boeinga, ale byłoby to naciągane mówią, że producenci ciężko pracują, aby wkrótce w pełni autonomiczne samoloty pasażerskie były dostępne na rynku.

Podczas Paris Airshow w 2017 roku Mark Sinnett, wiceprezes Boeinga odpowiedzialny za innowacyjne technologie przyszłości, wyjaśnił, że sparafrazowany przez Wasington Post: „Sztuczna inteligencja, którą Boeing będzie w stanie podejmować decyzje zwykle podejmowane przez pilotów. Sinnett powiedział, że technologia ta mogłaby zmniejszyć liczbę pilotów potrzebnych do lotów długodystansowych lub, w niektórych sytuacjach, umożliwić w pełni autonomiczne latanie "

Wcześniej w 2017 roku Sinnett stwierdził, że „Nie jesteśmy wystarczająco sprytni, aby zaprogramować wszystkie te rzeczy. Maszyna musi być zdolna do podejmowania takich samych decyzji jak pilot ”- powiedział Sinnett. „Jeśli nie, nie możemy tam pojechać”.

W przemówieniu na konferencji American Institute of Aeronautics and Astronautics SciTech w styczniu 2015 r. John Tracy, dyrektor ds. technologii Boeinga, powiedział: „Niektórzy z naszych klientów frachtowców pytają nas dla dzisiejszych systemów [autonomicznych samolotów] ”.

Kontynuował:„ Jesteśmy przekonani, że technologicznie zestaw narzędzi jest pełen. Jeśli chodzi o samolot komercyjny, nie mamy wątpliwości, że możemy rozwiązać problem autonomicznego lotu. Jest to kwestia procedur certyfikacji, wymogów prawnych i, co ważniejsze, odbioru społecznego. „

Rzecznik Airbusa powiedział w 2016 roku:„ Airbus nie rozwija autonomicznego samolotu ”.

A rzecznik FAA, która byłaby odpowiedzialna za certyfikację autonomicznego samolotu, powiedział w 2016 roku, że: „FAA nie prowadzi obecnie projektów certyfikacji bezzałogowych statków powietrznych w kategorii transportowej, ani też nikt zaangażowała agencję w taki projekt ”.

Chińska firma Ehang wyprodukowała drona pasażerskiego Ehang 184, który może latać 25-minutową zaprogramowaną trasą od startu do lądowania . Nie wyklucza to wielu problemów opisanych poniżej. Technologia jest nadal w trakcie lotów testowych w 2017 roku.

Odbiór społeczny

Podczas gdy poprzednie postępy w autopilocie, a nawet awarie spowodowane niewłaściwym użyciem autopilota, nie wywołały powszechnej nieufności, John Tracy z Boeing stwierdził że opinia publiczna jest bardzo ważna dla pomyślnego wdrożenia. Uważam, że gdy w kokpicie coś pójdzie nie tak, wiele osób zaufa człowiekowi z tysiącami godzin doświadczenia na komputerze z milionami godzin testów. brak wiary w technologię autonomicznych samochodów wydaje się potwierdzać tę tendencję.

Jakie decyzje wymagają obecnie pilota?

• Wstępne sprawdzenie samolotu: pilot musi sprawdzić cały samolot przed lotem. Obejmuje to przejrzenie listy pozycji, które wymagają niepilnych napraw i podjęcie decyzji, czy odpowiada mu margines bezpieczeństwa w samolocie. Czasami polega to na przewidywaniu, czy samolot napotka określone warunki pogodowe.

• Pogoda: pilot musi podjąć decyzję, czy trasa jest bezpieczna do lotu lub czy warunki się pogorszą. Podczas lotu może to wymagać decyzji o ogłoszeniu sytuacji awaryjnej. Pilot ze szczegółowymi radarowymi mapami pogodowymi może nawet wybrać trasę przez lukę między niebezpiecznymi komórkami burzowymi. Komputer musiałby być lepszy od pilota w przewidywaniu, jak bezpieczna jest dana trasa, aby uniknąć sytuacji takich jak Southwest Airlines Flight 1248 lub wielu innych wypadków, w których wpływ miała pogoda.

• Podejścia wizualne w locie: Mimo że technologia autoland istnieje od 1964 roku, nadal rzadko zdarza się, aby lotnisko wyposażone we wszystkie pasy startowe umożliwiało podejście przy zerowej widoczności. (zobacz to pytanie). Mniej niż 1% wszystkich lądowań odbywa się obecnie przy użyciu autolandu.

• Kołowanie: Kołowanie jest obecnie wykonywane ręcznie i przez odniesienie wizualne. Istnieją szczegółowe mapy GPS i wskazania miejsc na drogach kołowania, ale samolot nie może przez nie przejechać automatycznie. Automatyczne kołowanie z wykorzystaniem zewnętrznych pojazdów holujących to obszar aktywnych badań (patrz tutaj lub tutaj).

• Komunikacja z ATC: Zezwolenia w przestrzeni powietrznej, informacje o pogodzie, wskazówki dotyczące drogi kołowania, zmiany kierunku ruchu, ogłaszanie sytuacji awaryjnej i inne informacje są obsługiwane ustnie przez ATC. Częściowo zastąpiono większość z nich ACARS, TCAS i zaawansowanymi radiotelefonami, ale pozostaje wiele do zrobienia, aby całkowicie usunąć komunikację werbalną ATC z niektórych samolotów.

• Unikanie ruchu i terenu VFR: Nie cały ruch jest wyposażony w transponder i nie cały teren jest rejestrowany w dokładnej bazie danych lub objęty ulepszonym urządzeniem rozpoznającym bliskość ziemi, dlatego polegamy na na pilotów, aby ich uniknąć. Jako przykład tego, co może pójść nie tak, zobacz lot Turkish Airlines 1951, gdzie podczas autolandu samolot uderzył w nieoczekiwane drzewa.

• Rozpoznawanie problemów: Chociaż niektóre awarie, takie jak całkowita awaria silnika, są łatwe do zidentyfikowania, inne problemy są trudniejsze do rozwiązania i wymagają wizualnego potwierdzenia lub oceny pilota. Na przykład, jeśli dwa przyrządy pokładowe nie są ze sobą zgodne, który z nich działa nieprawidłowo?

• Sporządzenie planu działań na wypadek awarii sprzętu: Czy samolot nadal może lecieć do lotnisko z problemem sprzętowym czy trzeba zgłosić sytuację awaryjną? Czy po awarii wymagana jest nietypowa technika lotu lub zmniejszona obwiednia lotu? Nie należy być alarmistą, ale wybuchające silniki, awarie podwozia, pożary sprzętu i eksplozje opon mogą zdarzyć się kilka razy w branży w ciągu jednego roku, nie wspominając o znacznie bardziej powszechnych problemach, takich jak niedziałające lampki kontrolne, uderzenia ptaków, przeciągnięcia sprężarek , awarie silnika i wyłączenie autopilota.

• Planowanie trasy: piloci nadal często ręcznie czytają mapy podejścia i mapy przekrojowe i wprowadzają wynikową trasę do FMS .

• Przeprowadzenie niektórych ręcznych procedur rozwiązywania problemów: Obecny sprzęt nie pozwala komputerom sterowania lotem na ściąganie wyłączników, wyłączanie generatorów lub restartowanie silników. Obecnie filozofia, którą widziałem w autopilotach, brzmi: „Jeśli dzieje się coś niezwykłego, wycofaj się, a piloci się tym zajmą”.

• Turbulencje i uskok wiatru: Autopiloty radzą sobie obecnie z trudnymi warunkami wietrznymi, ale piloci sterujący samolotem z ręki są zwykle lepsi i zapewniają większy margines bezpieczeństwa.

• Problemy medyczne na pokładzie i inne problemy z pasażerami: Ktoś musi ocenić, czy na pokładzie jest problem medyczny, czy ktoś stosuje przemoc podczas jogi wymagałoby zmiany kierunku, a obecnie ta decyzja należy do pilota i innej załogi lotniczej.

Czy nie możemy zająć się niektórymi z tego zdalnie?

Możesz zapytać, dlaczego nie możemy po prostu zdalnie poradzić sobie z niektórymi decyzjami, od zwykłej zmiany planu podróży po procedury awaryjne, ale to tylko eliminuje niektóre przeszkody. Obecnie technologia zdalnego pilotowania nie jest wystarczająco dojrzała (zobacz te pytania dotyczące inżynierów na pokładzie, konwersji samolotów na drony i przesyłania danych FDR). . Widziałem niektóre technologie łączności najnowszej generacji dla samolotów i nawet w 2017 roku nadal występują problemy z niezawodnością, opóźnieniami, kosztami lub szybkością, które sprawiają, że nie nadaje się do obsługi spraw życia lub śmierci, szczególnie w obszarach takich jak oceany, gdzie znajdują się satelity Twoja jedyna opcja.

Temat postępów w kierunku w pełni autonomicznych statków powietrznych jest obszernym i złożonym tematem. Oto kilka artykułów do dalszej lektury:

• Jak Boeing planuje przetestować technologie przyszłych samolatujących samolotów pasażerskich

• To największy czynnik powstrzymujący samoloty przed lataniem

• Piloci mogą wkrótce stracić pracę na rzecz robotów

• Kiedy będziemy mieć bezzałogowe samoloty komercyjne?

• Czy poleciałbyś w samolocie bez pilota

Nawet w zastosowaniach wojskowych posiadanie w pełni zautomatyzowanego samolotu nie jest najlepszym rozwiązaniem (z wyjątkiem kosztów, piloci kosztują więcej niż komputery).
Zupełnie poza ryzykiem przypadkowej utraty kontroli nad dronem (rozbłysk słoneczny w niewłaściwym momencie, ups), istnieje ryzyko, że łącze sterujące zostanie zablokowane lub nawet systemy sterowania zostaną zhakowane i przejęte przez przeciwnika.
Chociaż nie jest to duże ryzyko wysłania Predatora drona nad Afganistanem w Somalii, wysyłając odpowiednik B-2 pilotowanego przez komputery podczas strajku, aby powiedzieć, że Chiny wywołują to ryzyko.
I nie mówię o robotach typu Terminator, które przejmują świat i polują na ludzi wyginięcie (co jest głównym powodem, dla którego opinia publiczna ma problemy z uzbrojonymi dronami), ale ingerencja człowieka powoduje, że dron albo się rozbija, kieruje do bazy wroga i zostaje schwytany, albo zostaje przeprogramowany, aby uderzył w swojego właściciela przez wroga.

I po części działa również w samolotach komercyjnych. Dobrze wyposażony gang przestępczy mógłby włamać się do systemów kontroli i przejąć je, wysyłając samolot pasażerski z kilkuset pasażerami poza kontrolę (lub w stan przetrzymywania, żądając okupu). Koniec z próbami przemycania ludzi z zabawnymi akcentami do samolotów pasażerskich z plastikowymi materiałami wybuchowymi w butach lub bieliźnie, co (choć może być dla niektórych romantyczne i zapewniające męczeństwo „wolontariuszowi”) jest mało prawdopodobne.
I to było już prawdziwym zmartwieniem, kiedy Boeing i Airbus wprowadzili swój sprzęt do elektronicznej torby lotu, pomysł, że ktoś mógłby włamać się do systemów samolotu i przeprogramować je tak, aby podawały fałszywe dane pilotom, którzy następnie używali ich do lotu do samolotu. złe miejsce powodowało poważne bóle głowy (a te rzeczy można przeprogramować tylko na ziemi za pomocą kabla od laptopa ...).