Посадит, но не взлетит: как работает система автопилота в самолётах

Большинство авиапассажиров и не задумывается о том, что стоит за их благополучным и быстрым перелётом. И если вклад пилотов очевиден для каждого, то о работе множества самолётных систем известно лишь узкопрофильным специалистам. Когда впервые стала применяться система автоматической посадки и как она работает, рассказала Анастасия Залеткина, разработчик, ведущий инженер МИЭА, выпускница МАИ.

Как появился автопилот

Попытки создать систему автопилота начались практически сразу после возникновения авиации. В итоге избавить пилота от монотонной работы за штурвалом при многочасовом перелёте удалось ещё к середине прошлого столетия. Стандартный автопилот работал на «маршрутных режимах», таких как «стабилизация высоты», «вертикальная скорость» и других. Такой автопилот автономен до тех пор, пока нет необходимости вручную изменять режим или скорость полёта.

Сделать автопилот ещё совершеннее помогла разработка систем автоматической посадки и ухода на второй круг.

Категории автоматической посадки

Сегодня в мировой практике существуют системы автоматической посадки по трём категориям. Согласно первой, самолёт снижается в автоматическом режиме до высоты 60 м, второй — до 30 м, то есть не касается взлётно-посадочной полосы. Третья категория посадки имеет подкатегории: до касания или с пробегом по полосе.

Работа системы на практике выглядит так: на подлёте к ВПП капитан судна нажимает на пульте кнопку «Посадка», и самолёт автоматически совершает выход на курс полосы. В этот момент пилоту остаётся только управлять механизацией и скоростным режимом, который задаёт диспетчер.

— Система же самостоятельно ориентирует самолёт на правильный курс благодаря анализу сигналов радиомаяков, которые размещены вдоль взлётно-посадочной полосы, — объясняет Анастасия Залеткина.

Главный плюс систем автоматической посадки очевиден — они разгружают пилота на одном из самых сложных, стрессовых этапов полёта. Кроме того, автопилот доводит борт до точки касания ВПП, помогая успешно сесть в условиях тумана, плохой видимости или даже в полной темноте. Видимость системе совсем не важна, её ориентир — сигналы радиомаяков и датчиков. Так путешествия по воздуху становятся ещё безопаснее.

Первым делом — двигатель

Создание систем автоматической посадки требует кропотливой работы и учёта множества факторов. Один из критически важных — авиационный двигатель. В российской практике встречались случаи, когда из-за смены одной модели двигателя на другой приходилось полностью адаптировать уже отлаженную для этого типа авиалайнера систему автоматической посадки. Это означало потратить время на проведение полного и длительного цикла испытаний.

Дело в том, что при снижении на малых высотах, примерно ниже 5 м, именно от характеристик двигателей зависит, как самолёт будет сбрасывать скорость. Чем быстрее или медленнее происходит этот процесс, тем короче или длиннее будет дистанция приземления. Поэтому под каждый двигатель необходимо чётко настраивать алгоритмы.

Но если существует система автоматической посадки, почему до сих пор конструкторы не разработают и систему автоматического взлёта?

Почему автопилот не помогает взлететь

Сейчас инженеры и IT-специалисты активно ведут разработки программ автоматического взлёта. Однако автоматизация этого процесса осложнена тем, что при взлёте самолёт «не видит» ничего. Если на посадке у нас есть хотя бы радиомаяки, по сигналам которых система формирует траектории в продольном и боковом каналах управления, то при взмывании в воздух у автопилота намного меньше ориентиров.

Не меньшее значение имеет и тот факт, что на взлёте отсутствует возможность ухода на второй круг и повторения маневра, как на посадке, поэтому для системы необходим высокий уровень отказобезопасности и точности. Все эти нюансы повлияли на то, что разбег по полосе и подъём самолёта на первые несколько метров действительно пока не автоматизированы.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России