Авионика: от стрелочных приборов до бортовых компьютеров

За более чем вековую историю авиация прошла путь от фанерных «кукурузников», летавших со скоростью современного автобуса, до сверхзвуковых самолётов, выходящих в стратосферу. Но мало кто задумывается над тем, что весь этот головокружительный прогресс во многом произошёл благодаря развитию авионики. Подробнее об этом рассказал директор Центра «Авионика» МАИ Виктор Поляков.

От глазомера к первым приборам

Первые аэропланы, оснащённые бензиновыми поршневыми моторами, которые мало чем отличались от автомобильных, летали медленно и не высоко. Так, один из массовых самолётов дореволюционной эпохи, импортный французский «Фарман-4», достигал максимальной скорости 65 км/ч с потолком полёта всего в полкилометра.

В таких условиях лётчик полагался исключительно на свои глаза, используя для навигации компас и бумажную карту. Если же он сбивался с пути, то вернуться на маршрут можно было, проследовав вдоль железнодорожного полотна или русла реки до ближайшей станции или причала. Именно поэтому до Второй мировой войны названия населённых пунктов в разных странах часто писали на крышах зданий, а правильная навигация в условиях плохой видимости или ночью считалась подвигом. Так, первыми Героями Советского Союза стали лётчики, которые в экстремальных условиях Арктики спасли потерпевших бедствие «челюскинцев». Героизм и опыт авиаторов до известной степени компенсировали неразвитость техники.

Помимо компаса лётчику тех времён помогали ещё несколько простейших приборов — вариометр, тахометр, топливомер и трубки Пито. Но они давали только показания, а расчёты приходилось всё равно делать вручную. Так, в экипажи Чкалова и Громова, совершившие исторический перелёт в Америку через Северный Полюс, входил штурман, который при помощи карты, компаса и линейки рассчитывал маршрут. И кстати, экипаж Громова сумел побить рекорд дальности полёта Чкалова именно за счёт более удачных действий штурмана на борту.

В военной авиации лётчики полагались на простые неподвижные прицельные кольца, которые даже самым остроглазым и опытным истребителям позволяли вести бой только в непосредственной близости к противнику.

Радиолокация и электроника

Появление газотурбинных двигателей в 1940-х годах произвело в авиации настоящую революцию. Самолёты за считанные минуты стали достигать околозвуковых скоростей, а потом и вовсе преодолели звуковой барьер. В этих условиях глазомер больше не работал. Тем более, что ракетное вооружение вывело воздушный бой за пределы видимости человеческого глаза.

Самолёты окончательно перестали ориентироваться за счёт органов чувств пилота. На борту появились первые радиолокационные станции (РЛС), позволяющие обнаруживать воздушные и наземные цели вне визуальных границ. Сначала это были очень громоздкие и тяжёлые аппараты, которые устанавливались только на двух- или четырёхмоторные самолёты, и для работы с ними требовался отдельный специалист. Но с переходом от ламп к транзисторам бортовые РЛС становились компактнее, легче и умнее — теперь они не только обнаруживали воздушные цели за пределами возможностей человеческого зрения, но и обеспечивали наведение по ним ракет.

Гироскопические навигационные комплексы позволили автоматизировать навигацию и навсегда отказаться от линейки и бумажной карты, а также от должности штурмана, а развитие РЛС — и от отдельного оператора на борту. Самолёты третьего и четвёртого поколения реактивной эры — это двух- и одноместные машины, напичканные электроникой: радиолокационной, оптической, навигационной, связной, разведывательной аппаратурой и средствами радиоэлектронного противодействия.

Умный самолёт

Однако такое изобилие аппаратуры существенно усложнило управление самолётом. Пилоту стало непросто следить за показаниями приборов и принимать правильные решения, особенно в условиях экстремальной ситуации или воздушного боя.

Поэтому в самолётах пятого поколения реактивный эры авионика вышла на новый уровень: пилот уже не считывает самостоятельно данные с приборов, а получает просчитанный, исходя из получаемой информации, диапазон действий для принятия решения от бортовой центральной вычислительной машины. Она самостоятельно выполняет оптимальную настройку прицельно-навигационного комплекса на оптимальный режим работы в нужное время и в нужном месте, постоянно контролирует работу всех важнейших агрегатов, а в случае возникновения угрозы — выдаёт мгновенную реакцию.

Остаётся всего один шаг до полностью беспилотного самолёта.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России