Få fly lander automatisk, men nye systemer kan gøre dette til normen

Når det kommer til fly, der krydser luften, mange af os er vant til tanken om, at de flyver på autopilot med få eller ingen input fra en menneskelig pilot, når de rejser fra en destination til en anden. Lander et fly under autopilot, kendt som autoland, er en anden sag. Mens nogle systemer allerede findes, der arbejdes på at forbedre dem for at muliggøre sikrere landinger.

Efter nogle skøn anvender omkring 1% af alle kommercielle flyvninger autoland, ved hjælp af et Instrument Landing System (ILS). Brug af ILS kræver sidevind på mindre end 46 km i timen, ligner en stærk brise, og bliver sværere under ugunstige sigtforhold som tåge.

Moderne autoland -systemer har andre begrænsninger. De kræver betydelig jordinfrastruktur for at understøtte fuldautomatiske landinger. Banen skal være udstyret med radiofyr, som sender signaler til flyet for at give det mulighed for at opnå nøjagtige og pålidelige positionsoplysninger. Sådanne systemer er dyre, med få lufthavne, der støtter dem, mens forhindringer i nærheden som bjerge gør dem ubrugelige. Hvad hvis der var en anden måde?

Automatisk

Heikki Deschacht fra luftfartsproducenten ScioTeq i Belgien er koordinator for IMBALS, et projekt, der udvikler det, der kaldes Vision Landing System (VLS). Målet med dette system er at gøre det muligt for store passagerfly at lande automatisk med mindre behov for jordbaserede radiofyr.

"Slutmålet med IMBALS-projektet er at realisere og validere og verificere et visionbaseret landingssystem til store passagerfly, "sagde Deschacht. Dette system vil bestå af et indbygget kamerasystem, der fanger billeder foran flyet og en billedbehandlingsplatform, der udtrækker positionsoplysninger for at hjælpe autopiloten med at styre flyet til landingsbanen, forklarer han.

Med nuværende ILS -systemer, piloten skal tage kontrol over flyet på den sidste indflyvning. Imidlertid, Deschacht siger, at VLS - som er tændt, når flyet er stillet op foran landingsbanen - ville gøre det muligt for hele landingen at blive automatiseret. Drevet af algoritmer, der beregner den korrekte indfaldsvinkel, det ville give mulighed for ægte automatiserede landinger.

"Kun 60% af de lufthavne, der betjenes med Airbus -fly, er udstyret med ILS (jordinfrastruktur), "sagde Deschacht." Og ikke alle disse er tilstrækkelige til at lave autolanding. Så der er et stort hul i lufthavne (hvor) autolanding simpelthen ikke er mulig. Og det er det hul, vi ønskede at udfylde med et visionbaseret landingssystem, fordi vi ikke stoler på noget på jorden. Det eneste, vi har brug for, er sigtforhold (der gør) landingsbanen synlig for kamerasensorerne. "

IMBALS bruger i øjeblikket kameraer, der fungerer i synligt lys, men de planlægger også at udvikle billedbehandlingsalgoritmer, der bruger infrarød til at muliggøre natlandinger, og landinger, hvor sigtbarheden er reduceret på grund af tåge eller andre faktorer.

Selvom projektet forventes afsluttet i 2022, Deschacht håber, at VLS kunne være i drift i de senere 2020'ere. Efter 2030, fly kunne designes med disse systemer inkorporeret, som ikke kun ville være mere i stand end eksisterende autolanding -systemer, men betydeligt billigere, da der ikke kræves nogen jordbaseret infrastruktur.

Infrarød

Sensorer med forskellige bølgelængder, der kan registrere forhindringer og undgå kollisioner, kan gøre automatiserede landinger mere sikre, samt taxa, start-hvilket endnu ikke er udført for kommercielle fly-og krydstogt. At udvikle sådanne sensorer til brug i forskellige vejrforhold er fokus for et andet projekt kaldet SENSORIANCE.

"Vi bygger et system, der vil opdage forhindringer, især under barske miljøforhold, "sagde Antonio Soler fra ingeniørfirmaet MLabs Optronics i Málaga, Spanien, projektkoordinatoren. "Vi forsøger at forbedre, hvad piloten kan se."

Ideen er ikke kun at bruge infrarød, men sensorer i andre bølgelængder for at give mest muligt information. Teamet kiggede på de sensorer, der allerede blev brugt i branchen, og arbejdede på en måde at designe og udvikle et billigere og mere effektivt system til forbedring af sikkerheden.

Sensorerne og et kamera er placeret på forsiden af ​​flyet og videresender oplysningerne til piloten. Billedbehandlingssoftware videresender hvad kameraer og sensorer ser, tillader piloter at opdage og undgå forhindringer såsom andre fly- og lufthavnsinfrastrukturer, selv under dårlige sigtforhold.

De forventer at have en prototype klar i det næste årti. "Målet er, at alle kommercielle fly skal have en eller anden form for forbedret vision -system, "sagde Soler. Og kombineret med andre systemer som IMBALS, hvilket ville muliggøre mere udførte automatiserede landinger, det kunne give mulighed for fuldt automatiseret flyvning i den nærmeste fremtid.

Sikkerhed

Ifølge en undersøgelse foretaget af Boeing i 2017, 49% af dødelige flyulykker mellem 2008 og 2017 skete under den endelige indflyvning og landing. Ved at fjerne muligheder for menneskelige fejl gennem automatisering, risikoen for ulykker kan reduceres for at gøre disse faser mere sikre. "Hvis vi ser på den nylige årsagsanalyse af flyulykker, mange af dem har et stort bidrag fra menneskelige fejl, "sagde Deschacht.

Han bemærker også, at billedbehandlingsteknologien som VLS i sidste ende også kunne bruges i andre flyvefaser, såsom start og taxa. "Det er et ret udfordrende job for piloten, hvis det er et ret stort fly, og det er en lille (eller travl) lufthavn, og der er lav sigtbarhed, "sagde han." Det er ikke et køretøj, du let kan vende tilbage, hvis du har taget fejl ved din afkørsel et sted fra taxaen eller landingsbanen. "

Selvfølgelig, der er også sikkerhedsproblemer omkring automatisering. Boeings automatiserede system er kernen i undersøgelserne af to nedbrud, der dræber alle om bord.

Længe før automatiserede landingssystemer som IMBALS overhovedet er implementeret, skal der testes meget for at sikre høje sikkerhedsstandarder, siger Stephen Rice, professor i menneskelige faktorer ved Embry-Riddle Aeronautical University i Florida, OS. Test skal udføres på en gennemsigtig måde med virksomheden, regeringen og potentielle forbrugere.

"Hvis offentligheden fornemmer, at der bliver skåret hjørner, de vil ikke flyve med disse fly, "sagde han." Min anbefaling har altid været at prøve dette på fly, der ikke er passagerpassagerer (f.eks. fragt), og bruge 5-7 år på at løse potentielle problemer, inden man flytter til passagerfly. "

Samlet set, den generelle tendens inden for luftfart er i retning af automatisering, og i stigende grad have piloterne til at føre tilsyn med flyet og dets systemer. Det vil være vigtigt at finde den rigtige balance mellem automatisering og en veluddannet menneskelig pilot, siger Deschacht. For at afbøde menneskelige fejl gennem automatisering, så skal systemer være meget, meget pålidelig, " han sagde.