Цивилизация
Управление современным самолетом требует от пилота навыка и концентрации внимания. В воздухе почти нет визуальных ориентиров, вроде разметки на дороге, а ориентация в трехмерном пространстве считается сложной задачей для большинства людей.
«Во время поездки в машине мы управляем ею лишь в одной плоскости, влево-вправо и вперед-назад. В самолете же пилоту приходится следить за тремя координатами, тремя углами и скоростью одновременно, при этом дороги никакой нет. Представьте, что вы едете на машине с нулевой видимостью, в густом тумане, и для правильного выбора направления необходимо совместить две планки на приборной доске. Очевидно, это сложно, но летчики сейчас находятся именно в таких условиях», – сказал Тяглик.
Современные приборы в кабине относятся к компенсаторному типу: показывают отклонение от желаемой траектории по высоте и по боковой координате. При полете по таким приборам человеку не помогает интуиция и врожденный навык ориентации в пространстве, и потому пилот вынужден прикладывать специальные усилия.
«Мы предлагаем другую концепцию: нарисовать тоннель в небе, относительно которого бы пилот видел свое положение в пространстве, а также отобразить траекторию самолета на несколько секунд вперед»,
– пояснил кандидат технических наук Тяглик.
Прогнозный дисплей, построенный по технологии дополненной реальности, показывает летчику и заданную траекторию самолета, и прогноз его движения, наложенные на изображение закабинной обстановки. Проведенные исследования показали, что это существенно упрощает задачу пилотирования, в разы увеличивает точность отслеживания заданной траектории движения при одновременном уменьшении загрузки летчика, что многократно повышает безопасность пилотирования в простых и сложных метеоусловиях, а также при воздействии интенсивной атмосферной турбулентности.
Пилотажных стенд с отображением прогнозного дисплея
Михаил Тяглик/МАИПрогнозный дисплей может быть реализован по-разному. На существующих сейчас самолетах эту информацию можно отображать на индикаторе на лобовом стекле (ИЛС). Ранее специалисты МАИ совместно с РСК «МиГ» создали нашлемные системы индикации для самолетов МиГ-35 и Миг-29К, благодаря которым прогнозный дисплей отображается прямо на визоре пилота. Это упрощает множество задач, особенно посадку на авианосец и обычный аэродром, а также маловысотный полет и дозаправку в полете. В данный момент нашлемная индикация прогнозного дисплея активно внедряется РСК «МиГ».
Теперь перед специалистами МАИ стоит задача адаптировать прогнозный дисплей для сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения. Подобная система будет особенно нужна в связи с тем, что пилот этого самолета не сможет видеть обстановку снаружи своими глазами.
«У нового сверхзвукового самолета вообще не будет остекления, а вся закабинная обстановка будет передаваться другими способами. В первую очередь, там будут стоять камеры и мониторы, благодаря которым летчик увидит обстановку снаружи. Кроме того, при посадке, если известны координаты самолета и аэродрома, компьютер будет рисовать положение аэродрома на земле, и мы предлагаем дополнить это изображение нашей системой, то есть отображать «коридор», показывающий заданную траекторию и прогноз движения самолета на несколько секунд вперед»,
– сказал Тяглик.
Установка камер вместо фонаря позволит избежать недостатков сверхзвуковых пассажирских самолетов предыдущего поколения, «Конкорда» и Ту-144.
«При посадке такие самолеты заходят на посадку на очень больших углах атаки, и потому пилот не видит поверхность земли. Поэтому на самолетах «Конкорд» и Ту-144 носовая часть самолета опускалась вниз, чтобы обеспечить летчику визуальный контакт с земной поверхностью. Подобная конструкция очень сложна и много весит, и сегодня, в эпоху цифровых технологий, от нее можно отказаться. Поэтому изображение предлагается передавать пилоту с помощью камер, технологии синтетического видения, позволяющей смотреть как бы сквозь корпус самолета и всегда видеть, куда самолет сядет. То есть, смотреть можно будет не только туда, куда обычно позволяло остекление, но и вертикально вниз», – рассказал Михаил Тяглик.
От остекления решено отказаться не только потому, что оно бесполезно при посадке и не нужно при полете по маршруту. Лобовые стекла при сверхзвуковом полете сильно нагреваются, и преодоление связанных с этим проблем дополнительно усложняет конструкцию. Кроме того, замена фонаря на экраны позволяет размещать экипаж в любой части самолета, не только в носу. Поскольку нос самолета будет удлиненным, сидящие в нем люди испытывали бы более значительные перегрузки, чем расположенные вблизи центра масс, и потому возможность переноса кресел в другое место важна для повышения комфорта экипажа.
За надежность системы, по мнению конструктора, переживать не стоит. В настоящий момент системы цифрового отображения информации хорошо отработаны, в частности, в кабинах современных самолетов устанавливают цифровые, а не аналоговые приборы. Поэтому, считает Тяглик, за счет многократного резервирования всех элементов системы надежность виртуального остекления не ниже обычного.
Научно-исследовательские работы по адаптации прогнозного дисплея для сверхзвукового самолета планируется завершить к 2025 году, и конструкторы надеются, что их результаты будут внедрены на этапе проектирования.
Идею прогнозного дисплея прокомментировал «Газете.Ru» один из бывших пилотов «Аэрофлота», летавший на многих отечественных и импортных самолетах в течение десятков лет.
«Эта система, наверное, будет весьма полезна. Видеть перед глазами воздушный коридор, прогноз траектории — это и правда гораздо проще и удобнее, чем пользоваться традиционными пилотажными приборами или просто смотреть глазами», — сказал он.
Однако бывший пилот отрицательно отнесся к возможным последствиям массового внедрения таких систем. По его мнению, хорошо отлаженная автоматика действительно позволяет не задумываться, но на практике приводит к деквалификации пилотов. Это, в свою очередь, может сыграть роль при отказе автоматики или другой нештатной ситуации.