Autopilot není nedávný termín v anglickém lexikonu; proto je stejně starý jako letecký průmysl. První motorový letoun letěl 17. prosince 1903 poblíž Kitty Hawk v Severní Karolíně, Wilburem a Orvillem Wrightovými jen 12 sekund, zatímco druhý let trval 39 sekund v roce 1905, téměř dva roky po prvním letu. Jak tedy autopilot funguje?
Zajímavé je, že americký letec Lawrence Sperry vytvořil prvního úspěšného autopilota již v roce 1912, 9 let po prvním letu.
Zatímco od doby, kdy byla vyrobena první sada letadel, došlo v leteckém průmyslu k obrovskému zlepšení, systém autopilota je technologie, která se za více než století změnila jen velmi málo. Pokud jste vášnivým čtenářem Travel Rader, měli byste odpovědi na otázky typu Jak piloti hledají cestu na obloze a Proč jsou dva piloti v letadle. Zajímavé je, že jsme se zavázali odpovídat na zajímavé otázky v našich článcích. Naše nejnovější zpráva je na prvním místě a doufáme, že se vám bude líbit každý její kousek.
Co je autopilot
Systém autopilota je software nebo nástroj, který dokáže řídit letadlo za určitých podmínek pomocí hydraulických, mechanických a elektronických systémů letadla. Autopilot je často nedílnou součástí systému řízení letu a může sledovat letové plány a udržovat rychlost, výšku a polohu přední části letadla. Piloti často zapojují systém autopilota, aby manévrovali s letounem bez přímé asistence pilota, s výjimkou během vzletu. Autopilot se nejčastěji používá v osobních letadlech při dlouhých a často nudných letech.
Zjednodušeně řečeno, autopilot je systém používaný k řízení dráhy letadla bez nutnosti manuálního vstupu od lidských operátorů (pilotů). Ještě lépe, můžete to nazvat automatizací letových činností s výjimkou vzletů, které je třeba provádět ručně. Zajímavé je, že jde o důležitou technologii, která pilotovi nabízí velkou pomoc.
Autopiloti v žádném případě nenahrazují piloty, nebo alespoň technologie nepokročila do bodu, kdy mohou letadla vzlétnout, letět do svých destinací a přistát na letišti bez pilota na palubě. Je to možnost do budoucna? Pouze čas ukáže.
Autopilot nenahrazuje piloty. Autopilot místo toho nabízí asistenci a umožňuje pilotovi soustředit se na jiné aspekty létání. Autopilota lze aktivovat kdykoli po vzletu a před přistáním. Autopilot může pomáhat pilotům při špatné viditelnosti nebo poruše letového systému. Autorizace softwaru se však může v jednotlivých rovinách lišit.
Co ukazuje historie?
Autopilot je standardní funkcí většiny komerčních nebo osobních letadel a je pozoruhodné, že se v průběhu let mírně zlepšil. Vzhledem k nepatrné změně je systém autopilota starý jako letecký průmysl.
Americký letec Lawrence Sperry vytvořil první úspěšný autopilotní systém v roce 1912. Systém však získal velkou publicitu až do roku 1933, kdy slavný letec s páskou přes oči přistál na Floyd Bennett Field v New Yorku poté, co dokončil první kolem světový samostatný let za něco málo přes sedm dní (přibližně sedm dní, 18 hodin a 49 minut). Let začal v New Yorku a vedl přes Berlín, Aljašku, Kanadu a Sovětský svaz. Je pozoruhodné, že to nebyl první let letce kolem světa. Zajímavé je, že první nebyl samostatný let, protože měl na palubě navigátora Harolda Gattyho, který ho udržoval v kurzu a bdělosti po celou dobu letu.
To vás nutí přemýšlet, jestli potřeboval další pár rukou pro první let, jak by se pak mohl pustit do druhého letu bez jedné? Jednoduchá odpověď je autopilot. Systém autopilota ho udržoval v letu správným směrem, zatímco odpočíval.
Systém autopilota je někdy hovorově označován jako George. Jednoduše řečeno, necháme George chvíli létat. Je však třeba ještě určit původ přezdívky.
Někteří tvrdí, že přezdívka odkazuje na vynálezce George De Beesona, který si ve 1930. letech nechal patentovat autopilota. Jiní tvrdí, že piloti britského královského letectva tento termín vytvořili během druhé světové války, aby ukázali, že jejich letadla technicky patřila králi Jiřímu Šestému. Je zajímavé, že vzhledem k tomu, že si nikdo nečinil nárok na ražbu mincí, pokud se jmenujete George, můžete si také zkusit udělat nějaké nároky na přezdívku. Tentokrát by to mohlo zůstat.
První systémy autopilota
Stejně jako u všech vynálezů jsou počátky jakékoli technologie obvykle tím nejnáročnějším obdobím, protože vynálezce musí přesvědčit lidi o proveditelnosti a bezpečnosti svého vynálezu, přičemž často riskuje svůj život, aby ukázal schopnost svého vynálezu. S testováním systému autopilota však nebylo spojeno velké riziko ani žádná tragédie. I když to v určitém okamžiku potřebovalo nějaké změny, od začátku to fungovalo dobře.
V počátcích letectví vyžadovala letadla neustálou pozornost pilota, aby mohla bezpečně létat. Jak se dolet letadla v průběhu let zvětšoval a umožňoval lety mnoha hodin, neustálá pozornost potřebná k udržení letadla v letu vedla k těžké únavě. Vznikla tedy potřeba systému, který by vykonával některé z úkolů, které musí pilot vykonávat během letu. Zajímavé je, že autopilot byl zrozen, aby ulehčil pilotům obrovskou zátěž během dálkových letů.
Inteligentní autopilot by mohl posádce usnadnit létání. Proto je důležitý druhý pilot (autopilot), který může analyzovat rizika, nabízet rady za letu a monitorovat úrovně stresu a pracovní zátěž pilotů. Vysoká pracovní zátěž a stres mohou mít za následek únavu. Autopilot však pomáhá snižovat stres nahromaděný během letů.
Prvního leteckého autopilota vyvinul Lawrence Sperry ze společnosti Sperry Corporation v roce 1912. Systém umožňoval letadlu letět přímo a vodorovně v kurzu bez zásahu pilota nebo jeho pozornosti, čímž se snížilo pracovní zatížení pilota a téměř se odstranila únava z nahromadění vzdáleností. během letů.
Lawrence Sperry, který pochází z dlouhé řady vynálezců (jeho otec Elmer Sperry byl také slavným vynálezcem), předvedl autopilota na soutěži v letecké bezpečnosti v Paříži v roce 1914. Sperry prokázal důvěryhodnost autopilota pilotováním letadla s rukama pryč od ovládání.
Emler Sperry Jr, syn Lawrence Sperryho, spolu s kapitánem Shirasem pokračovali v práci na systému i po válce. V roce 1930 testovali kompaktnějšího a spolehlivějšího autopilota, který udržoval letoun US Army Air Corps ve skutečném kurzu a výšce po dobu tří hodin.
Zatímco Sperry Corporation zdokonalovala svůj autopilotní systém v USA, jinde ve Spojeném království, Royal Aircraft Establishment vyvinula svého vlastního autopilota, v roce 1930 přezdívaného „pomocník pilota“.
Systém autopilota byl dále vylepšen o pokročilý řídicí algoritmus a hydraulický servomechanismus. Do systému byly přidány další nástroje, jako například radionavigační pomůcky, které umožňovaly létat za špatného počasí a v noci.
Moderní systém autopilota
Systémy autopilota jsou stále lepší, inteligentnější a schopné provádět složité manévry. Systémy autopilota v moderních a složitých letadlech jsou tříosé a obecně se dělí na fáze pojíždění, stoupání, plavby, klesání, přiblížení a přistání. Ne všechna osobní letadla, která jsou dnes k dispozici, jsou však vybavena systémem autopilota.
Starší a menší letadla jsou stále většinou řízena ručně, i když některá z nich, jako DA42, mají nainstalovaného autopilota. Podle požadavků Mezinárodní organizace pro civilní letectví (ICAO) však mohou být malá dopravní letadla s méně než dvaceti sedadly bez autopilota, protože se používají pouze při krátkodobých letech se dvěma piloty na palubě. Nedávný nárůst poptávky po jednopilotních letech by však také mohl vést k určitým změnám.
Jak požaduje ICAO, mezinárodní letecké předpisy požadují, aby autopilot byl instalován v letadlech s více než dvaceti sedadly. U autopilotů pro malá letadla existují tři úrovně řízení.
- Jednoosý autopilot: tato úroveň autopilota řídí pouze jakékoli letadlo v ose náklonu (podélná osa). Tyto druhy autopilotů se označují jako „vyrovnávače křídel“ s odkazem na jejich jedinou schopnost.
- Dvouosý autopilot: tento druh autopilota řídí letadlo v ose náklonu (příčná nebo boční osa) a náklonu. Jedná se tedy o něco víc než o vyrovnávač křídel s omezenou schopností korigovat oscilaci sklonu. Tato úroveň automatizace umožňuje letadlu přijímat informace z palubního radionavigačního systému.
- Tříosý autopilot: často není vyžadován v mnoha malých letadlech, tento druh autopilota řídí letadlo z osy stáčení (rotace kolem svislé osy nebo pohyb letadla ze strany na stranu)
Autopiloti, kteří automatizují všechny fáze letu, kromě pojíždění a vzletu, skutečně existují. Autopilotem řízené přiblížení k přistání je známé jako autoland a umožňuje pilotovi využívat systém přistání podle přístrojů (ILS), když je viditelnost nulová. Je to však možné pouze na některých letištích s nainstalovanými konkrétními technologiemi. Autoland se používá zřídka. Piloti většinou přistávají s letadly ručně. Piloti dávají přednost ručnímu přistávání s letadly namísto použití automatického přistání, protože funkce automatického přistání vyžadují složité a přesné navádění personálu pozemní věže. Manuální přistání je na druhou stranu měkčí, méně složité a vyžaduje méně práce než autopilotované přistání.
Moderní autopilot je systém používaný k řízení letadel. Software autopilota nainstalovaný v letadle čte aktuální polohu letadla a poté používá systém řízení letu k navádění letadla.
Autopilot moderního letadla navíc čte svou polohu a výšku z inerciálního naváděcího systému známého jako inerciální navigační systém (INS). INS je navigační systém, který využívá gyroskopické senzory spolu s rotačními senzory a počítačem k nepřetržitému výpočtu polohy, orientace a rychlosti letadla. Mrtvý výpočet je jednoduše proces navigace vypočítáváním vzdálenosti a času na základě pozemní rychlosti letadla. INS však v průběhu času hromadí chyby, které mohou být způsobeny fyzickými vlastnostmi systému, které poškozují poziční data.
Global Positioning System je možná nejpokročilejší technologie, která pomáhá pilotovi najít cestu na obloze. Je to nejběžnější a nejpřesnější navigační systém současnosti a je založen na přesných satelitních datech.
Jak funguje autopilot?
Systém autopilota se může podílet na většině řídicích mechanismů letadla kromě vzletu. Automatizovaný vzlet je však možný, jak nedávno předvedl Airbus. Jeden z Airbusů A350-1000 sám odstartoval z Toulouse v prosinci 2019, což dokazuje, že automatizovaný vzlet je možný. Autonomní taxi, vzlet a přistání (ATTOL) je technologie, na které výrobci letadel pracují. V tuto chvíli je však proveditelná pouze ukázka a všechny vzlety se provádějí ručně.
Autopilot v principu řídí pohyb letadla kolem těžiště a řídí letadlo podle bezpečnostních parametrů. Údaje o trase připravené před letem však musí být nahrány do systému.
Jakmile tedy pilot dá pokyn autopilotovi, ten řídí letadlo v rámci tras v nahraných datech. Zjednodušeně lze autopilota lépe popsat jako systém automatického řízení letu (AFCS). V dokonalém smyslu byl systém vyvinut tak, aby poskytoval úlevu pilotům během dlouhých a únavných letů. Zajímavé je, že moderní autopilot může provádět složité manévry.
Shrnutí
Autopilota lze nalézt na všem, od lodí po auta, i když nejsou stejné jako to, co lze získat v letadlech.
Zaměřili jsme se však výhradně na technologii autopilota letadel. AFCS je velmi pokročilý a umožňuje pilotovi na palubě soustředit se na jiné aspekty létání. Dá se dokonce přirovnat k tomu, co lze získat v autech, ale pomáhá pouze při udržování rychlosti na dálnici, ale není potřeba pro opuštění garáže nebo parkování auta v garáži, a přesto je pro řidiče skvělým zdrojem.
Autopilot umožňuje řidiči udělat si přestávky; jsou však stále zodpovědní za vstupy a stále ovládají letoun.
Jak moc lze systémy autopilota ještě vylepšit, není známo. Co je však známo, je to, že pilotům během letů nabízí obrovskou úlevu. Vzhledem k rychlosti, s jakou aerolinky tlačí na jednopilotní systém, může automatizace v letadlech narůstat, zejména u dlouhých a nudných letů.
Co si myslíte o autopilotech? prosím zanechte svůj komentář.
