Испытана адаптивная система безопасности для самолетов

Испытана адаптивная система безопасности для самолетов

Разработчики из Исследовательской лаборатории расширенных систем управления Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне провели испытания перспективной адаптивной системы безопасного управления самолетом. Как пишет Aviation Week, испытания, состоявшиеся на полигоне авиабазы «Эдвардс» в Калифорнии, прошли успешно.

Современные самолеты имеют несколько систем, предупреждающих о нарушении нормального полета, например, сваливании или превышении допустимого угла атаки. Давая различные подсказки пилотам и иногда компенсируя нарушенное управление, такие системы в узких пределах позволяют стабилизировать полет в случае аварии. Но при серьезных нарушениях они помочь не могут.

Устанавливаемые сегодня на самолеты системы имеют несколько заранее заложенных в программу настроек, описывающих действие системы в случае аварийной ситуации. Например, при обнаружении сваливания автоматическая система может увеличить тягу двигателей и попытаться выровнять самолет рулями, но при предштопорном состоянии во время сваливания работа системы может ввести самолет в штопор.

Прошедшая испытания в Калифорнии система получила название L1. Она подключается в качестве дублирующей к основной системе управления и во время полета постоянно отслеживает все параметры полета. В случае какого-либо сбоя в основной системе управления, механических отказов, боевых повреждений или смещения груза с нарушением балансировки самолета, L1 вмешается в управление и начнет активно корректировать полет.

По данным разработчиков, новая система должна работать таким образом, чтобы как можно больше снять с летчиков дополнительную нагрузку в виде управления аварийным самолетом, чтобы те могли сосредоточиться на ликвидации причин аварии или ведении самолета на аварийную посадку в ближайший аэропорт или аэродром.

Суть работы L1 сводится к сбору и анализу данных о переходных состояниях самолета, включая обработку всевозможных неточностей бортовых датчиков. На основе этой информации вычислительный блок системы, так называемый предиктор состояний, выдает серию прогнозов дальнейшего поведения самолета и рекомендации по его управлению в соответствии с этими прогнозами.

После предиктора состояний обработанные данные попадают систему усреднения, основной задачей которой является фильтрация математических неопределенностей. Такие неопределенности могут нарушить работу системы безопасного управления. Наконец, после фильтра неопределенностей данные попадают в систему генерации управляющих сигналов. Другие подробности о работе L1 не раскрываются.

Испытания системы проводились на специальной версии истребителя F-16 — VISTA. На этом самолете можно имитировать практически любые типы неисправностей управления самолетом и аварийных ситуаций, нарушающих нормальный полет. Специальный опытовый F-16 выполняет полеты в пилотируемом режиме.

Во время летных испытаний VISTA имитировал нарушение аэродинамики самолета, ухудшение эффективности его основной системы управления и конфликт в проведении управляющих команд. Во всех случаях L1 сумела восстановить нормальный полет. В общей сложности система должна пройти десять испытательных полетов продолжительностью два часа каждый, в ходе которых будут имитироваться различные аварийные ситуации.

Разработка L1 ведется на протяжении последних десяти лет. Первые летные испытания прототипа системы состоялись в 2006 году. В 2009 году испытания прототипа системы проводило NASA. В 2015 году разработчики испытали доработанный прототип системы с измененным программным обеспечением. Сроки завершения проекта пока неизвестны. Ожидается, что первые серийные образцы L1 будут устанавливаться на военные беспилотные летательные аппараты.

Летные происшествия, связанные с потерей управления самолетом, случаются довольно часто. По данным Международной ассоциации воздушного транспорта, в 2011-2015 годах был зафиксирован 31 случай потери управления самолетом, в 30 из которых погибли люди. По данным американского Национального комитета безопасности транспорта, в США в 2008-2014 годах в катастрофах, причиной которых была потеря управления, погибли в общей сложности 1210 человек.

Похожая на L1 система сегодня разрабатывается в Японии в рамках проекта национального истребителя X-2, также называемого ATD-X Shinshin. Японская система получила название SRFCC (Self Repairing Flight Control Capability, средство самовосстановления управления полетом). Ее суть заключается в том, что бортовой компьютер сможет определять полученные повреждения различных аэродинамических элементов конструкции самолета и корректировать работу оставшихся целыми элементов так, чтобы полностью восстановить управляемость.

.