很少有飞机会自动着陆 但新系统可以使其成为一个标准
当飞机在空中巡航时,我们许多人都习惯了这样一种想法,即当飞机从一个目的地飞往另一个目的地时,飞行员很少或根本没有输入。让飞机在自动驾驶仪上着陆(称为自动着陆)是另一回事。尽管已经有了一些系统,但仍在努力改进它们,以实现更安全的着陆。
根据一些估计,使用仪表着陆系统(ILS)的所有商业航班中,约有1%使用自动着陆。使用ILS所需的侧风速度小于每小时46公里,相当于微风,在能见度不利的条件下(如雾天)变得更加困难。
现代自动着陆系统还有其他局限性。他们需要大量的地面基础设施来支持全自动着陆。跑道必须配备无线电信标,可以向飞机发送信号,使其获得准确可靠的位置信息。这样的系统非常昂贵,几乎没有机场支持,而附近的障碍物(如山脉)使它们无法使用。如果有别的办法呢?
自动的
来自航空电子设备制造商的德尚希正在协调IMBALS,这是一个开发所谓的视觉着陆系统(VLS)的项目。该系统的目标是使大型客机能够在不使用地面无线电信标的情况下自动着陆。
德尚希说:“IMBALS项目的最终目标是实现并验证和验证基于视觉的大型飞机着陆系统。”他解释说,该系统将由一个机载摄像系统和一个成像处理平台组成。机载摄像系统可以捕捉飞机前方的图像,成像处理平台可以提取位置信息,帮助自动驾驶仪引导飞机到达跑道。
在目前的仪表着陆系统中,飞行员必须在最后进近时控制飞机。然而,德尚希说,VLS(当飞机在跑道前排队时开放)将使整个着陆过程自动化。在计算正确接近角算法的支持下,将实现真正的自动着陆。
德尚希说:“空客飞机服务的机场只有60%配备了仪表着陆系统(地面基础设施)。”“并不是所有这些都足以实现自动着陆。所以在机场有很大差距(自动降落是不可能的)。这就是我们想要填补的基于视觉的着陆系统的空白,因为我们不依赖地面上的任何东西。我们唯一需要的是能见度条件(让摄像机传感器可以看到跑道。”
IMBALS目前正在使用在可见光下工作的相机,但他们也计划开发图像处理算法,利用红外技术实现夜间着陆和因雾或其他因素导致能见度降低的着陆。
尽管该项目将于2022年完工,但德尚希希望VLS能在2020年代末投入运营。2030年后,飞机可以设计成结合这些系统,这不仅比现有的自动着陆系统更强大,而且由于不需要地面基础设施,价格也大大降低。
红外线
不同波长的传感器可以探测障碍物和避免碰撞,可以使自动着陆、滑行、起飞(商用飞机还没有做到)和巡航更加安全。开发这种用于各种天气条件的传感器是另一个名为SENSORIANCE的项目的重点。
西班牙马拉加工程公司MLabs Optronics的Antonio Soler表示,“我们正在构建一个能够探测障碍物的系统,尤其是在恶劣的环境条件下。”“我们正在努力改善飞行员的视力。”
这个想法不仅仅是使用红外线,还可以使用其他波长的传感器来提供尽可能多的信息。该团队研究了已经在工业中使用的传感器,并致力于设计和开发一种更便宜、更有效的系统来提高安全性。
传感器和摄像机位于飞机的前部,并将信息传输给飞行员。图像处理软件可以中继摄像头和传感器看到的内容,即使在能见度较差的情况下,飞行员也可以发现并避开其他飞机和机场基础设施等障碍物。
他们希望在未来十年内把原型做好。“目标是每架商用飞机都应该有某种增强的视觉系统,”Soller说。结合IMBALS等其他系统,可以在不久的将来实现更广泛的自动着陆和全自动飞行。
安全的
根据波音公司2017年的一项研究,在2008年至2017年间,49%的致命飞机事故发生在最后进近和着陆期间。通过自动化消除人为错误的可能性,可以降低事故风险,从而使这些阶段更加安全。德尚希说:“如果我们看看最近对飞机事故根本原因的分析,其中许多是人为错误的重要原因。”
他还指出,像VLS这样的图像处理技术也可以用于飞行的其他阶段,如起飞和滑行。他说:“如果飞机大,机场小(或繁忙),能见度低,对飞行员来说是一项艰巨的任务。”“这不是车辆。如果你在滑行道或跑道的某个地方弄错了出口,你可以很容易地掉头回去。”
当然,自动化也有安全隐患。波音公司的自动化系统位于两起飞机坠毁事故的调查中心,这两起事故导致机上所有人员死亡。
佛罗里达州安布里-里德尔航空大学的人类因素教授斯蒂芬赖斯说,即使像IMBA。
LS这样的自动着陆系统还未实施之前,就需要进行大量测试以确保高安全标准。必须与公司,政府和潜在消费者以透明的方式进行测试。他说:“如果公众感觉到弯道已经被切开,他们将不会乘坐这些飞机。”“我的建议始终是在非客机(例如货运)上进行尝试,并花5到7年的时间解决潜在问题,然后再转向客运航班。”
总体而言,航空业的总体趋势是朝着自动化发展,并且越来越多的飞行员来监督飞机及其系统。Deschacht说,在自动化和训练有素的飞行员之间找到适当的平衡非常重要。为了通过自动化减少人为错误,那么系统“必须非常非常可靠”,他说。