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 о сваливании или превышении допустимого угла атаки. Давая различные подсказки пилотам и иногда компенсируя сбои в управлении, 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 алгоритм действий 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, напротив, 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 его параметры. В случае 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 максимально облегчить летчикам процесс управления аварийным самолетом, — это поможет им сосредоточиться на ликвидации причин аварии или подготовке к аварийной посадке в ближайшем аэропорту или на ближайшем аэродроме.

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 управлению им в соответствии с этими прогнозами.

После предиктора состояний обработанные данные попадают в систему усреднения, основной задачей которой является фильтрация математических неопределенностей, способных 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. 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.

Василий Сычёв