Существуют ли автопилоты, способные посадить поврежденный самолет лучше любого человека?

Насколько мы близки к коммерческим самолетам с автопилотами, которые могут с максимально возможной безопасностью посадить самолет с поврежденными, отсутствующими или иным образом неработающими панелями управления; или измененная аэродинамика (например, лед на крыльях), отсутствующая или вводящая в заблуждение авионика (например, замерзшие трубки Пито) и т. д.?

Помните планер Гимли ? Автопилот, который мог бы это сделать, был бы хорошим началом.

И компьютер космического корабля "Колумбия" предпринял героическое усилие, чтобы удерживать нос в правильном направлении, даже когда самолет распадался.

Как правило, функции автопилота полагаются на неповрежденные датчики и исполнительные механизмы/поверхность управления и перестают функционировать, когда это не так. Когда Пито замерзает, возникают несоответствия в данных о давлении (с резервными системами), и автоматика передает управление экипажу. Сценарий планера Гимли не может быть полностью исключен текущей автоматизацией (начиная с первой проблемы: аэродром был выведен из эксплуатации и отсутствует в базе данных FMS).
Ожидать, что компьютер будет анализировать контекст и адаптироваться к новым ситуациям, все равно что ожидать, что человек будет реагировать быстрее и точнее, чем компьютер. Мы лучше компьютеров в некоторых областях, а компьютеры лучше нас в некоторых аспектах, давайте использовать компьютеры, чтобы дополнить наши способности и превзойти наши ограничения. Попытка использовать его, чтобы полностью заменить нас, глупа из научной фантастики.
На самом деле это двухэтапная работа: во-первых, восстановить полномочия управления с помощью альтернативных средств управления, во-вторых, оценить результат восстановления и посадить самолет в установленных пределах. Компьютер хорош в первом, но люди лучше во втором, в настоящее время. Например, если вы полностью потеряете вертикальный стабилизатор и руль направления, пилот-человек почти не сможет поддерживать стабильность и контроль с дифференциальным дросселем и воздушным торможением, но компьютер может сделать это нормально. После этого пилот может просто посадить самолет «как обычно».

Ответы (1)

Реконфигурируемые системы управления полетом были предметом исследований военных самолетов на протяжении десятилетий. Наука существует и зрела, но непростая: ущерб нельзя предопределить и, следовательно, нельзя явно запрограммировать.

Классические реконфигурируемые системы управления полетом пытаются перепрограммировать на лету: передаточная функция между вводом и ожидаемой реакцией самолета постоянно контролируется, и если фактическая реакция отличается от ожидаемой, коэффициенты усиления в контуре сбрасываются на лету, чтобы чтобы приблизиться к стабильному, соответствующему ответу с нейтральным триммером.

Из этой статьи , которой почти 20 лет:

Целью реконфигурации управления является сохранение характеристик управляемости при наличии большого количества видов повреждений и отказов. В отличие от устойчивых методов разработки системы управления, использовавшихся в прошлом, основное внимание при реконфигурации управления уделяется сочетанию перестройки системы управления с идентификацией параметров в режиме реального времени и/или адаптации к ухудшенному режиму полета.

В настоящее время нейронные сети внедряются в реконфигурируемые системы управления полетом. Они работают как синапсы в нашем мозгу: существует множество возможных связей, которые определяются в нашем детстве в результате положительного и отрицательного опыта. Система самообучается на множестве результатов, которые помечены как «желательные» или «нежелательные». Нейронная сеть — это то, что делает Google Translate возможным; перевод языка с помощью программирования просто невозможен из-за всех различных причин и двойных значений в языке.

Так что в военном самолете вполне возможен автопилот повреждений. Другое дело гражданские авиалайнеры, не из-за технологии, а из-за сертификации. Безопасность имеет первостепенное значение, и как мы можем доказать, что наша реконфигурация действительно полезна?

Нейронные сети не нужны. Есть контроллеры, которые устойчивы к повреждениям и их не используют. И они будут использоваться на гражданских самолетах.
@Koyovis Как доказать, что ИИ безопаснее, чем пилоты-люди в реальном мире? Всякий раз, когда самолет испытывает отказ, который может (или уже) сбил самолет, смоделируйте это в симуляторе и протестируйте этот сценарий на ИИ и на пилотах-людях.
Да, тренажер помогает - проблема в том, что обычные учебные тренажеры имеют пакет данных, который остается в нормальных условиях полета, угол атаки около +/- 20 градусов и угол бокового скольжения около 30 градусов. Как бы вы получили данные о поврежденном самолете для проверки симулятора? И как реализовать более высокие данные AoA и бокового скольжения? CFD, данные аэродинамической трубы и т. д. возможны, но это все еще расчетные данные, а не данные реального полета, и это то, что власти хотят видеть.
@Koyovis, зачем властям нужны реальные данные о полетах?
@Koyovis А что не так с компьютерным моделированием поврежденных самолетов?
@jjack правильно понять физику в симуляции очень сложно. Поэтому нам приходится упрощать или использовать таблицы данных из реальной жизни. С поврежденным самолетом вы не сможете получить какую-либо таблицу данных, которая поможет вам, и это приведет к множеству побочных эффектов, которые сложнее смоделировать.
@Antzi Нетрудно изменить существующие модели динамики самолетов с учетом повреждений. Достаточно изменить несколько параметров. Также были проведены летные испытания малогабаритных моделей, у которых в полете снималось крыло. В принципе, можно было бы использовать настоящие самолеты, но это должно быть дорого, потому что существующим дистанционно управляемым дронам, таким как QF-16, может не хватать необходимой вычислительной мощности для запуска устойчивых систем управления полетом.
В аэродинамических трубах можно получить данные о более высоких углах атаки и боковом скольжении.
@Koyovis: Некоторые типы повреждений (полная потеря гидравлики, полное падение вертикального стабилизатора и т. д.) могут быть предопределены для их наихудшего состояния; если вместо этого самолет пострадал от одного из них в меньшем количестве (например, отказали только пять из шести гидравлических систем или отвалилась только половина вертикального стабилизатора), это просто добавит дополнительный запас прочности.
Существуют ли автопилоты, способные посадить поврежденный самолет лучше любого человека?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v