Восстание машин отменяется! Мифы о роботизации - Дэвид Минделл

Когда пилоты спускаются сквозь облака или затянутое тучами небо, они ищут визуальные сигналы на взлетно-посадочной полосе: мигающие огни прожекторов, черное покрытие или особый перекрещенный рисунок наземных огней, разработанный таким образом, чтобы пилот воспринимал его с первого взгляда. Если хотя бы один из этих сигналов появился, пилот может выполнять визуальный заход на посадку.

Минимумы также называют «высотой принятия решения» – обычно это примерно 60 м высоты над полосой и видимость 400 м. Если показатели ниже и приметы взлетно-посадочной полосы не видны, посадка запрещена и небезопасна, пилот должен прибавить обороты, улететь и попробовать приземлиться еще раз или направить самолет на другой аэродром. Полет, близкий к минимумам, требует уверенности, опыта, осторожности, точно откалиброванных приборов и большой степени доверия к системе – точных процедур, поддерживаемого в должном состоянии оборудования, компетентной диспетчерской службы воздушного движения. Пассажирам приземление в таких условиях дает возможность успевать на пересадочные рейсы в дождливые дни. Для авиакомпаний посадка по приборам – это лишние деньги в банке.

Обычно при посадке самолета используется курсо-глиссадная система захода на посадку (КГС). Она представляет собой два радиомаяка, которые со взлетно-посадочной полосы излучают сигнал погрешности вправо-влево (курсовой радиомаяк, КРМ) и сигнал об отклонении по вертикали (глиссадный радиомаяк, ГРМ). Эта система захода на посадку появилась не позднее чем в 1950-х годах и позволяет самолету буквально нырять по лучу до высоты 60 м, пока пилот не увидит взлетно-посадочную полосу. Она относится к КГС категории I (сокращается до CAT I[8]). При наличии более современного оборудования, имеющего бо́льшую точность управления, такого как радар-высотомер, чтобы непосредственно прощупывать поверхность, пилоты могут опускаться до высоты 30 м. Это посадка категории II.

Если идти дальше, то при категории III минимумы так низки, что пилот-человек не может принять решение самостоятельно и вынужден полагаться на какой-либо автомат. Категория III подразделяется на две подгруппы. При CAT IIIa высота принятия решения составляет от 15 до 30 м, а при CAT IIIb – от 0 до 15 м. CAT IIIc – это полная «белизна»[9], «нулевые условия», когда низкая облачность лежит по всей поверхности при нулевой горизонтальной видимости. CAT IIIc не имеет высоты принятия решения, и, хотя у некоторых самолетов (и очень немногие аэропорты) есть сертификацию для таких погодных условий, они не будут иметь возможность вырулить с взлетно-посадочной полосы, поэтому эта категория редко используется на практике. Тонкости разницы между посадочными категориями могут показаться немного мудреными, но для наших целей просто достаточно помнить, что заходы на посадку категории III могут быть чрезвычайно сложными.

Один из способов провести заход на посадку категории III – это использование систем автоматической посадки. Впервые такие системы были введены в эксплуатацию в 1960-е годы в Северной Европе. Авиакомпания British Airways обнаружила, что из-за туманов задерживается 7 % их рейсов в лондонском аэропорту Хитроу. Сочетая стандартные радиомаяки КГС и бортовую инерциальную систему управления, система автоматической посадки может посадить самолет при нулевой видимости, автоматически поднять нос (или «выровнять» самолет) при посадке и управлять тормозами, пока самолет не остановится. Там, где стандартная КГС дает пилоту 60 м для принятия решения о посадке, система автоматической посадки может приблизиться к нулю или CAT IIIc. «Смотрите! Без рук!» – писал пилот Ричард Коллинз, когда проводил полетное тестирование системы автоматической посадки в 1980-е годы.

Автоматическая посадка кажется идеальным решением, великолепной поддержкой для пилотов-людей в трудные моменты. Сегодня большинство самолетов компаний Boeing и Airbus укомплектованы системой автоматической посадки в наборе стандартного оборудования (для самолетов c цифровым электродистанционным управлением полетом система автоматической посадки – это достаточно простое дополнение к существующим системам и программному обеспечению).

Но, несмотря на ее название, система автоматической посадки может быть сложной в обращении. Она требует, чтобы автопилоты были дублированы или троированы и питались от разных электрических систем, а также накладывает ограничения по ветру и неработающему оборудованию – все должно функционировать идеально, только при умеренном встречном ветре и небольших порывах, тогда система автоматической посадки будет работать. Кроме того, эта система – не просто коробка среди оборудования самолета, ей необходима определенная отлаженная инфраструктура на земле, а экипажи и даже авиакомпании должны быть подготовлены и сертифицированы для проведения посадок таких категорий. В Соединенных Штатах сильные ветры часто сочетаются с низкой видимостью, из-за чего систему автоматической посадки использовать нельзя. Но при тумане и низкой облачности с небольшим ветром она может оказать решающее влияние на то, сядет ли самолет или будет направлен в другой аэропорт – даже при самых жестких «нулевых» условиях.

Несмотря на все это, система автоматической посадки не заменяет экипажа полностью. Начнем с того, что пилоты должны решать, когда ее включить. «Капитан несет ответственность за отслеживание и принятие решений, – писал Коллинз. – Он вовлечен в процесс, но находится вне его». Специально подготовленный экипаж должен включить систему, отслеживать ее сбои и взять управление на себя в случае возникновения проблем. Чтобы быть готовыми вмешаться в случае отказа системы автоматической посадки, пилоты могут также держать руки на ручках управления. Ришар де Креспиньи вспоминал об этой системе на своем старом классическом «Боинге-747» как о «банальном механическом приспособлении, состоящем из множества сервомеханизмов и приводов, которое показывало средние результаты, имело среднюю надежность и постоянно нуждалось в проверке».

Современные системы автоматической посадки – это надежные цифровые приборы. Но, если какая-то ошибка произойдет в критически важные моменты посадки, пилот должен включиться в последовательность действий и выбрать одно из них: например, приземлиться вручную, отдать автоматике команду об уходе на второй круг или уйти на него вручную. Поскольку система автоматической посадки требует чрезвычайно высокого уровня точности расположенных на поверхности систем, самолеты на земле должны очистить взлетно-посадочную полосу и прилегающие рулежные дорожки, чтобы не прерывать сигналы радиомаяков, что означает снижение пропускной способности аэропорта, которое иногда достигает 50 %. Согласно данным по меньшей мере одной авиакомпании, пилоты используют систему автоматической посадки только в 2 % случаев, и то во многом лишь для того, чтобы поддерживать соответствие экипажа и оборудования условиям сертификации для минимумов.

Тем не менее система автоматической посадки производит впечатление своей точностью и безопасностью. Коллинз пришел к выводу, что она действительно способна в лучшую сторону изменить стандарты пилота: «При виде такой точности действий любой пилот захочет достичь уровня умений этой компьютеризированной электромеханической штуковины». Тем не менее, согласно отчету рабочей группы по автоматизации Федерального управления гражданской авиации 2013 года, «обстоятельства, требующие и позволяющие совершение посадки в автоматическом режиме, случаются редко, и обычно пилоты предпочитают сажать самолет вручную».

Система автоматической посадки может стать отправной точкой для полностью автоматических, непилотируемых воздушных судов будущего. Но, как мы уже видели на примере глубоководных роботов, эти технологии необязательно должны развиваться в линейной прогрессии от управляемых к автономным. Сейчас существуют другие решения для более глубокой интеграции пилотов в системы управления. Коллиматорный авиационный индикатор или индикатор на лобовом стекле (ИЛС) соединяет сконструированный компьютером виртуальный мир с тем, что пилот видит через лобовое стекло, позволяя сочетать возможности человека и компьютера, чтобы вместе они были способны на большее, чем по отдельности.

Индикаторам на лобовом стекле стоит уделить более пристальное внимание, поскольку они, возможно, предлагают новый подход к роли пилотов: инструктивный. Эти индикаторы демонстрируют, как при помощи новейшей, усложненной технологии человек может выполнять менее автоматизированную, более точно определенную роль.

В ясный весенний день я сидел на откидном сиденье нового реактивного «Эмбраера-190» между первым и вторым пилотом коммерческого рейса, немного позади них. Во время нашего перелета в Женеву (Швейцария) мы направлялись на юго-запад через Германию над северным краем Альп. С высоты 8500 м открывается потрясающий вид на горы. Мы прошли над фантастическим, сверкающим у подножия горы замком Нойшванштайн, который стал образцом для замков Диснея. Затем пролетели над Шварцвальдом и озером Констанц, где был построен дирижабль «Гинденбург». Вдали виднелся Монблан.