Autonomiczne samoloty

Mało kto zdaje sobie sprawę, że już teraz wsiadając na pokład samolotu, w dużej mierze oddajemy swoje życie w ręce komputera pokładowego. Nowoczesne maszyny, w tym najpopularniejsze modele, takie jak Boeing 737 czy Airbus A320, są wyposażone w zintegrowany system zarządzania lotem (Flight Management System, FMS), który potrafi sterować samolotem bez udziału pilota. Podczas typowego lotu autopilot, będący częścią FMS, jest uruchamiany od razu po starcie – na wysokości ok. 300–400 m. Zazwyczaj działa przez cały czas, gdy samolot znajduje się w powietrzu. Kontroluje fazy wznoszenia i zniżania oraz pracę samolotu na wysokości przelotowej. Nowoczesne wersje autopilota wbudowanego w oprogramowanie FMS potrafią także wylądować bez ingerencji ze strony pilota, jeśli lotnisko jest wyposażone w odpowiednią infrastrukturę

Lot pod kontrolą komputera

Autopilot prowadzi samolot na podstawie planu lotu, który jest wgrywany do pamięci systemu podczas przygotowywania maszyny do startu. Plan zawiera zestaw punktów nawigacyjnych – podobnie jak w przypadku nawigacji samochodowej, oczywiście z tą różnicą, że punkty są zdefiniowane w trzech wymiarach. Trasa zależy od przebiegu korytarzy powietrznych, a także innych parametrów, np. siły i kierunku wiatru. Po wgraniu trasy lotu komputer dokonuje jej optymalizacji, tak aby maksymalnie wykorzystać możliwości samolotu.

Po starcie, który wciąż odbywa się wyłącznie w trybie manualnym, kontrolę nad maszyną przejmuje komputer. Niektóre linie lotnicze wręcz zakazują pilotom posługiwania się wolantem poza fazą startu i lądowania, gdyż oprogramowanie FMS bardziej ekonomicznie gospodaruje paliwem. Od momentu uruchomienia autopilota sterowanie samolotem nie odbywa się z użyciem wolantu i pedałów, ale poprzez interfejs elektroniczny. Jeśli niezbędna jest korekta kursu, pilot wprowadza ją do komputera, a następnie autopilot wykonuje manewry. Poza tym dobiera również kluczowy parametr lotu, czyli ciąg silników (służy do tego tzw. autothrust). Kapitan ogranicza się jedynie do ustawiania pożądanej prędkości i pułapu.

Pilot wciąż niezbędny?

Wprowadzenie nowoczesnych systemów FMS wyposażonych w zaawansowane modele autopilota w dużej mierze zautomatyzowało lotnictwo cywilne. Dzięki temu samolotami pasażerskimi kieruje tylko dwóch pilotów – role nawigatora oraz inżyniera pokładowego, którego zadaniem dawniej było monitorowanie pracy silników i innych systemów pokładowych, przejęło oprogramowanie.

Mimo zaawansowania współczesnych autopilotów udział człowieka jest wciąż niezbędny. Kapitanowie muszą być gotowi przejąć stery w kluczowych momentach, ponieważ komputery wciąż nie potrafią wykazać się ludzką inwencją w nieoczekiwanej sytuacji. Na przykład takiej jak awaria, która miała miejsce 15 stycznia 2009 roku nad Nowym Jorkiem. Airbus A320 w pod zderzeniu ze stadem dzikich gęsi nagle stracił ciąg w obydwu silnikach. Pilotujący maszynę kapitan Chesley Sullenberger podjął błyskawiczną decyzję o wodowaniu maszyny w rzece Hudson, czym ocalił życie ponad 150 pasażerów. Z kolei nadmierne poleganie na autopilocie było przyczyną katastrofy samolotu Airbus A330 w czerwcu 2009 roku. Gdy autopilot wyłączył się w wyniku awarii prędkościomierza w czasie przelotu przez chmurę burzową nad południowym Atlantykiem, piloci stracili orientację i nie potrafili właściwie przejąć kontroli nad samolotem. Doprowadziło to do katastrofy, w której zginęło 228 osób.

Automatyczny start i lądowanie

Według współczesnych prognoz ok. 2025 roku kolejna generacja autopilota pozwoli na autonomiczne działanie samolotu na całej trasie. Technologie są już opracowywane. Jedną z nich jest ILS CAT IIIc, czyli naziemny system wspierający lądowanie, który pozwoli na przyziemienie bez widoczności, a także będzie potrafił prowadzić samolot po płycie lotniska do miejsca postoju. Obecnie używany ILS CAT IIIb wymaga widoczności poziomej na dystansie 46 metrów, aby pilot widział światła na pasie startowym i mógł bezpiecznie kołować. Większym wyzwaniem jest automatyzacja startu, gdyż w tej fazie lotu niezbędna jest wnikliwa obserwacja pasa startowego i reagowanie na nieprzewidziane sytuacje, np. nagłe podmuchy wiatru. Jednak i to się może zmienić, szczególnie że samochody autonomiczne i drony są już wyposażane w systemy optyczne i laserowe takie jak LIDAR (patrz ramka „Jak latający robot widzi świat”), które umożliwiają tworzenie cyfrowego obrazu otoczenia zrozumiałego dla komputera.