بررسی نقش اتوپایلوت‌ها در هدایت هواپیما

استاد خلبان‌های پنهان شده در کاکپیت

امروزه خلبانی نسبت به گذشته بسیار آسان‌تر شده است. فریب جثه بزرگ هواپیماها را نخورید، خلبانی آنها از رانندگی در خیابان‌های شلوغ و پرترافیک راحت‌تر است، زیرا امروزه جدیدترین نوع فناوری در طراحی و ساخت هواپیماها و سیستم‌های هدایت آنها به کار رفته است.

کد : 1625
تاریخ انتشار : سه شنبه 27 بهمن 1394
print
نظرات : 0
استاد خلبان‌های پنهان شده در کاکپیت

روزنامه دنیای خودرو-امیر آرش فرخ : در اولین روزهای رونق صنعت حمل‌و‌نقل هوایی و هوانوردی، هواپیماها برای حفظ ایمنی پرواز، نیاز مبرمی به توجه خلبانان در طول پرواز داشتند و با توجه به برد پروازهای طولانی و ساعت‌های مداوم پرواز، خلبانان دچار خستگی اجتناب‌ناپذیری می‌شدند. در آن دوره سیستم اتوپایلوت برای انجام برخی وظایف خلبان در طول پرواز طراحی شد. 
 سامانه خلبان اتوماتیک برای اولین بار در سال 1912 میلادی، توسط کمپانی Sperry توسعه یافت. در آن دوره سامانه خلبان اتوماتیک برای کنترل و هدایت هیدرولیکی فرامینی چون Elevator‌ها و Rudder با نشان‌دهنده‌های Heading (جهت‌نما) و Altitude(ارتفاع‌نما) هماهنگ شد. این قابلیت باعث شد هواپیماهای مجهز به اتوپایلوت در آن زمان بتوانند بدون‌توجه ویژه خلبان، در جهت تعیین شده قطب‌نمایی و به‌صورت مستقیم و بدون تغییر ارتفاع پرواز کنند و بدین‌ترتیب بار خلبان در طول پرواز تا حد زیادی کاهش یافت. 
لارنس اسپری،  پسر مخترع مشهور المر اسپری در سال 1914 میلادی، در جریان برگزاری مسابقه ایمنی پرواز در پاریس از این سیستم پرده‌برداری کرد. لارنس در این مسابقه با به پرواز در آوردن یک هواپیمای کوچک و کنترل از راه‌دور در  حضور تماشاچیان،  اعتبار و ارزش اختراع خود را به همگان نشان داد. این سیستم خلبان اتوماتیک قادر به انجام نشست‌و‌برخاست هواپیما به صورت کاملا اتوماتیک بود. در همان دوره، فرماندهی نظامی فرانسه نسبت به خرید و بهره‌برداری از سیستم Autopilot ساخت لارنس علاقه نشان داد. ویلی پست در سال 1933 میلادی، با استفاده از سیستم خلبان اتوماتیک ساخت لارنس اسپری توانست کمتر از 8 روز دور دنیا را طی کند. 
می‌توان به بهره‌گیری از رادیوهای کمک ناوبری و امکان پرواز در شب و آب و هوای نامساعد را از جمله مزایای توسعه  اتوپایلوت دانست. در سال 1947 میلادی، نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا با نصب سامانه اتوپایلوت روی یکی از هواپیماهای  C-53 خود توانست یک پرواز کامل (نشست و برخاست) بر فراز اقیانوس اطلس را با بهره‌گیری از این سیستم به انجام برساند.   
در اوایل سال 1920 میلادی، یک فروند کشتی استاندارد حمل روغن با نام J.A Moffetبه سامانه اتوپایلوت مجهز شد!

سامانه‌های مدرن اتوپایلوت
امروزه هواپیماهای مسافربری بدون اتوپایلوت پرواز نمی‌کنند. حتی قدیمی‌ترین و کوچک‌ترین هواپیماهای عمومی در جهان نیز توسط دستان خلبان کنترل و هدایت می‌شوند. طبق مقررات بین‌المللی حمل‌و‌نقل هوایی، نصب و استفاده از سیستم اتوپایلوت در هواپیماهای دارای بیش از 20 صندلی الزامی است.
 اتوپایلوت‌های مدرن برای هدایت هواپیما از نرم‌افزارهای کامپیوتری بهره می‌برند. این نرم‌افزار با استفاده از بازخوانی موقعیت هواپیما و کنترل فرامین آن، اقدام به هدایت هواپیما می‌کند. در این سیستم، خلبان اتوماتیک علاوه بر کنترل هواپیما به روش کلاسیک، اقدام به کنترل پارامترهای محوری چون تنظیم گاز(Throttle) و سرعت هواپیما و همچنین انتقال سوخت بین مخازن به جهت بالانس وزن در طول پرواز می‌کند، اگرچه اتوپایلوت در برابر شرایط سخت و خطرناک کمی ناسازگار است اما استفاده از آن به لحاظ مدیریت مصرف سوخت نسبت به پروازهای کنترل شده توسط خلبان مقرون به صرفه‌تر است. البته به نظر نگارنده در مواقعی که ذکر شد ممکن است گاهی این‌طور باشد اما به‌طور عادی با تنظیم صحیح داده‌ها به اتوپایلوت، می‌توان بهترین پرواز را در بدترین شرایط جوی انجام داد، مگر اینکه تکان‌ها و توربولنس‌ها به حدی باشد که اتو پایلوت خود قطع شود که در اینجا اعتماد به نفس، تحمل، تکیه به علم  و تجربه به کار می‌آید و لاغیر.

 جزئیات سیستم کامپیوتری
سخت‌افزار به‌کار رفته در اتوپایلوت نسبت به سایر نمونه‌های موجود تفاوت‌های عمده‌ای دارد. این تفاوت‌ها باعث شده‌اند این سیستم از قابلیت اطمینان بسیار بالایی برخوردار باشد. به‌عنوان مثال، سامانه اتوپایلوت با نام تجاری AFDS-770 ساخت کمپانی  Rockwell Collins که امروزه در انواع هواپیماهای Boeing 777  مورد استفاده قرار می‌گیرد، از میکروپردازنده‌های فوق‌العاده حساس FCP-2002 که در یک فرآیند تشعشعی مقاوم شده‌اند بهره می‌برد. کلیه نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای مرتبط با سامانه اتوپایلوت پیش از استفاده و نصب، تحت دقیق‌ترین آزمایشات و تست‌های فنی قرار می‌گیرند. 
ممکن است برخی اتوپایلو‌‌ت‌ها از طراحی متفاوتی بهره ببرند. برای امنیت و ایمنی بیشتر، اکثر فرآیندهای پردازشی در سخت‌افزارهای موجود، تنها روی یک کامپیوتر اجرا نمی‌شوند و ممکن است در طول پرواز تعدادی کامپیوتر پشتیبان نیز وارد عمل شوند. همچنین این برنامه‌ها تحت زبان‌های متفاوتی نوشته می‌شوند تا در صورت بروز خطا در یک زبان سیستم بتواند آن بند را از روی زبان‌های دیگر بررسی کند. به طور کلی در چنین روندی امکان هرگونه تکرار اشتباه مهندسی و ویرایشی بعید به نظر می‌رسد! 
فرآیند طراحی و توسعه کامپیوتری سیستم‌های اتوپایلوت بسیار پرهزینه و دشوار است، لذا شرکت‌های مهندسی بسیار کمی در دنیا وجود دارند که می‌توانند نسبت به طراحی چنین سیستمی وارد عمل شوند. به‌عنوان مثال در یک شاتل فضایی که از سیستم اتوپایلوت با این تکنولوژی بهره می‌برد، از 5 کامپیوتر مرکزی استفاده می‌شود که همواره 4 دستگاه از آنها در حال پردازش و یکی در حال گرفتن نسخه پشتیبان و مستقل از کل سیستم است. 
امروزه خلبانی نسبت به گذشته بسیار آسان‌تر شده است. فریب جثه بزرگ هواپیماها را نخورید، خلبانی آنها از رانندگی در خیابان‌های شلوغ و پرترافیک راحت‌تر است، زیرا امروزه جدیدترین نوع فناوری در طراحی و ساخت هواپیماها و سیستم‌های هدایت آنها به کار رفته است.
       بیشترین پیشرفت‌ها در طراحی هواپیماهای جدید در زمینه سیستم‌های الکترونیکی، سیستم‌های هدایت پرواز و کنترل، موتورها و بال‌هاست. در هر کدام از این زمینه‌ها با استفاده از فناوری‌های جدید، پیچیدگی‌های پرواز به حداقل رسیده و محدوده عمل بیشتری برای خلبان‌ها به‌خصوص خلبان‌های کم‌تجربه ایجاد کرده است. بزرگ‌ترین چالش در این زمینه، طراحی سیستم‌های کنترل پرواز بوده است، به طوری که به هواپیما کمک کند با کمترین استفاده از خلبان بتواند از زمین بلند شود، ترافیک هوایی را پشت سر بگذارد و با امنیت کامل فرود ‌آید. یکی دیگر از این موارد، طراحی بال‌ها و موتورهایی با عملکرد بالاست که به هواپیما کمک می‌کند سرعت هوایی آن بیشتر از سرعت صوت باشد، ضمن اینکه توانایی آن را داشته باشد که هنگام نشست و برخاست با سرعت کم‌ پرواز کند.
    
خدمات اتوپایلوت‌ها 
    از زمان شروع عصر جت در تاریخ هوانوردی، طراحان هواپیما استفاده از سیستم چندگانه‌سازی (Redundancy)  را سرلوحه کار خود قرار داده‌اند، به‌نحوی که اگر حتی خدمه هواپیما، چند مشکل فنی و خرابی را به طور هم‌زمان تجربه کنند، باز هم این توانایی را دارند با امنیت کامل به زمین برسند.
   در هواپیماهای ساخته شده در دهه 60 و حتی 70 میلادی، بسیار معمول بود خدمه هواپیما از مجموعه‌ای دستورالعمل‌های متوالی و ساده برای تشخیص مشکل و عیب‌یابی پیروی کنند. چراغ‌های اخطار معمولا دوکاره یا چندکاره بودند و خلبان برای آگاه شدن از مشکل مجبور بود مثلا با نحوه چشمک زدن چراغ‌ها و نوع رنگ آنها و همچنین برای پیدا کردن محل دقیق مشکل با سیستم چک لیست آشنا باشد و به صورت دستی همه چیز را بررسی و کنترل کند و علاوه‌بر شخص خلبان، سایر افراد نیز باید عملکرد تخصصی بالایی داشته باشند. این در حالی است که امروزه در هواپیماهای مدرن، عملکرد سیستم‌های حساس و مهم کاملا خودکار است. به‌طور مثال در صورتی که ژنراتور هواپیما یا موتور آن دچار مشکل شود، بخشی از سیستم به طور خودکار از مدار خارج می‌شود. اکنون بسیاری از هواپیماهای جت که دارای سیستم‌های تشخیص یخ‌زدگی هستند، به صورت خودکار سیستم محافظتی موتور و دیگر بخش‌ها را به کار می‌اندازند و حتی مدیریت سیستم فشار کابین هواپیما را نیز برعهده می‌گیرند.  
ضمن اینکه ارتفاع فرودگاه مقصد از سطح دریا را که به سیستم مدیریت پرواز وارد شده است، کنترل کند و نوع فرود را به طور کامل به خلبان نشان و در صورت اشتباه خلبان، بلافاصله به او تذکر می‌دهد.
    
    زمانی هم که یکی از سیستم‌های هواپیما با مشکل فنی مواجه می‌شود، یک اخطار ساده روی سیستم هشدار به خدمه یا سیستم وضعیت موتور و دیگر سیستم‌های هواپیما به نمایش در می‌آید و به خلبان و حتی خدمه پرواز اعلام می‌کند برای رفع مشکل چه کارهایی باید انجام دهند.
البته به‌رغم تمام این پیشرفت‌ها که از عملکرد خلبان کاسته است، براساس آمار سوانح هوایی منتشر شده در آمریکا، هنوز بخش بسیار مهمی که اکنون روی آن کار می‌شود، باقی مانده و آن هم دقت در مرحله برخاستن و فرود است، زیرا بسیاری از سوانح پیش آمده برای هواپیماهای مسافربری یا تجاری در اثر عدم کنترل سرعت هنگام فرود هواپیماهاست.
    اکنون شرکت هواپیماسازی بوئینگ در‌حال طراحی سیستم کنترل الکترونیکی مخصوص خلبان اتوماتیک هواپیماست تا‌بدین وسیله سخت‌ترین نوع فرود هم به راحتی به وسیله سیستم خلبان خودکار انجام شود.


 ارسال نظرات

مخاطبان گرامی، برای انتشار نظرات لطفا نکات زیر را رعایت فرمایید:

  1. نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
  2. نظرات حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی به اشخاص، قومیت‌ها، عقاید دیگران، موارد مغایر با قوانین کشور و آموزه‌های اسلامی منتشر نمی‌شود.
  3. نظرات بعد از ویرایش ارسال می‌شود.
 
اولین موافق باشید.
اولین مخالف باشید.
تصویر امنیتی
کد فوق را در فیلد زیر را وارد نمایید
نمایش 0 نظر
مرتب سازی براساس

اولین نظر دهنده باشید استاد خلبان‌های پنهان شده در کاکپیت
سورن ایران خودرو
ایران خودرو دیزل
تلگرام
تبلیغ دی اس

سایت رسمی روزنامه دنیای خودرو

سایت رسمی روزنامه دنیای خودرو