От стрелочных приборов до бортовых компьютеров: как развивалась авионика в самолетах
От глазомера к первым приборам
Первые аэропланы, оснащенные бензиновыми поршневыми моторами, мало чем отличавшимся от автомобильных, летали медленно и не высоко. Так, один из массовых самолетов дореволюционной эпохи, импортный французский «Фарман-4» летал с максимальной скоростью 65 км/ч (не быстрее современного автобуса) и с потолком полета всего в полкилометра. В таких условиях летчик полагался исключительно на свои глаза, используя для навигации разве что компас да бумажную карту. Если же он сбивался с пути, то вернуться на маршрут можно было только проследовав вдоль железнодорожного полотна или русла реки до ближайшей станции или причала. Именно поэтому до войны во всем мире названия населенных пунктов часто писали на крышах зданий, вокзалов, пристанях, аэропортах, а умение пилота ориентироваться в условиях плохой видимости или ночью считалось подвигом.
Помимо компаса, пилоту тех времен помогали еще несколько простейших приборов с непростыми названиями – вариометр, тахометр, топливомер и трубки Пито. Но они давали только показания, а расчеты приходилось все равно делать вручную: так, в состав экипажей Чкалова и Громова, совершивших исторический перелет в Америку через Северный Полюс, входил штурман, который при помощи карты, компаса и линейки рассчитывал маршрут. И кстати, экипаж Громова сумел побить рекорд дальности полета Чкалова именно за счет более удачных действий штурмана на борту.
«В военной авиации летчики полагались на неподвижные прицельные кольца, которые даже самым остроглазым и опытным истребителям позволяли вести бой только в непосредственной близости к противнику», — рассказывает директор центра «Авионика» МАИ Виктор Поляков.
Радиолокация и электроника
Появление газотурбинных двигателей в 1940-х годах произвело в авиации настоящую революцию. Самолеты за считанные минуты стали достигать околозвуковых скоростей, а потом и вовсе преодолели звуковой барьер. В этих условиях «глазомер» больше не работал. Тем более, что ракетное вооружение вывело воздушный бой за пределы видимости человеческого глаза.
Тогда самолеты окончательно перестают ориентироваться за счет органов чувств человека – пилота. На борту появляются первые радиолокационные станции (РЛС), которые теперь позволяют обнаруживать воздушные и наземные цели вне границ визуальной видимости. Сначала это были очень громоздкие и тяжелые аппараты, которые устанавливались только на двух- или четырехмоторные самолеты, и для работы с ними требовался отдельный специалист. Но с переходом от ламп на транзисторы бортовые РЛС становились компактнее, легче и умнее – теперь они не только обнаруживали воздушные цели за пределами видимости человеческого зрения, но и обеспечивали наведение по ним ракет.
Гироскопические навигационные комплексы позволили автоматизировать навигацию и навсегда отказаться от линейки и бумажной карты, а также от должности штурмана, а развитие РЛС – и от отдельного оператора на борту.
Умный самолет
Однако такое изобилие аппаратуры существенно усложнило управление самолетом. Пилоту было сложно уследить за показаниями приборов и принимать правильные решения, особенно в условиях экстремальной ситуации или воздушного боя.
Поэтому в самолетах пятого поколения реактивный эры авионика выходит на новый уровень: пилот уже не считывает самостоятельно данные с приборов, а получает просчитанный, исходя из получаемой информации, диапазон действий для принятия решения от бортовой центральной вычислительной машины. Информационно-управляющая система в самолете самостоятельно переводит прицельно-навигационный комплекс на нужный режим работы в нужное время и в нужном месте. Кроме того, она постоянно контролирует работу всех важнейших агрегатов, а в случае возникновения угрозы – производит мгновенную нужную реакцию.
Остается всего один шаг до полностью беспилотного самолета.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России