Смогут ли самолеты летать без второго пилота: цифровые технологии в авионике

Элементы автоматических бортовых систем управления (АБСУ) начали активно разрабатываться уже после Второй мировой войны, что позволило существенно снизить физическую и психофизиологическую нагрузку на экипаж. Это, в свою очередь, позволило уменьшить его численность. Если раньше он состоял из пяти-шести членов (пилотов, бортинженера, радиста, штурмана), то сейчас летательными аппаратами отдельных классов способен управлять один человек, в ряде случаев - два, еще реже — три. Эти изменения обусловлены автоматизацией выполнения существенной части задач на борту и, конечно, развитием технических средств на земле.

Главные российские гражданские проекты последнего времени — самолеты Sukhoi Superjet New и МС-21. Они оснащены продвинутыми системами, которые обеспечивают безопасные и эффективные полеты. Во многом модернизация комплекса авионики этих воздушных судов связана с внешнеполитической обстановкой.

«В настоящий момент основной задачей является разработка российского комплекса авионики для гражданских самолетов и вертолетов, не зависящего от иностранных технологий и компонентов», — объяснил Глеб Боярский.

Сегодня в развитии авионики на первый план выходят цифровые технологии. Часть из них позволяет самолетам обмениваться данными между собой в реальном времени. Другие обеспечивают сбор, накопление и анализ информации о работе бортовых систем и внешней обстановки. Активно развиваются системы навигации и управления, благодаря которым полеты становятся безопаснее для пассажиров.

Интеграция искусственного интеллекта также меняет подход к авионике. Новые системы предиктивной аналитики с применением ИИ способны предсказывать потенциальные неисправности оборудования, что позволит существенно повысить безопасность и снизить затраты на обслуживание.

Однако, как пояснил эксперт, в составе бортового комплекса в настоящий момент искусственный интеллект пока не применяется, так как нормы разработки и сертификации этого не позволяют.

«Основной приоритет гражданской авиации — это безопасность. А применение ИИ может дать непредсказуемый результат, если ранее систему не обучали действиям в той или иной ситуации. Вместе с тем ИИ и модели машинного обучения активно используются в наземной части авиационной отрасли: для предсказания спроса на рейс, при прогнозировании числа пассажиров, которые опоздают на посадку, количества багажа и так далее. Этот аспект не менее важен, потому как позволяет оптимизировать затраты на авиаперевозки», — отметил эксперт.

Возможная непредсказуемость систем с ИИ и забота о пассажирах — причины, которые пока осложняют замену реального, даже второго пилота, виртуальным. Учитывая эти факторы, говорить о создании беспилотных пассажирских летательных аппаратов можно будет только тогда, когда системы управления достигнут необходимого уровня надежности и безопасности. Это произойдет не раньше 2050–2060-х годов, полагают эксперты.

Помимо обеспечения безопасности, для создания пассажирских беспилотников важно выполнить ряд других условий, в частности преодолеть психологический барьер пассажиров, которые привыкли полагаться на профессиональный экипаж, а не «бездушную» машину.

Главный тренд развития авионики сейчас — цифровизация летательных аппаратов, то есть передача части второстепенных функций экипажа электронным системам.

Еще одно, не менее важное направление развития, — повышение безопасности полетов. Так, в Центре «Авионика» МАИ разрабатывается система объективного контроля поведения пилотов гражданских самолетов. Она представляет собой совокупность камер, измерителей и вычислителей и отслеживает распределение внимания пилота, положение его тела в кабине, анализирует переговоры внутри экипажа и многое другое. На основе собранных данных она оценивает адекватность экипажа и его способность безопасно управлять воздушным судном. Если система зафиксирует, что поведение пилота угрожает безопасности пассажиров, в самолете сработает «режим предотвращения авиационного происшествия». Он предполагает изменение вклада действий экипажа в процесс управления летательным аппаратом и направление самолета в безопасную зону для принятия решения о продолжении полета или совершении посадки, возможной в том числе в автоматическом режиме.

Также в развитии авионики наметилась тенденция на повышение энергоэффективности и экологичности воздушного судна. Новые системы управления позволяют снизить потребление топлива и выбросы углекислого газа, что соответствует мировым трендам на сокращение углеродного следа. Умные алгоритмы помогают выбирать наиболее экономичные маршруты, что уменьшает нагрузку на окружающую среду.

«Часть перспективной авионики должна будет обеспечить доступ в интернет в полете по разумным ценам. Другая — возьмет на себя развлечение пассажиров на время рейса. Третья будет отвечать за высокую точность навигации, четвертая — создавать оптимальную рабочую нагрузку на экипаж и так далее. Нерешенных и перспективных задач неимоверное множество: от систем активного шумоподавления в салоне без применения индивидуальных наушников, исследования возможности замены иллюминаторов на мониторы до систем дополненной реальности для пилотов, обеспечивающих возможность безопасной посадки летательного аппарата при нулевой дальности видимости», — добавил инженер.

Решить упомянутые вопросы в будущем смогут помочь в том числе технологии искусственного интеллекта, если удастся расширить их применение и достичь нужного уровня безопасности в использовании.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России