Poprawa bezpieczeństwa lotów podczas operacji w pobliżu powierzchni gruntu
Ponad połowa śmiertelnych wypadków z udziałem samolotów komercyjnych linii lotniczych ma miejsce podczas operacji w pobliżu powierzchni gruntu, takich jak start, podejście do lądowania i lądowanie. Te wypadki przy powierzchni gruntu mogą być spowodowane przez błąd kontroli lotów wynikający ze złych warunków pogodowych, przez problemy mechaniczne lub też przez problemy z nawigacją i naprowadzaniem, na przykład w związku ze złą widocznością. „Poprawa bezpieczeństwa lotów w tych kluczowych fazach jest istotnym czynnikiem pomagającym zmniejszyć liczbę wypadków lotniczych”, mówi Yoko Watanabe, koordynator projektu VISION (Validation of Integrated Safety-enhanced Intelligent flight cONtrol), finansowanego przez UE i Japonię. Projekt VISION przyczynia się do ograniczenia liczby wypadków w lotnictwie cywilnym dzięki opracowaniu inteligentnych technologii naprowadzania, nawigacji i kontroli (ang. Guidance, Navigation and Control, GNC) statków powietrznych oraz, co ważniejsze, poprzez przeprowadzanie testów podczas lotu. Mimo że zaawansowane rozwiązania GNC do wykrywania anomalii podczas lotu były już oceniane w ramach wcześniejszych projektów, ich wdrażanie przebiega powoli ze względu na brak walidacji w trakcie lotu. Projekt VISION ma na celu pokonanie tej przeszkody poprzez przeprowadzenie walidacji w trakcie lotu na prawdziwych platformach lotniczych, takich jak JAXA MuPAL-alfa w Japonii i USOL K50 w Europie. Imponujące wyniki Chociaż projekt jest wciąż w trakcie realizacji, naukowcy osiągnęli już pewne ważne rezultaty, dotyczące między innymi walidacji podczas lotu systemów wykrywania i diagnostyki usterek (FDD)/kontroli odporności na błędy (FTC). „Chociaż prowadzono szeroko zakrojone badania naukowe dotyczące opartych na modelach systemów FDD i FTC, większość z pomysłów będących ich rezultatem została przetestowana jedynie przy pomocy symulatorów”, wyjaśnia Watanabe. „W ramach omawianego projektu, systemy sterowania FDD/FTC są testowane w locie na pokładzie pełnowymiarowego, dwusilnikowego samolotu badawczego, gdzie może dochodzić do awarii w czasie rzeczywistym”. Naukowcy opracowali też dwa systemy wizyjne. Jeden z nich obejmuje monitorowanie powierzchni sterowych w połączeniu z funkcją FDD w trybie autopilota, podczas gdy drugi to system wizyjny stereo dalekiego zasięgu służący do wykrywania pasa startowego i wspomagający samolot podczas podejścia do lądowania. Oba objęte wnioskami patentowymi systemy zostały z powodzeniem przetestowane w locie w prawdziwych samolotach. Innym ważnym rezultatem jest opracowanie zintegrowanego z wizją systemu nawigacyjnego, udoskonalonego przy pomocy funkcji monitorowania integralności. System ten został przetestowany w ramach symulacji w oparciu o rzeczywiste dane z czujników zebrane na platformie K50 UAV, a wyniki tych prób potwierdziły poprawę wydajności nawigacji, jak i wykrywalności błędów. Obecnie trwa przygotowywanie systemu do testów podczas lotu. W kierunku certyfikacji Walidacje te stanowią pierwszy krok w kierunku podniesienia poziomu gotowości technologicznej najnowszych zaawansowanych technik FDD/FTC opracowywanych w ramach projektu. Jest to niezbędny krok, zanim będą mogły trafić na pokład prawdziwych samolotów testowych opracowanych przez wiodących producentów, takich jak Dassault, Airbus i Mitsubishi. „Z tego co wiemy, jest to pierwszy przypadek przetestowania zaawansowanych systemów FDD/FTC w prawdziwym samolocie o pełnej skali – jest to osiągnięcie, z którego jesteśmy szczególnie dumni”, mówi Watanabe. „Rezultaty te przyczynią się do podniesienia poziomu gotowości technologicznej zaawansowanych technik GNC dla statków powietrznych, co pozwoli ograniczyć liczbę zadań wykonywanych przez pilotów w sytuacjach krytycznych oraz poprawi ogólne bezpieczeństwo lotów cywilnych statków powietrznych”. Kolejnym zadaniem stojącym przed naukowcami jest teoretyczne potwierdzenie stabilności systemu kontroli lotu oraz integralności opracowanych metod z systemem nawigacji – oba te kroki są niezbędne, by można było uzyskać certyfikat pozwalający na stosowanie zaawansowanych rozwiązań GNC w lotnictwie cywilnym.
Słowa kluczowe
VISION, lotnictwo, bezpieczeństwo lotów, operacje w pobliżu powierzchni gruntu, naprowadzanie, nawigacja i kontrola (GNC)
