Когда самолеты поумнеют

Наука и жизнь

После неудавшейся попытки теракта на авиарейсе Амстердам-Детройт в телевизионных новостях практически на всех каналах чаще всего показывают сцены в аэропортах. Столпотворение у стоек регистрации, очереди у контрольно-пропускных пунктов и крупным планом - информационные табло с многократно повторяющимся словом delay – «задержка».
Вступили в силу новые, более строгие правила личного досмотра, и давшие маху службы безопасности проявляют небывалое рвение. Уставшие от долгого ожидания пассажиры относятся к этому с пониманием: заботятся об их безопасности. При этом почти совсем забыли о задержках, вызываемых такими «обычными» причинами, как плохая погода на трассе, недостаточная видимость, неготовность техники, заболтавшиеся пилоты (между прочим, той же компании «рождественского» рейса, но это так, к слову), которые, оказывается, могут промахнуться и проскочить мимо аэропорта назначения...
А между прочим, именно эти, вполне тривиальные, причины чаще всего мешают всем нам нормально, то есть без задержек и опозданий, летать туда, куда нужно. И если не позаботиться сейчас о новых, более совершенных средствах управления воздушным транспортом, будут мешать все больше и больше.
По прогнозам федерального управления гражданской авиации (FAA), к 2025 году интенсивность движения в небе нашей страны повысится в два-три раза. Насколько это серьезно, может представить себе только тот, кто хоть раз видел карту Соединенных Штатов с нанесенными на нее изображениями тысяч одновременно находящихся в полете «самолетиков». Если же говорить о воздушном трафике на всей планете, то и он к тому времени возрастет примерно настолько же. Так что усилия, которые в настоящее время прилагаются тем же FAA и рядом исследовательских организаций с целью создать на основе высоких технологий новые возможности для более успешного регулирования воздушного движения, более чем оправданны.
Что же предлагается? Весь комплекс предстоящих усовершенствований охватывается
программой с символическим названием NextGen («Следующее поколение»). Как говорит Вики Кокс, старший вице-президент FAA по новым проектам, «будущая система должна работать так, как мы даже не можем представить сегодня».
Справиться с предстоящим ростом трафика, по мысли авиационных инженеров, помогут спутники Глобальной системы определения координат (Global Positioning System - GPS); быстродействующие средства связи между диспетчерами, летными экипажами и авиалайнерами в небе; а также установленные на самолетах все более и более автоматизированные системы управления полетом. При этом большая часть решений по выбору маршрута, высоты и скорости полета перейдет от работающих в аэропортах диспетчеров к ведущим машины пилотам.
Сейчас диспетчеры получают обновленные данные о местоположении приближающихся к аэропорту самолетов каждые 4,5 секунды, а о более удаленных - каждые 12 секунд. Учитывая высокие скорости современных реактивных лайнеров, время немалое. Быстрее же не получается из-за сравнительно медленного поворота антенн следящих за небом радаров.
К тому же измерить изменившиеся курс и скорость самолета можно лишь после нескольких полных оборотов антенны. Точно рассчитать необходимые данные между ее последовательными поворотами невозможно, и эта неопределенность, особенно когда речь идет о нескольких сближающихся около аэропорта самолетах, требует от диспетчеров особенного напряжения и внимания.
Как могут помочь технологии NextGen, можно показать на примере компании Alaska Airlines. Ее пилоты летают в суровых условиях Крайнего Севера над сильнопересеченной местностью в чрезвычайно изменчивых погодных условиях. Например, аэропорт столицы штата Джуно расположен в прибрежной долине у склона горы. Заходя на единственную здесь взлетно-посадочную полосу с севера или юга, самолеты идут на посадку в узком проходе, сжатом с двух сторон горами.
До использования системы GPS садиться там можно было только при облачности не ниже тысячи футов и видимости по крайней мере три мили. А такие условия там бывают не часто. Если же заход на полосу был неудачным, приходилось вновь подниматься и повторять все сначала. Когда же выходила из строя аэродромная навигационная поддержка, что в тамошних условиях не такая уж редкость, нужно было заказывать в FAA специальный самолет, который мог ее восстановить. А на это могло уйти от двух до трех дней.
Как только авиакомпания смогла обеспечить появление в бортовых компьютерах данных GPS, ее самолеты смогли безопасно садиться при высоте облачности всего в 330 футов и  видимости в одну милю без помощи каких-либо наземных средств навигации.
Объединение GPS с приборами визуализации, разработанными Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), позволит любому самолету понизить допустимый потолок облачности до 50, а видимость - до 300 футов без дорогих наземных средств, которые в настоящее время обеспечивают воздушное движение в условиях плохой погоды.
Приборы визуализации включают инфракрасную видеокамеру в носу самолета. Ее изображения появляются на экране рядом с данными бортового компьютера и дают пилотам возможность ориентироваться даже в тумане, если только он не слишком густой.
Если же видимость окажется недостаточной, летные экипажи смогут получать стереоскопическое изображение ландшафта под ними из основанной на географических картах обширной базы данных. Причем местоположение самолета в пределах этого виртуального ландшафта будет непрерывно обновляться по данным GPS.
В конечном счете некоторые из указанных приборов визуализации объединят в подобные шлему дисплеи, что позволит пилотам во время полета смотреть в окна, не упуская никакой жизненно важной информации.
Сейчас нечто подобное существует в виде «», но у него очень узкая область зрения, что дало повод сравнить использование его с рассматриванием через соломинку. Пилоты при этом так сосредоточиваются на просмотре, что перестают замечать все происходящее вокруг.
Тем временем в Луисвилле, штат Кентукки, Служба доставки посылок UPS экспериментирует с другим прибором NextGen, известным как автоматизированная наблюдательная радиосвязь (Аutomated dependent surveillance broadcast  - ADS-B). Он позволяет экипажу обмениваться в полете данными о  местоположении, высоте, скорости, направлении движения и другой информацией с наземными станциями или другим самолетом.
В долгосрочной перспективе ADS-B предполагается использовать для формирования еще одной составной части программы NextGen – своего рода бортового Интернета. При появлении на дисплее находящегося поблизости самолета установленные в кабине компьютеры просчитают курс и скорость, которые гарантируют безопасное расхождение с этим и другими приближающимися машинами. Пилоты смогут также использовать ADS-B для нанесения на карту нового курса, учитывающего погоду впереди. При этом авиадиспетчеры будут управлять сразу всеми самолетами, собравшимися в одном транспортном потоке, а не давать, как это делается сейчас, указания экипажу каждой отдельной машины.
Создатели NextGen уверены, что, несмотря на предстоящий рост объема воздушных перевозок, она не только уменьшит задержки рейсов, но также позволит экономить топливо (и таким образом сократить эмиссию парникового газа) и повысить безопасность полетов.
Остается только одно «но», которое беспокоит авторов программы. «Нет сомнения, что число приборов и указателей, за которыми придется внимательно следить летчикам, существенно увеличится», - говорит о нем профессор Кристофер Викенс, психолог-консультант из группы, проектирующей кабину пилотов будущего. Впрочем, то, что об этом задумываются уже сейчас, позволяет надеяться на успешное разрешение и этой проблемы.