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在低能見度天氣時-非洲空運


國內(nèi)飛行學(xué)員在航校階段,要考取儀表等級。這個儀表等級的飛行練習(xí),應(yīng)用的也是ILS系統(tǒng)。也就是說,在僅依靠艙內(nèi)儀表、完全不參照艙外環(huán)境的基礎(chǔ)上,儀表盲降飛行是每一個在航校階段的飛行學(xué)員必經(jīng)的一項駕駛技能考核。
在國內(nèi)航空公司中,自動駕駛在只有I類盲降的跑道上落地被飛機生產(chǎn)廠家試飛員多次試飛并通過了適航審定。也就是說,對目前的民用航空飛機駕駛中,只要公司肯,作為飛行員完全是可以在獲得批準的運行規(guī)范標準下,進行自動落地的。
根據(jù)空客先容,一架改裝的A350在毫無飛行員手動干涉的情況下,全程完成自主滑行、自動騰飛、自動航線飛行、自動降落,全程完全不依靠地面導(dǎo)航著陸系統(tǒng)。該驗證機項目名為ATTOL(全稱Autonomous Taxi, Take-Off &Landing,即為自主滑行、騰飛和著陸)。
無論決策層愿不愿意接受,自駕技術(shù)正在飛行起降、汽車駕駛等諸多領(lǐng)域上,全面開花。隨著自駕多種新型技術(shù)的完善和成熟應(yīng)用,無人自動駕駛將逐漸被大眾接受。實際上,相比于汽車無人駕駛,飛機的自動駕駛在技術(shù)層面要更簡單。
目前民用航空領(lǐng)域常用的飛機自動駕駛和盲降技術(shù)是:儀表著陸系統(tǒng)(Instrument Landing System, ILS) 又譯為儀器降落系統(tǒng)。盲降系統(tǒng),是應(yīng)用最為廣泛的飛機精密進近和著陸引導(dǎo)系統(tǒng)。
在我們的日常生活中,基于視覺的自動駕駛技術(shù)隨處可見。比如這一技術(shù)被廣泛應(yīng)用在汽車自動駕駛上。汽車通過攝像頭的視覺影像信息,結(jié)合汽車雷達等設(shè)備,可實現(xiàn)自主的變道、巡航、剎車、緊急避讓等操縱。
不過,很多航空公司的決策層對自動駕駛技術(shù)持有很深的偏見,甚至提出了更為嚴苛的運行要求:禁止自動駕駛在僅有I類ILS設(shè)備的機場落地。究其原因有很多,場地差異、對新技術(shù)的抵觸和懷疑、曾經(jīng)自動落地出現(xiàn)事故癥候、自駕不如人工等,便一刀切地禁止自駕運行。


假如想象空間再大一點:在遠遠的未來,大眾是否會擺脫飛行安全的憂慮,完全實現(xiàn)真正的無人駕駛,飛行員職業(yè)就此完全淘汰?


顯而易見,基于視覺的自駕起降不過于依靠路基及機載設(shè)備,甚至無需機場架設(shè)導(dǎo)航設(shè)備,這降低了對設(shè)備安裝投進和精度維護的依靠,但是由于是視覺導(dǎo)航,或許必須在能見度較好的氣象條件或機場引導(dǎo)目視燈光條件下才能完成,運行場景似乎要受到限制。

也就是說,民用飛機靠“自己的眼睛”,已初步可以在無人干預(yù)下,自己飛了!隨著民用飛機自駕技術(shù)的成熟,很有可能自駕飛的比人還要好。

我國有盲降能力的機場:三類盲降:北京首都國際機場、上海浦東國際機場等;二類盲降:成都雙流國際機場、廣州白云國際機場等。

盲降ILS技術(shù)則就是為了低能見度天氣、目視無法清楚辨認跑道的氣象條件下誕生的。ILS技術(shù)依靠地面設(shè)備,在低能見度天氣時,地面導(dǎo)航臺與機載設(shè)施建立相關(guān)后,系統(tǒng)可由自動駕駛儀完成對準跑道及后續(xù)著陸等行為。有別于天氣正常時的“目視進場”及“視覺自駕”,此方式可理解為“不依靠眼睛”即稱“盲降”。

最近全網(wǎng)很火的沃爾沃自動避讓技術(shù)便是民用領(lǐng)域應(yīng)用最好的現(xiàn)實意義:通過先進的視覺技術(shù),減少人為差錯,降低駕駛安全風(fēng)險,保護乘員安全。而特斯拉汽車的無人駕駛也在逐漸被當局和大眾所接受。試飛工程師特地提醒飛行員不要動操縱桿
由于儀表著陸系統(tǒng)能在低天氣標準或飛行員看不到任何目視參考的天氣下引導(dǎo)飛機進近著陸,所以人們就把儀表著陸系統(tǒng)稱為盲降,即飛行員在肉眼無法看清機場跑道的情況下操控航班降落。

至此,基于視覺的自動駕駛技術(shù)已有重大突破。在沒有任何路基及傳統(tǒng)機載導(dǎo)航設(shè)備的飛機,僅通過視覺自駕,便可實現(xiàn)飛機的全程自主飛行任務(wù)。
它的作用是由地面發(fā)射的兩束無線電信號實現(xiàn)航向道和下滑道指引,建立一條由跑道指向空中的虛擬路徑,飛機通過機載接收設(shè)備,確定自身與該路徑的相對位置,使飛機沿正確方向飛向跑道并且平穩(wěn)下降高度,終極實現(xiàn)安全著陸。

實施盲降的需要的條件:1機場:擁有進近燈光、跑道標志、儀表著陸系統(tǒng)等設(shè)備。對周邊凈空條件、電磁環(huán)境等也有要求。防止無線電或化學(xué)煙霧干擾儀表系統(tǒng)。2飛機:擁有儀表故障警告系統(tǒng)、雙套ILS接收機、復(fù)飛姿態(tài)指引設(shè)備、自動油門系統(tǒng)、排雨設(shè)備等。3飛行員:經(jīng)過地面練習(xí)、考核后才擁有相關(guān)資質(zhì)。每年復(fù)訓(xùn),每年檢查。

2020年6月17日,空客CTO公布:空中客車成功實現(xiàn)了世界上首次民航客機采用基于計算機視覺引導(dǎo)的自動滑行、騰飛、降落試飛。

從盲降所需條件可以看出,跨境鐵路國際物流,對于ILS來說,除了飛機上需要有應(yīng)答設(shè)備和自動駕駛設(shè)備外,機場及周邊仍需安裝用于導(dǎo)航和指引下降的無線電發(fā)射設(shè)備,這也是一筆不小的開支。在國內(nèi),不是所有機場都安裝有盲降系統(tǒng),而且即便機場裝備盲降設(shè)備,可能要經(jīng)過數(shù)年的調(diào)試及測試,精度維護本錢也極高。
Wayfinder項目主管Arne Stoschek表示,該項目最大的挑戰(zhàn)是如何練習(xí)系統(tǒng)應(yīng)對未知的狀況,他以為,突發(fā)情況應(yīng)變能力也是自動系統(tǒng)(automated)和自主系統(tǒng)(autonomous)的最大區(qū)別。
盡管自駕技術(shù)將會勢不可擋地降低飛行員的操縱能力和駕駛技術(shù),但卻在一些極端情況下,例如低能見度、疲憊、機組失能、復(fù)雜機場等的運行上,有效進步CRM能力,更大范圍內(nèi)進步飛行安全。

也就是說基于視覺的飛機自駕起降和如今廣泛應(yīng)用的盲降ILS以及自動駕駛有著巨大的不同。

空客在今年1月份實現(xiàn)自主騰飛


空客表示,基于視覺的新型自主飛控技術(shù)的目標主要是:
“盲降”一詞即使對經(jīng)常坐飛機的人來說也有些陌生,它是普通旅客接觸不到的航空專有名詞,并非字面意思“閉著眼睛降”或“盲目降落”。盲降是儀表著陸系統(tǒng)ILS的俗稱。

1、降低油耗,自駕技術(shù)將更能對復(fù)雜航路天氣環(huán)境及駕駛進行科學(xué)有效的油耗治理(就像有人開車費油,有人就省油一樣,不同飛行員的駕駛習(xí)慣和技術(shù)限制下,飛機油耗也有多有少);2、為了緩解飛行員短缺題目(emm...潛臺詞的意思就是:你缺飛行員?那我研發(fā)我的飛機不再需要飛行員。3、縮減航企運營本錢;緢鼍皺C型:eVTOL、貨運無人機和商用飛機。(我國的貨運民用無人機一直走在世界前列,順豐、京東等貨運企業(yè)都在研發(fā)將通用飛機改造為大型無人機。而若應(yīng)用在民用領(lǐng)域,確實也將極大降低運營本錢,究竟培養(yǎng)飛行員對于航企來說一直都是大頭。)
空客A350在近日實現(xiàn)基于視覺的自動降落

而就在一年前,德國團隊剛剛實現(xiàn)了鉆石DA-42飛機的基于視覺自駕的自主降落。鉆石DA-42這款機型,很多中國飛行員都很熟悉,甚至是在航校階段,雙發(fā)階段的練習(xí)機型?吹皆(jīng)飛的這款機型自動起降的畫面,是否慨嘆比你飛的還要穩(wěn),接地還要輕呢?


在民用航空領(lǐng)域,我們是否能在某一天,看到駕駛員按下啟動按鈕,設(shè)置好航線計劃,全程不需操縱飛機即可完成整個飛行任務(wù)。到那個時候,飛行員的角色更偏向是飛機狀態(tài)的監(jiān)控者。
但在飛機上,這項視覺技術(shù)卻并不常見。比如飛機巡航時,更多的是通過路基、星基等導(dǎo)航設(shè)備信號和飛機機載接收機來進行自動駕駛。
DA42飛機自動降落視頻
這項新型自駕技術(shù)在2018年6月啟動。2020年1月,首次成功實現(xiàn)視覺引導(dǎo)自動騰飛,經(jīng)過逐步試飛,本月成功完玉成程視覺引導(dǎo)自動起降。


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