Выпускники этого года из числа молодых курсантов, возможно, станут последними, кто сможет насладиться полноценной четырехдесятилетней карьерой пилотов традиционных коммерческих авиакомпаний. По словам Ричарда де Креспиньи, к тому времени, когда они будут готовы уйти на пенсию, примерно к 2060 году, профессии пилотов в том виде, в каком мы их знаем в настоящее время, “начнут устаревать”. Он капитан авиакомпании Qantas, возглавлявший команду из пяти пилотов, которая благополучно посадила сильно поврежденный A380 в Сингапуре в 2010 году.
По его прогнозам, беспилотные самолеты “в конечном итоге будут созданы”, возможно, к 2040 году. “Их будут покупать инновационные авиакомпании. ”Boeing проводит летные испытания автономных гражданских самолетов или гражданских самолетов с сокращенным экипажем в рамках двухлетнего проекта в Мозес-Лейк, штат Вашингтон. Испытания включают использование модифицированного транспортного средства в качестве автономного такси, алгоритмы автономного полета в симуляторе, летные испытания системы на основе искусственного интеллекта (ИИ) на Cessna Caravan, а также запуск двигателя, отталкивание, выруливание, маневрирование и взлет с использованием испытательного стенда Boeing 787 Dreamliner technology. Цель состоит в том, чтобы определить, можно ли эксплуатировать такие самолеты для перевозки грузов или пассажиров с тем же уровнем безопасности, что и современные пилотируемые самолеты.
Volcopter – электрический, автономный, немецкий
“Беспилотный авиалайнер обязательно появится, вопрос только в том, когда”, – сказал Джеймс Олбо в 2011 году, когда он был президентом и генеральным директором Boeing Commercial Airlines. “Сначала вы увидите это на грузовых судах, вероятно, над водой, приземляющихся очень близко к берегу”. Шестнадцать лет назад, в 2002 году, Крейг Манди, в то время главный специалист по исследованиям и стратегии Microsoft (ныне старший советник генерального директора), заключил публичное пари на 2000 долларов с Эриком Шмидтом, тогдашним генеральным директором Google, что “к 2030 году коммерческие пассажиры будут регулярно летать на беспилотных самолетах”. Логика Манди заключалась в том, что “если мы будем придерживаться этого закона Мура, то (компьютеры) станут примерно в 4000 раз мощнее”, добавив, что “поскольку компьютеры все чаще становятся частью критически важной инфраструктуры, отрасли придется уделять гораздо больше внимания созданию машин, которые просто не выходят из строя. Противоположный аргумент Шмидта заключался в том, что ”подготовка и расчет времени для действий в чрезвычайных ситуациях, таких как отказ двигателя при повороте, не могут быть переданы автопилотам и машинам”.
“Мы совершенно уверены, что технологически этот инструментарий исчерпан. Что касается коммерческих самолетов, то у нас нет сомнений в том, что мы можем решить проблему автономного полета”, — заявил два года назад Джон Трейси, технический директор Boeing, ныне вышедший на пенсию. “Это вопрос процедур сертификации, нормативных требований и, что еще более важно, общественного восприятия”.
“Будущий пилот по-прежнему будет нужен, но он или она будет сидеть в офисе и управлять самолетом с земли, как это уже делают пилоты беспилотников”, — сказал капитан. Тильман Габриэль, председатель Международной ассоциации подготовки пилотов (IPTA), которая оказывает ИКАО экспертную помощь в разработке руководств по обучению и моделированию.
Концепция Airbus Vahana
Неудивительно, что многие эксперты считают, что коммерческие авиалайнеры никогда не станут беспилотными. Что произойдет, если компьютер, управляющий самолетом, выйдет из строя? Согласно данным НАСА, неисправность систем самолета происходит на 20% рейсов, более того, искусственный интеллект будет следовать “по инструкции”, основываясь на правилах, и, возможно, не сможет принимать решения, присущие человеческому “генеративному интеллекту”, такие как аварийный сброс в реку Гудзон, предпринятый капитаном Дж. Чесли Салленбергер. “Люди особенно хороши в адаптивном решении проблем и открытиях — областях, где машинный интеллект практически не продвинулся вперед”, — объяснил Майкл Фиари, научный сотрудник Исследовательского центра Эймса НАСА.
Сценарии “каскадных отказов” встречаются часто, отметил Кит Хейги, директор по инженерным разработкам и безопасности Ассоциации пилотов воздушных линий (ALPA). “Это те нештатные ситуации, когда вам действительно нужен пилот на борту, обладающий здравым смыслом и опытом, способный принимать решения”.
Скептически настроенная публика
“Вопрос никогда не стоял так: можно ли автоматизировать самолет и управлять им автономно?” — сказал доктор Р. Джон Хансман, профессор аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института и директор Международного центра воздушного транспорта Массачусетского технологического института. “Вопрос в том, не могли бы вы посадить платежеспособных клиентов в хвостовую часть этого самолета”.
Согласно опросу, проведенному UBS в прошлом году, большинство людей, 54%, заявили, что не стали бы летать на беспилотных самолетах (даже если бы стоимость билета была дешевле). Только 17% сказали, что полетели бы, хотя этот процент увеличился среди людей с высшим образованием и доходами. В возрастной группе от 25 до 34 лет 30% ответили, что они с большой вероятностью или в какой-то степени готовы летать на автономном авиалайнере (по сравнению с 40%, которые считают, что это маловероятно или очень маловероятно). В группе 55-64 лет доля маловероятных случаев выросла до 60%, а вероятность или маловероятность составила всего 10%.
Американцы гораздо более заинтересованы в том, чтобы летать на беспилотных самолетах: 27% опрошенных с большой вероятностью будут летать на беспилотных самолетах, по сравнению всего с 15% респондентов из Великобритании, Франции и Германии. Опрошенные 8000 человек более склонны опробовать беспилотный автомобиль (30%), хотя исследование проводилось до того, как тестовый автомобиль Uber, работающий в автономном режиме, сбил пешехода. В ходе опроса, проведенного Travelzoo, 38% опрошенных заявили, что предпочли бы телепорт в стиле «Звездного пути» (на данный момент это вымышленное устройство).
В отчете UBS утверждается, что авиационная отрасль может сэкономить до 35 миллиардов долларов в год, избавившись от присутствия пилотов в кабине: более 26 миллиардов долларов на зарплатах пилотов, льготах и расходах на обучение, 3 миллиарда долларов на бизнес-авиацию, 2,1 миллиарда долларов на гражданские вертолеты, более 1 миллиарда долларов на экономию топлива за счет использования компьютерных систем.- целенаправленная оптимизация полетов плюс 3 миллиарда долларов за счет снижения страховых взносов.
Создатель мечты Embraer X
Как насчет одного пилота?
“Более радикальный подход заключается в том, чтобы сказать, что, возможно, мы сможем сократить потребности в экипажах для наших будущих самолетов”, — сказал недавно технический директор Airbus Пол Еременко. “Мы рассматриваем возможность пилотирования с одним пилотом в качестве потенциального варианта, и множество технологий, необходимых для этого, также вывели нас на путь беспилотной эксплуатации”.
Вице-президент Boeing по исследованиям и технологиям Чарльз Тупс заявил, что может потребоваться “пара десятилетий”, чтобы убедить пассажиров летать на самолетах с одним пилотом, предположив, что общественная поддержка концепции начнется с распространения самоуправляемых автомобилей.
“Они собираются убрать второго пилота”, — заявил Стивен Райс, профессор по человеческому фактору в Авиационном университете Эмбри-Риддл. “Производителям нравится эта идея, потому что они могут изменить дизайн кабины. Авиакомпаниям, с которыми я общался, понравилась эта идея, потому что она экономит расходы точно так же, как удаление третьего человека из кабины несколько десятилетий назад”.
Будущий пилот по-прежнему будет нужен, но он или она будет сидеть в офисе и управлять самолетом с земли, как это уже делают пилоты беспилотников.
Капитан. Тильман Габриэль, председатель Международной ассоциации подготовки пилотов
Французская академия авиации и космонавтики (AAE) и NASA Ames/Rockwell Collins research рекомендуют использовать наземного оператора, во многом похожего на современных военных операторов беспилотных летательных аппаратов, которые управляют самолетами с расстояния в полмира. По словам Жана Броке (Jean Broquet), члена AAE и бывшего разработчика автоматизированных спутниковых систем управления, пилоты-наземные операторы (PGs) будут квалифицированы как пилоты, в том числе с присвоением категории типа (это позволит сэкономить на персонале и обучении).
По оценкам AAE, один пилот может одновременно выполнять до пяти полетов на ближне- и среднемагистральных рейсах. В концепции НАСА “супер-диспетчер” обученный пилот может удаленно контролировать полеты до десятка самолетов одновременно. Если воздушному пилоту требовалась помощь из-за неисправности оборудования или неотложной медицинской помощи, пилот с земли мог помочь управлять самолетом.
Летные экипажи авиакомпаний, участвовавшие в исследовании на симуляторе с одним пилотом, “были настроены не так негативно, как я думал”, — сказал психолог-исследователь НАСА Уолтер Джонсон. “Они не хотят летать в одиночку, но я понял от них, что [со вторым пилотом на земле] это, вероятно, сработает”.
“Главной проблемой для полетов с одним пилотом является кибербезопасность”, — сказал Джоэл Б. Лахтер, специалист по информатике НАСА. “Для того, чтобы это было сделано безопасно, автоматике или наземным операторам потребуются полномочия, позволяющие им вмешаться в случае возникновения нестандартных проблем, таких как недееспособность пилота. Если они смогут устранить угрозы кибербезопасности, связанные с этими операциями, я думаю, это осуществимо”.
Исполнительный директор Международной ассоциации воздушного транспорта (IATA) Александр де Жуниак (Alexandre de Juniac) сказал, что его “не убеждает проблема с одним пилотом. Я не вижу в этом плюса. Я вижу в этом минус”.
Полет над пробками
Технологические компании, автомобильные концерны, традиционные производители авиационной техники и стартапы пытаются создать новую рыночную нишу, известную как “городская воздушная мобильность” (UAM), она же “летающие автомобили” или “летающие такси”.
Google тестирует в Новой Зеландии двухместное электрическое воздушное такси Cora, которое использует три бортовых компьютера для расчета траектории полета — пилот не требуется – с 12 подъемными вентиляторами для вертикального взлета и горизонтального полета, а также с парашютом (аналогично самолету Cirrus). Максимальная скорость 93 мили в час. Высота над уровнем моря 3000 футов. Запас хода 62 мили. Немецкий стартап Lilium, набравший ключевых сотрудников из Airbus и Tesla, рекламирует пятиместный электрический реактивный самолет вертикального взлета и посадки (VTOL), который может развивать скорость более 180 миль в час и совершать перелеты из Лондона в Париж за час. Первый “рейс с функциональным экипажем” ожидается к следующему году, а услуга воздушного такси по запросу — к 2025 году.
Беспилотные самолеты в конечном итоге будут построены… их будут покупать инновационные авиакомпании. Предприимчивые пассажиры будут летать на них.
Капитан. Ричард де Креспиньи Qantas Airways
Airbus разрабатывает несколько проектов по производству ближнемагистральных самолетов. Исследовательский центр A3 Project Vahana, базирующийся в Кремниевой долине, представляет собой беспилотный одноместный пассажирский СВВП с автоматическим обнаружением препятствий; серийное производство запланировано на 2020 год. CityAirbus с четырьмя канальными вентиляторами рассчитан на 3-4 посадочных места и управляется одним пилотом (но в будущем планируется полностью автономная эксплуатация) – в 2019 году ожидается демонстрационный и пилотируемый испытательный полет. Airbus также сотрудничает с Audi в разработке Pop.Новый беспилотный автомобиль / беспилотный летательный аппарат / воздушное такси.
Голландская компания представила первую серийную модель летающего автомобиля PAL-V Liberty на автосалоне в Женеве, Швейцария, в марте. Двухмоторный двухместный автомобиль стоимостью 615 000 долларов может развивать скорость до 105 миль в час на трех колесах или летать со скоростью 112 миль в час с помощью установленного сзади пропеллера, преодолевая до 300 миль на неэтилированном бензине. Для взлета и посадки Pal-V требуется короткая взлетно-посадочная полоса, и операторы должны будут иметь квалификацию пилотов автожиров (несущий винт без двигателя служит парашютом).
Компания Bell Helicopter (Форт-Уэрт, Техас) совместно с компанией Uber, предоставляющей услуги совместного использования поездок, реализует проект летающего такси Elevate, дебют которого запланирован в Далласе-Форт-Уэрте, Лос-Анджелесе и Дубае в 2020 году. Первоначально потребуются обычные пилоты, но они надеются, что “технология повышения квалификации пилотов значительно снизит требования к навыкам пилота, и это может привести к соответствующему сокращению времени обучения”, аналогично лицензии пилота FAA для легких видов спорта. “Необходимо убедить не только FAA, но и страховщиков, которые покрывают риски, связанные с операцией, в том, что требования к навыкам и опыту пилотов снижены”.
Spike Aerospace снижает нагрузку
В США, Японии и России разрабатывается несколько программ создания коммерческих сверхзвуковых самолетов, и некоторые инициативы переходят в стадию демонстрационных полетов. В 2017 году компания Spike Aerospace (Бостон, Массачусетс) провела пилотаж беспилотной субшкальной версии своего сверхзвукового самолета S-512. Демонстрационный самолет Boom Supersonic XB-1 “Бэби Бум”, рассчитанный на два экипажа и увеличенный в масштабе на треть, базирующийся в Денвере, штат Колорадо, должен совершить полет в этом году. Компания Aerion (Рино, Невада), которая сотрудничала с Airbus, General Electric и Lockheed Martin, планирует приступить непосредственно к производству полноразмерных опытных самолетов AS2. Все три программы нацелены на летные испытания и первые поставки серийных самолетов в 2021-2025 годах.
Чтобы достичь этого, претендентам необходимо не только разработать конструкцию, рассчитанную на скорость от 1,2 до 2,2 Маха, но и решить такие проблемы, как топливная экономичность, выбросы углекислого газа, уровень шума при взлете и посадке и, что самое главное, звуковые удары. Тем не менее, им может быть запрещено пролетать над территорией США из-за запрета FAA на полеты со скоростью более 1 Маха, который был введен в действие в 1973 году. FAA сотрудничает с техническими рабочими группами ИКАО в разработке рекомендуемых стандартов по шуму и эмиссии, предельной скорости полета (условия полета, при которых звуковые волны не достигают поверхности земли) и “низкой скорости полета”.
Дэн Нэйл, старший вице-президент Gulfstream по программам, проектированию и испытаниям, считает, что полет на сверхзвуковом бизнес-джете будет “очень похож” на полет на дозвуковом реактивном самолете. “Современные средства управления полетом и беспроводные системы прекрасно справляются с компенсацией аэродинамических эффектов при околозвуковых и сверхзвуковых полетах. Пилоты, летящие на сверхзвуке, чаще всего ощущают влияние скорости на своих дисплеях. Расстояния будут сокращаться с поразительной скоростью, воздушное движение будет быстро перегружено, и пилотам придется тщательно планировать свои заходы на посадку и снижения, чтобы эффективно переходить с высокой скорости на посадку в терминале”.
Эта статья была перепечатана и адаптирована с разрешения журнала Civil Aviation Training (CAT), Halldale Group.
Рик Адамс, редактор журнала ICAO, является членом Королевского авиационного общества (FRAeS).
Эта статья является переводом статьи, размещённой на информационном ресурсе Международной организации гражданской авиации ИКАО ICAO (unitingaviation.com).