Was sind die Einschränkungen, die intelligentere Autopilotsysteme verhindern?

Unter der FAA gibt es keine wirklichen Vorschriften, die die Fähigkeit eines Autopiloten einschränken, und die meisten modernen Systeme sind in der Lage, den größten Teil eines vollständigen Fluges ohne Piloteneingabe durchzuführen (abgesehen von Streckenaktualisierungen usw.). Letztendlich muss jedes Flugzeugsystem zertifiziert werden, und dies beinhaltet strenge Tests sowie Demonstrationen, dass das System in allen angegebenen Fällen funktioniert.

Ihre Aussage enthält jedoch ein kleines Logikproblem:

Zum Beispiel während des Fluges unter bestimmten Bedingungen, wenn einige Sensoren ausfallen und das Flugsteuerungssystem wieder auf direktes Gesetz zurückgreift (im Falle von FBW) und der Autopilot des intelligenten Systems diesen Fall erkennt, sodass er dem Piloten hilft, zu entscheiden, was zu tun ist, oder das Flugzeug gründlich steuert

Der Autopilot schaltet sich aus oder trennt die Verbindung, weil er aufgrund des Sensorausfalls nicht mehr über die Informationen verfügt, die er benötigt, um das Flugzeug richtig zu steuern. Ganz gleich, wie intelligent das System ist, ohne die richtige Sensoreingabe ist eine positive Steuerung nicht möglich oder wäre logischerweise nicht solide. Dies gilt sogar für menschliche Piloten und war zum Teil das Problem, das zur Air France 447-Katastrophe führte .

Hier stellt sich die umfassendere Frage, ob Autopiloten möglicherweise Notfälle handhaben können, die sich etwas von einem Sensorausfall unterscheiden (lesen Sie Pitot-Statikfehler). Bei einigen Flugzeugen ist dies teilweise bereits vorhanden und im Laufe der Zeit sehen wir immer mehr davon. Flugzeuge sind jetzt in der Lage, einen Druckabfall zu erkennen und automatisch auf eine sichere Höhe abzusinken; Sogar neue kleine GA-Flugzeuge haben diese Funktion . Autopiloten verfügen jetzt auch über Formen des automatischen Horizontalmodus, der das Flugzeug auf Knopfdruck wieder in eine gerade und horizontale Fluglage bringt.

Dies ist teilweise auch auf die Designphilosophie zurückzuführen. Das ist sehr eigensinnig, also werde ich mich auf dieser Seite davon fernhalten, aber es gibt harte Daten, die beide Fälle stützen: Ist ein Pilot oder ein Computersystem im Notfall besser gerüstet, um mit der Situation umzugehen?

Ich bin kein Experte, insbesondere für den regulatorischen Rahmen, aber ich kann eine begrenzte Antwort geben.

In gewisser Weise machen Flugzeuge bereits schrittweise Schritte in Richtung mehr Automatisierung und Ausfallsicherheit:

• Airbus hat unter anderem TCAS in den Autopiloten integriert, um Konfliktvermeidungsmanöver automatisch zu fliegen
• Systeme wie das F-16 Auto-GCAS ermöglichen es dem Flugzeug, sich zu weigern, in den Boden zu stürzen, und haben bereits mehrere Leben beim Militär gerettet.
• Einige Flugzeuge haben ein Notabstiegssystem, das automatisch absinkt, wenn der Druck in der Kabine abfällt
• Die Navigationstechnologie entwickelt sich so weit, dass viele derzeit hergestellte Flugzeuge nicht einmal mehr über ein VOR verfügen, und Sie können jetzt nur mit GPS Anflüge bis zu einer Tiefe von 200 Fuß durchführen und gekrümmten Pfaden mit garantiert hoher Präzision folgen .
• FADECs , die in den frühen 80er Jahren in Dienst gestellt wurden, übernehmen die vollständige Kontrolle über die Triebwerke vom Piloten
• Boeing sucht nach einer Vielzahl von Möglichkeiten, das Cockpit weiter zu automatisieren und die Arbeitsbelastung des Piloten zu reduzieren ( Beispielquelle ) .

Flugzeuge versuchen bereits, zur Grundfunktion zurückzukehren, wenn etwas schief geht. Der Ausfall des Localizer Beacon deaktiviert nicht den gesamten Autopiloten, und viele Autothrottles können mit einem ausgefallenen Triebwerk funktionieren. In bestimmten Bereichen kann es jedoch etwas Raum für Verbesserungen geben - aber denken Sie daran, dass viele dieser Sätze redundanter Sensoren bereits darauf ausgelegt sind, weniger als einen vollständigen Ausfall pro Million Flugstunden zu haben.

Einige der Probleme bieten sich nicht für eine einfache Lösung an – wenn Sie mit dem Höhenhalten beschäftigt sind und Ihre Luftdatensensoren verlieren, wie messen Sie dann die Höhe, um die Höhe beizubehalten? Sie könnten einen neuen Untermodus für den Horizontalflug erstellen, der nur auf dem IRS basiert, aber dies wäre sehr komplex im Vergleich zu der Alternative, mit der Hand zu fliegen oder einfach in einen einfachen Pitch-Hold-Modus zu wechseln.

Sicher, Sie könnten diese gefährlichen Szenarien umgehen, indem Sie mehr Autorität übernehmen und besser auf grundlegende Systeme oder Modi zurückgreifen, wenn etwas ausfällt, z. B. auf dem Platz auf Tempo gehen, wenn beide Motoren ausfallen. Oder im Fall von Indonesien-Flug 8501, den Sie erwähnt haben, einen Backup-Flugcomputer zu zwingen, während des Fluges immer eingeschaltet zu sein, und sich irgendwie zu weigern, ein gefährliches Rollen in dem Moment zuzulassen, in dem der Autopilot deaktiviert wird. In all diesen Situationen versuchen Sie jedoch, die Piloten auszutricksen und Entscheidungen von ihnen zu nehmen, was ... komplex ist.

Einige Hersteller geben dem Piloten volle Autorität, andere beschränken den Piloten nur auf das, was als sicher bekannt ist. Während Avionikingenieure meiner Erfahrung nach gerne Dinge überdenken und versuchen, ihre Systeme idiotensicher zu machen, sind diese Arten neuer Systeme mit vielen Schwierigkeiten beim Testen menschlicher Faktoren, erhöhter Komplexität usw. verbunden, und daher werden Änderungen nur schrittweise vorgenommen.

Dahinter steckt eine Regulierungsarbeit, die mir bekannt ist. Flugzeuge sind beispielsweise so konzipiert, dass sie vorhersehbar und deterministisch sind: Der Gedanke an ungetestete Szenarien oder nicht deterministischen Code hält Zertifizierungsbehörden bis spät in die Nacht wach. Dies beschränkt die Entwicklung auf wartbare, modulare Flug- und Verhaltenssegmente. Es ist auch einfacher, inkrementelle Änderungen zu zertifizieren und zu trainieren als eine vollständige Neugestaltung, insbesondere angesichts der unglaublich komplexen modernen Avionik.