Результаты расследования последних авиакатастроф привели к неутешительному выводу – практически в каждом инциденте решающую роль сыграл человеческий фактор. Как защитить технику от ошибок пилотов?
Каким должен быть самолет будущего? «Я поставил себе задачу построить такой аппарат, движения которого меньше всего зависели бы от окружающих условий и почти всецело подчинялись бы воле пилота», – писал в своих дневниках основоположник фигур высшего пилотажа Петр Нестеров. Он начинал с воздухоплавания, но грезил об управляемом человеком полете. В начале прошлого века первые самолеты были крайне ненадежны. Руль управления могло заклинить, крыло отвалиться, двигатели отказывали почти в каждом полете. Спасало лишь мастерство пилотов. По мере развития технического прогресса ситуация изменилась. Сначала техника стала помогать пилотам в управлении, а сейчас уже их контролирует, не позволяя допускать или даже исправляя многие ошибки. «Сегодня делается немало новых разработок для воздушных судов, – комментирует руководитель Федерального агентства воздушного транспорта Александр Юрчик. – Это системы, облегчающие процесс управления самолетом, устройства предупреждения в случае опасности, механизмы защиты от перевода воздушного судна в критический режим и сам автопилот». Конструкторы говорят, что через несколько лет летчику в кабине самолета будет отводиться лишь роль наблюдателя.
Мертвый штопор
Результаты расследований авиакатастроф последних лет приводят к неутешительным выводам. «Более чем в 70% случаев причина гибели – человеческий фактор, – говорит руководитель Федерального агентства воздушного транспорта Александр Юрчик, – и лишь в 18% случаев виновата техника». По его словам, любая катастрофа – это стечение целого ряда обстоятельств: неподготовленность экипажа, отсутствие внутренней дисциплины, технический фактор. Ни для кого не секрет, что российский авиапарк морально и физически устарел. «Но и эти самолеты полностью соответствуют современным требованиям безопасности, если их оборудование одобрено, а воздушное судно прошло весь цикл испытаний», – утверждает директор отдела маркетинга компании «Транзас Авиация» Дмитрий Степанов. Другое дело, что уровень безопасности может быть необходимым, а может быть и выше.Так, по требованиям второй категории посадки самолет должен иметь возможность уйти на второй круг с высоты 60 м, а по третьей – с нуля, причем даже при отказе одного двигателя. Если судно не соответствует этому требованию, на него наложат такие ограничения, что оно все равно будет им соответствовать, но, к примеру, вместо двухсот пассажиров возить сто.
Между тем в катастрофе над Черным морем разбился европейский А-320 авиакомпании «Армавиа» – лайнер, оборудованный по последнему слову техники. Почему? Ведь отказов двигателей и других систем не было. Эксперты пришли к выводу, что экипаж отключил автопилот и решил еще раз зайти на посадку, хотя наземные службы уже вели самолет, и все было в порядке. Из-за недоверия к бортовым системам произошла и трагедия над Боденским озером в 2002 году, когда Ту-154 «Башкирских авиалиний» протаранил американский грузовой Boeing. Автоматическая система предупреждения столкновения в воздухе так и не помогла – летчики ее не послушали. А катастрофа под Донецком? Пилот, уходя от грозы, вывел самолет на большую высоту и не справился с управлением. «Перетянул штурвал», как говорят специалисты, и свалился в штопор, хотя система предупреждения работала исправно. «Если бы авиаторы учились на ошибках других, авиационных происшествий было бы меньше», записано в руководстве ИКАО. Увы, летчики продолжают совершать ошибки.
Автопилот не в фаворе
К большому сожалению конструкторов, в любой момент летчик может отключить автопилот. Таковы сегодня требования авиационной безопасности, хотя возможности электроники сопоставимы, а то и превосходят человеческие. Если первые системы контроля курса самолета позволяли выдерживать только направление полета, то сегодня на автопилоте можно осуществить посадку самолета. Летчик принимает управление на себя только на этапе выруливания к терминалу аэропорта. Правда, подобные посадки пока «высший пилотаж». Такие системы установлены лишь на новом семействе европейских самолетов А-320 и заложены в создаваемом американском Boeing787 и российском региональном самолете Superjet100 – разработке «Гражданских самолетов Сухого» (ГСС). Но совершить просто посадку на автопилоте с менее жесткими требованиями (без ухода с полосы) может большинство современных судов, и даже Ил-96.
Однако в России сажать самолет на автопилоте не принято. «По-прежнему взлет и посадка, как наиболее сложные этапы полета, осуществляются в ручном режиме», – признается Юрчик. И дело даже не в техническом оснащении машин или взлетно-посадочных полос аэропортов. Летчики таким образом оттачивают свое мастерство. В действительности же автопилоту и другим автоматическим системам не доверяют, особенно «старики». Многие из них жалуются, «мол, всю дорогу сидишь и ждешь, когда он откажет. Лучше бы его не было». «Пилоту трудно до конца доверить управление автомату, и в таком отношении скрывается большая проблема, – считает Александр Долотовский, начальник отдела летно-технических характеристик дирекции по общему проектированию ГСС. – Летчик должен быть абсолютно уверен в системе, знать, что она никогда не откажет, особенно в критических ситуациях». Доказать надежность автопилота можно наглядно. Например, чтобы сертифицировать систему посадки самолета в условиях нулевой видимости, нужно провести 1000 посадок.
Если существует возможность отключить автопилот, то необходимо применять системы, запрещающие пилоту выводить самолет на критические режимы. Эту идею впервые применили в середине 1970-х на военном истребителе МиГ-23, ограничив предельный угол атаки. На гражданских машинах подобную защиту поставили на Ту-204 – при увеличении угла атаки возрастает усилие на штурвал, так что при подходе к критическому уровню не почувствовать это невозможно. Параллельно с советскими конструкторами подобное устройство в конце 1980-х начала проектировать Airbusдля нового А-320. Европейцы пошли еще дальше. Они заменили механическую связь с рулями управления на систему электродистанционного управления (СДУ), ее еще называют «системой управления по проводам». От штурвала можно было отказаться вовсе – его заменили боковой ручкой управления.
Переход на дистанционное управление в начале 1990-х стал настоящим прорывом с точки зрения безопасности. В СДУ никаких механических связей между штурвалом и рулем нет. На самолетах с механической системой управления пилота можно только предупредить о наступлении критической ситуации, «побороть» летчика штурвал не сможет.
На самолетах с СДУ можно свести человеческий фактор при управлении практически к нулю. Кроме того, снизилась нагрузка на пилота. Что легче и удобнее? Тумблером переключать, например, программы на старых советских телевизорах или легким нажатием на кнопку включить нужный канал? А чтобы повернуть штурвал Ил-62, необходимо приложить 10 – 15-килограммовое усилие.
«По проводам» сейчас летают воздушные суда, построенные после 1990 года. Это российские Ту-204/214, Ил-96, Ту-334, Ан-70, Ан-148, Бе-200, европейские Airbus, начиная с 320-й серии, бразильские Embraer-170 и Embraer-195, а также Boeing, начиная с 767-й серии.
Рудимент истории
Однако не все авиастроители воспользовались преимуществами новой системы. Embraerне стала делать никаких ограничителей с СДУ. В начале 1990-х перед компанией была поставлена цель создать региональный самолет в минимальные сроки. Embraer с этим справилась, но без технологических изысков. На штурвале была предусмотрена возможность тактильного предупреждения о критическом положении самолета, что было минимальным требованием при его сертификации. В Bombardier и вовсе не перешли на СДУ. Они планировали применить данную систему на самолете новой серии, но этот проект еще не реализован. А в Boeingв силу своей консервативности до конца не стали развивать эту систему. Как следствие, американские самолеты по техническим характеристикам систем управления недотягивают не то что до Airbus, но и до российского Ту-204. Исправить эту ошибку американцы пытаются в своей «машине-мечте» – Boeing787 Dreamliner.
В России решили пойти по стопам европейцев. Разработчики Superjet100 применили в новом региональном самолете систему полного электродистанционного управления. И хотя Boeing, консультирующая компанию, настаивала на штурвале, они поддались на просьбы авиакомпаний отказаться от штурвала и приступили к разработке боковой ручки. «Летчикам она нравится по двум причинам, – объясняет гендиректор ГСС Виктор Субботин, – из-за простоты пилотирования и большего простора в кабине». На современных лайнерах управление штурвалом не тяжелее поворота руля на легковом автомобиле. Штурвал сохраняется лишь как рудимент, но занимает много места и создает неудобства пилотам. «Экипажу надо создавать больший комфорт, ведь утомление – одна из первых причин летных происшествий», – говорят в ГСС.
По своему техническому оснащению региональный Superjet100 можно сравнить с магистральным А-320, а по надежности оборудования самолет ничем не уступает европейскому производителю. Так же, как и в Airbus, в автопилоте реализована система горизонтальной и вертикальной навигации, что позволяет сажать самолет в условиях нулевой видимости и избежать риска закрытия аэропорта назначения по погодным условиям. Установлена система отброса ложных команд: летчик при всем желании не сможет войти в плоский штопор или убрать шасси во время посадки. Компьютер заблокирует подобные действия. Кроме того, в Superjet100 используется оборудование последнего поколения, что позволяет на порядок увеличить надежность автопилота по сравнению с Airbus. «Перед нами стоит задача по возможности лишить человека права совершать неправильные поступки, – рассказывают в ГСС, – задача постепенного его перевода из разряда пилотирующего в разряд командующего. Это идеал, к которому надо стремиться, сведя человеческий фактор фактически к нулю». Соглашается с таким подходом и Юрчик. «Создаваемые сейчас самолеты будут отличаться повышенным уровнем безопасности, более надежной защитой от ошибок пилотов, – подчеркивает чиновник. По его словам, наука стремится к проектированию более устойчивых воздушных судов, которые менее восприимчивы к внешним воздействиям.
Означают ли последние конструкторские разработки стремление создать полностью автоматический самолет, который сам принимает решения и не зависит от человека? Подобные разработки ведутся с 1960-х годов. Яркий тому пример – космический челнок «Буран», в котором было реализовано автоматическое приземление с самостоятельным выбором маневра. Но космический корабль – это разовая очень дорогая вещь, а самолеты – как вагоны в метро. Когда одного из пионеров авиастроения Игоря Сикорского спросили, можно ли построить абсолютно безопасный самолет, он ответил, что, конечно, можно. Только билет на него будет стоить миллионы долларов.
Может быть, лет через 20 – 30 летчики полностью перейдут на автоматический полет: командир корабля получает разрешение на вылет, включает автопилот, и… за него все делает электроника. Тогда, вероятно, безопасность полетов достигнет своего естественного максимума.