Als het gaat om vliegtuigen die door de lucht vliegen, velen van ons zijn gewend aan het idee dat ze op de automatische piloot vliegen met weinig of geen input van een menselijke piloot terwijl ze van de ene bestemming naar de andere reizen. Een vliegtuig landen op de automatische piloot, bekend als autoland, is een andere zaak. Hoewel sommige systemen al bestaan, er worden inspanningen geleverd om ze te verbeteren om veiligere landingen mogelijk te maken.

Volgens sommige schattingen maakt ongeveer 1% van alle commerciële vluchten gebruik van autoland, met behulp van een Instrument Landing System (ILS). Het gebruik van ILS vereist zijwind van minder dan 46 km per uur, vergelijkbaar met een sterke bries, en wordt moeilijker bij slecht zicht, zoals mist.

Moderne autoland-systemen hebben andere beperkingen. Ze vereisen een aanzienlijke grondinfrastructuur om volledig geautomatiseerde landingen te ondersteunen. De baan moet zijn uitgerust met radiobakens, die signalen naar het vliegtuig sturen om nauwkeurige en betrouwbare positie-informatie te verkrijgen. Dergelijke systemen zijn duur, met weinig luchthavens die hen ondersteunen, terwijl nabijgelegen obstakels zoals bergen ze onbruikbaar maken. Wat als er een andere manier was?

automatisch

Heikki Deschacht van luchtvaartelektronicafabrikant ScioTeq in België is de coördinator voor IMBALS, een project dat het zogenaamde Vision Landing System (VLS) ontwikkelt. Het doel van dit systeem is om grote passagiersvliegtuigen automatisch te laten landen met minder behoefte aan radiobakens op de grond.

"Het einddoel van het IMBALS-project is het realiseren, valideren en verifiëren van een op visie gebaseerd landingssysteem voor grote passagiersvliegtuigen, " zei Deschacht. Dit systeem zal bestaan ​​uit een camerasysteem aan boord dat beelden vastlegt voor het vliegtuig en een beeldverwerkingsplatform dat positie-informatie extraheert om de automatische piloot te helpen het vliegtuig naar de startbaan te sturen, hij legt uit.

Met de huidige ILS-systemen, de piloot moet bij de eindnadering de controle over het vliegtuig overnemen. Echter, Deschacht zegt dat de VLS - die wordt ingeschakeld wanneer het vliegtuig voor de landingsbaan wordt opgesteld - ervoor zou zorgen dat de hele landing wordt geautomatiseerd. Aangedreven door algoritmen die de juiste invalshoek berekenen, het zou echte geautomatiseerde landingen mogelijk maken.

"Slechts 60% van de luchthavens die met Airbus-vliegtuigen worden bediend, is uitgerust met ILS (grondinfrastructuur), "zei Deschacht. "En die zijn niet allemaal voldoende om automatisch te landen. Er is dus een groot gat in de luchthavens (waar) autolanding simpelweg niet mogelijk is. En dat is het gat dat we wilden opvullen met een op visie gebaseerd landingssysteem, omdat we niet afhankelijk zijn van iets op de grond. Het enige wat we nodig hebben zijn zichtcondities (die) de landingsbaan zichtbaar maken voor de camerasensoren."

IMBALS gebruikt momenteel camera's die in zichtbaar licht werken, maar ze zijn ook van plan om beeldverwerkingsalgoritmen te ontwikkelen die infrarood gebruiken om nachtlandingen mogelijk te maken, en landingen waar het zicht verminderd is door mist of andere factoren.

Hoewel het project in 2022 moet worden voltooid, Deschacht hoopt dat de VLS tegen de jaren '20 in gebruik kan worden genomen. Na 2030, vliegtuigen kunnen worden ontworpen met deze systemen ingebouwd, die niet alleen beter in staat zouden zijn dan bestaande automatische landingssystemen, maar aanzienlijk goedkoper omdat er geen grondinfrastructuur nodig is.

Infrarood

Sensoren met verschillende golflengten die obstakels kunnen detecteren en botsingen kunnen voorkomen, kunnen geautomatiseerde landingen veiliger maken, evenals taxiën, start - wat nog niet is gedaan voor commerciële vliegtuigen - en cruise. Het ontwikkelen van dergelijke sensoren voor gebruik in verschillende weersomstandigheden is de focus van een ander project genaamd SENSORIANCE.

"We bouwen een systeem dat obstakels zal detecteren, vooral in barre omgevingsomstandigheden, " zei Antonio Soler van engineeringbedrijf MLabs Optronics in Málaga, Spanje, de projectcoördinator. "We proberen te verbeteren wat de piloot kan zien."

Het idee is om niet alleen infrarood te gebruiken, maar ook sensoren in andere golflengten om zo veel mogelijk informatie te geven. Het team keek naar de sensoren die al in de industrie werden gebruikt en werkte aan een manier om een ​​goedkoper en effectiever systeem te ontwerpen en te ontwikkelen om de veiligheid te verbeteren.

De sensoren en een camera bevinden zich aan de voorkant van het vliegtuig en geven de informatie door aan de piloot. Beeldverwerkingssoftware geeft door wat de camera's en sensoren zien, waardoor piloten obstakels zoals andere vliegtuigen en luchthaveninfrastructuur kunnen herkennen en vermijden, zelfs bij slecht zicht.

Ze verwachten in het komende decennium een ​​prototype klaar te hebben. "Het doel is dat elk commercieel vliegtuig een soort verbeterd zichtsysteem zou moeten hebben, " zei Soler. En gecombineerd met andere systemen zoals die van IMBALS, die op grotere schaal uitgevoerde geautomatiseerde landingen mogelijk zouden maken, het zou in de nabije toekomst een volledig geautomatiseerde vlucht mogelijk kunnen maken.

Veiligheid

Volgens een studie van Boeing in 2017, 49% van de dodelijke vliegtuigongevallen tussen 2008 en 2017 vond plaats tijdens de eindnadering en landing. Door mogelijkheden voor menselijke fouten weg te nemen door middel van automatisering, het risico op ongevallen kan worden verminderd om deze fasen veiliger te maken. "Als we kijken naar de recente analyse van grondoorzaken van vliegtuigongevallen, velen van hen hebben een grote bijdrage van menselijke fouten, ' zei Deschacht.

Hij merkt ook op dat de beeldverwerkingstechnologie zoals VLS uiteindelijk ook in andere vluchtfasen kan worden gebruikt, zoals opstijgen en taxiën. "Het is een behoorlijk uitdagende baan voor de piloot als het een vrij groot vliegtuig is en het is een kleine (of drukke) luchthaven en er is slecht zicht, "zei hij. "Het is geen voertuig dat je gemakkelijk kunt terugdraaien als je je vertrek ergens vanaf de taxibaan of startbaan hebt vergist."

Natuurlijk, er zijn ook veiligheidsproblemen rond automatisering. Het geautomatiseerde systeem van Boeing vormt de kern van het onderzoek naar twee crashes waarbij iedereen aan boord om het leven kwam.

Lang voordat geautomatiseerde landingssystemen zoals IMBALS zelfs worden geïmplementeerd, moeten er veel tests worden uitgevoerd om hoge veiligheidsnormen te garanderen, zegt Stephen Rijst, hoogleraar Human Factors aan de Embry-Riddle Aeronautical University in Florida, ONS. Testen moet op een transparante manier gebeuren met het bedrijf, overheid en potentiële consumenten.

"Als het publiek voelt dat er bezuinigd wordt, ze zullen niet met deze vliegtuigen vliegen, " zei hij. "Mijn aanbeveling is altijd geweest om dit uit te proberen op niet-passagiersvliegtuigen (bijv. vracht) en 5-7 jaar te besteden aan het oplossen van mogelijke problemen voordat u overstapt op passagiersvluchten."

Algemeen, de algemene trend in de luchtvaart is in de richting van automatisering, en in toenemende mate dat de piloten toezicht houden op het vliegtuig en zijn systemen. Het zal belangrijk zijn om de juiste balans te vinden tussen automatisering en een goed opgeleide menselijke piloot, zegt Deschacht. Om menselijke fouten te verminderen door middel van automatisering, dan moeten systemen 'heel, zeer betrouwbaar, " hij zei.