Авиация и космонавтика 2011 09

Проблемы интерфейса «человек-машина» на высокоавтоматизированных гражданских самолетах

М. Никольский

Компьютеризация авиационной техники помимо целого ряда положительных факторов влечет за собой ряд негативных моментов.

Анализ серьезных аварийных ситуаций показывает, что летные экипажи недостаточно хорошо подготовлены для работы на высокоавтоматизированных самолетах, а многие проблемы, с которыми экипажи встречаются в полетах, не отражены в инструкциях и руководствах. В аварийных ситуациях экипажу зачастую приходится действовать интуитивно или полагаясь на собственный опыт. Согласно данным, обнародованным на проходившем в Милане осенью прошлого года международном семинаре по безопасности полетов, неадекватное понимание экипажами автоматических систем управления стало в период с 2001 по 2009 г.г. причиной 40 % от всех инцидентов и 30 % серьезных происшествий с гражданскими воздушными судами.

Федеральная авиационная администрация США (FAA) еще в 1996 г. подготовила отчет, в котором отмечалось усложнение интерфейса «человек — машина» (точнее «человек — современное приборное оборудование кабины») в первую очередь из-за перехода с аналоговых приборов на цифровые. В новом отчете специалист FAA по человеческому фактору доктор Кэти Эббот каталогизировала случаи дисгармонии между экипажем и его высокоавтоматизированным воздушным судном. В отчете приведены летные происшествия и предпосылки к ним за период 2001–2009 г.г. Эббот обратила внимание участников семинара на неполную обработку исходных данных: «Для полного понимания потребуется еще много работы». Среди периодически повторяющихся проблем отмечены сложности взаимодействия летчиков с пилотажно-навигационной системой. Неоднократно возникали следующие опасные ситуации: выполнение полета с неработающим автопилотом или системой автоматического управления тягой двигателей как если бы они были исправными; утрата контроля за скоростью самолета; необнаружение отказа источников электропитания; некорректное устранение отказов; неадекватное управление самолетом при отказах.

В отношении навигационной системы было отмечено, что пилоты отдают приоритет правильному вводу полетного задания, а не контролю полета по заданному маршруту. Управление самолетом в ручном режиме или управление с нарушением руководства по летной эксплуатации стало причиной 62 % инцидентов, 30 % серьезных происшествий и 25 % летных происшествий, отнесенных к категории опасных. Произошло множество отказов, действия экипажа при которых в инструкциях не прописаны в должном объеме, или не упоминаются вообще!

К наиболее серьезным из них относятся выход из строя или нарушение работоспособности вычислителя системы воздушных сигналов, сбой в работе программного обеспечения, отказы электросистемы, отказы автопилота, самопроизвольный переход самолета в набор высоты по неизвестным причинам. Эббот прокомментировала: «Оценка отказов затруднена, устранить отказы сложно, отказы не прогнозируются разработчиками».

Несмотря на переменчивую природу автоматических систем, летчики, по мнению Эббот, чрезмерно полагаются на такие системы. Причинами такого положения дел считаются следующие: недостаточное доверие летчикам со стороны авиакомпаний; общая политика использования автоматики вместо ручного управления в сочетании с недостаточной натренированностью и опытом экипажей, из-за чего «пилоты не готовы управлять вручную в нестандартной ситуации». Эббот нашла, что летчики отдают предпочтение использованию информации от автоматических систем, а не «сырой» информации (показания датчиков первичной информации). Дополнительной проблемой служит сама информация, которая также поступает в большинстве случаев от автоматических систем — «информационная автоматизация». Знания пилотов в отношении всех бортовых автоматических систем недостаточны. Неадекватные знания экипажами бортовых автоматических систем послужили причиной 42 % инцидентов и 30 % серьезных инцидентов, что в процентном отношении больше, чем все другие ошибки из-за «человеческого фактора» в сумме.

Хотя отчет пока окончательно не завершен, Эббот полагает возможным рекомендовать уделить особое внимание при подготовке и тренировках экипажей работе с пилотажно-навигационной системой и различиям между контролем работы систем и управлением самолетом. Авиакомпаниям следует пересмотреть инструкции во многих аспектах, включая контроль маршрута полета, бортовой энергосистемы, исправления отклонений от маршрута, использования альтернативных методов выдерживания безопасных интервалов и дистанций воздушного движения, политики в отношении летных экипажей и работы экипажей в нестандартных ситуациях. Рекомендации не являются окончательными, в финальном варианте они должны быть одобрены законодательным комитетом США по авиации и группой безопасности полетов гражданской авиации. В отчете за 2001–2009 гг. было зафиксировано 734 отказа бортовых систем, 46 происшествий и серьезных происшествий, проанализировано 9165 полетов.

С отчетом Эббот перекликаются данные по расследованию катастрофы Аэробуса авиакомпании «Эйр Франс» над Атлантикой в 2009 г. Эксперты заключили, что причиной трагедии стала недостаточная подготовка экипажа самолета. На основании расшифровки информации самописцев, поднятых с четырехкилометровой глубины установлена причина катастрофы: недостаточная подготовка экипажа в части «ручного» управления самолетом. Из-за обледенения приемников воздушного давления произошло отключение автопилота. Согласно инструкции, экипаж должен был увеличить угол тангажа на 5 град, но реально угол тангажа был увеличен на большую величину. Французское бюро расследования авиакатастроф рекомендовало уделять большее внимание обучению экипажей управлению самолетом в условиях ограниченного использования автоматических систем, особенно на режимах, близких к сваливанию.

В отношении бортовой автоматики существует диаметрально противоположное мнение. В США ведутся работы по созданию систем, способных в перспективе полностью вытеснить летные экипажи с гражданских воздушных судов. Фирма GE Aviation совместно с FAA принимает участие в летных испытаниях БЛА, целью которых является изучение возможности сокращения экипажей гражданских авиалайнеров. Первые полеты по совместной исследовательской программе были выполнены в начале декабря 2009 г. В испытаниях задействован БЛА AAI Шэдоу-200. Фирма GE продемонстрировала возможность реализации так называемой концепции траекторного управления 4D — выдерживание координат и времени. Установленное на БЛА программное обеспечение сертифицировано FAA. В двух полетах 3 и 4 декабря 2009 г. представителям армии США на аэродроме арсенала в Редстоуне, шт. Алабама, демонстрировалась реализация концепции 4D FMS. Основной целью программы была демонстрация практического использования технологии и отработка плана интеграции БЛА, оснащенных 4D системами, в воздушное пространство США.

В ходе летных испытаний операторы БЛА выполняли полеты по маршрутам с выдерживанием заданных параметров полета и времени. «Точность навигации была выше, чем если бы пилоты находились в кабине. Подобные технологии позволят руководителям полетов управлять воздушным движением БЛА в реальном масштабе времени, что невозможно в случае пилотируемой авиации», — так оценил результаты первых полетов представитель фирмы GE. В случае установки на гражданские самолеты системы 4D FMS, их экипаж, по мнению Хувера, будет возможно сократить до одного человека. То есть фактически речь идет о создании в будущем системы управления воздушным движением, в которой летчик окажется «лишним звеном».

Как страшно жить! Самолет с «кнопочным управлением» надежен и безопасен, пока работают кнопки. Самолет с нормальным управлением надежен вообще, но современные пилоты не в состоянии им управлять. На чем летать будем, господа?

Ответ очевиден. Самая надежная авиакомпания России называется ВВС. И это уже не шутка. Другой вопрос, что простых пассажиров самолеты данной авиакомпании не возят. Лично я предпочел бы старый добрый Ил-76 самому навороченному «Боингу» или «Эрбасу».