15-10-2017, 04:05 AM
سيستمهای ناوبری هواپيما
صنعت کامپيوتر سيستمهای ناوبری هواپيماها را به صورت کلی تحت تاثير قرار داده است، به گونه‌ای که در هواپيماهای پيشرفته امروزی، ديگر خبری از عقربه‌ها و درجه‌ها و سکان‌های الکترومکانيکی متعدد و فراوان نيست.
اين موارد، جای خود را به صفحات مانيتور گوناگون و سکان‌های پيشرفته هوشمند داده‌اند، طوري که کابين خلبان کاملاً تغيير شکل داده است و به صورتی در آمده که اغلب در فيلم‌های علمی ـ تخيلی مشاهده می‌شود، کابينی که به آن Glass Cockpit مي‌گويند. البته لفظ Glass به معنای شيشه‌ای بودن آن نيست، بلکه به معنای عدم وجود، يا به حداقل رسيدن عقربه‌ها و سکان‌های مکانيکی و الکترومکانيکی و جايگزينی آنها با سيستم‌ها و مانيتورينگ‌ها و کنترل‌های کامپيوتری است.
در هواپيماهای امروزی، خلبان خودکار (Automatic Pilot) که در واقع سيستم هدايت خودکار هواپيماست، به قدری پيشرفت کرده که خلبان می‌تواند بسياری از وظايف خود را به اين سيستم بسپارد. البته کماکان حرکت روی باند پرواز (Taxi)، بلند شدن (Take Off)، تقرب (Approach) و فرود (Landing) توسط خلبان و با همراهی کمک خلبان صورت می‌گيرد، هر چند در تمامی اين موارد نيز، سيستمهای ناوبری کامپيوتری فعال و در خدمت خلبان هستند.
به ويژه در تقرب و فرود، استفاده از سيستم راداری کامپيوتری بسيار کاربرد دارد. اين سيستم به خلبان اجازه می‌دهد تا حتی در شرايط نامساعد جوی نيز بتواند هواپيما را به سلامت روی باند بنشاند.
به عنوان مثال، در صورت وجود مه و عدم ديد کافی، سيستمهای کامپيوتری ناوبری هواپيما به کمک خلبان آمده و با ردگيری امواج راداری ساطع شده از ابتدای باندی که برای فرود در نظر گرفته شده، امکان فرود ايمن پرنده را فراهم می‌کنند.
طبيعی است که در اين مورد، علاوه بر پرنده، فرودگاه نيز بايد مجهز به سيستم ارسال امواج رهگيری فوق باشد. برای اين منظور، سامانه متمرکزی در فرودگاه نصب می‌شود تا به کمک سيستمهای ارسال امواج راداری نصب شده روی ابتدای هر يک از باندها، امکان فوق را در فرودگاه ايجاد کند.
در چند سال اخير، امکان انجام مراحل چهارگانه فوق نيز به صورت تمام خودکار بررسی شده و سيستمهای آزمايشی نيز برای آن طراحی شده است، اما به علت پيچيدگی‌های بسيار و نياز به تصميم‌گيری‌های عامل انسانی، به نظر نمي‌رسد حداقل طی چند سال آينده، امکان خودکارسازی کامل کليه فرآيندهای پرواز وجود داشته باشد، موردی که می‌تواند منجر به حذف خلبان شود.
به نظر می‌آيد خودکارسازی تمامي مراحل پرواز، چيزی است که نياز به سال‌های متمادی بررسی و تحقيق دارد و بسط و گسترش فراوانی در سيستمهای موجود را می‌طلبد.
گرچه سيستمهای کامپيوتری وظايف محوله را به صورت بسيار دقيق و با سرعت پردازش بسيار بالايي انجام می‌دهند و طبيعتاً اشتباهاتی که ناشی از تصميمات نادرست عامل انسانی است، در آنها وجود ندارد، اما در اين زمينه، يک عامل روانی مهم وجود دارد.
در پرواز بعدی خود به اين موضوع فکر کنيد که اگر می‌توانستيد چندين و چند سال به آينده منتقل شويد، از بين دو گزينه زير کدام را انتخاب مي‌کرديد: پرواز با هواپيمايي که توسط خلبان کنترل می‌شود و اگر سانحه‌ای رخ دهد، خلبان اولين نفری است که ممکن است آسيب ببيند و طبيعتاً حداکثر تلاش برای حفظ جان خود، خدمه پرواز، مسافران و نهايتاً هواپيما را انجام خواهد داد، يا پرواز با هواپيماي فاقد خلباني که کنترل آن به صورت کامل بر عهده يک سيستم کامپيوتری است که از روحيات انسانی در آن اثری نيست، فاقد خلاقيت است و تنها وظايف تعريف شده را انجام می‌دهد؟
شبيه‌سازی پرواز هواپيماهای جديد توسط کامپيوتر، کمک موثری به رفع نواقص احتمالی و کارآمدتر نمودن سيستمهای مختلف پرنده مي‌کند. به عبارت ديگر، ممکن است ساعت‌های متمادی پرواز شبيه‌سازی شده برای کشف و رفع نواقص احتمالی انجام شود، بدون آنکه هنوز نمونه‌ای واقعی از هواپيما ساخته شده باشد.
برج کنترل و سيستمهای نظارت، راهبری و کنترل زمينی
سيستمهای مستقر در برج کنترل فرودگاه‌های امروزی، سيستمهای کامپيوتری پيشرفته‌ای هستند که امکان کنترل و نظارت دقيق‌تر ترافيک هوايی را ايجاد مي‌کنند. هر قدر اين نظارت و کنترل دقيق‌تر باشد، ترافيک هوايی روان‌تر، زمان انتظار برای پرواز يا فرود کمتر و امکان بروز سوانح هوايی نيز کمتر خواهد بود.
سيستمهای پيشرفته راهبری می‌توانند کمک موثری به امنيت بيشتر، به ويژه در زمان فرود هواپيما داشته باشند که نمونه‌ای از آن قبلا بيان شد. همانگونه که می‌دانيد، بيشتر سوانح هوايی در نزديک زمين و معمولاً هنگام برخاستن هواپيما يا فرود آن رخ می‌دهد و سوانحی از قبيل برخورد دو هواپيما به يکديگر در هوا و در کريدور پروازی (Corridor)، کمتر اتفاق مي‌افتد.
هر پروازی در يک دالان هوايی مشخص، موسوم به کريدور، انجام می‌شود. مسير هر پرواز در داخل کريدور مربوطه بر اساس طرح پرواز کاملاً مشخص است. در طرح پرواز، مسير پرواز و مشخصه‌های مربوطه به صورت دقيق تعريف شده است. در هواپيماهای امروزی، طرح پرواز نيز به سيستم کامپيوتری پيشرفته پرنده ارايه شده است تا به صورت کارآمدتری در اختيار خلبان، سيستم ناوبری هواپيما و سلامت پرواز باشد.
آموزش خلبانی و شبيه‌سازهای پرواز
سيستمهای کامپيوتری، آموزش خلبانی را نيز به طور کلي تغيير داده‌اند، به گونه‌ای که آموزش خلبانی در جهان امروز، قابل مقايسه با آموزش خلبانی در سال‌های دور يا در سال‌های ابتدايی صنعت هوانوردي نيست.
امروزه دستگاه‌های شبيه‌ساز پرواز، کمک موثری به آموزش خلبانی مي‌کنند. خلبان امروزي درون دستگاه شبيه‌سازي که مجهز به سيستم کامپيوتری پيشرفته است قرار می‌گيرد. اين دستگاه دقيقاً مشابه کابين واقعی خلبان است و کليه سکان‌ها و سيستمهای ناوبری و کنترل را دارد و فرآيند پرواز را شبيه‌سازی مي‌کند.
شبيه‌سازها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که محيطي مجازی کاملاً مشابه با محيط واقعی را شبيه‌سازی نمايند، به گونه‌ای که خلبان تحت تعليم خود را در محيطی واقعی حس کند. با استفاده از اين دستگاه‌ها، خلبان می‌تواند در شرايط مختلفی که ممکن است در هنگام پرواز رخ دهد، قرار گيرد و واکنش‌های مناسب و مانورهای مربوطه را تمرين نمايد، بدون آنکه احتمال سقوط واقعي وجود داشته باشد.
سيستمهای مستقر در برج کنترل فرودگاه‌های امروزی، سيستم‌هاي کامپيوتری پيشرفته‌ای هستند که امکان کنترل و نظارت دقيق‌تر ترافيک هوايی را ايجاد مي‌کنند. هر قدر اين نظارت و کنترل دقيق‌تر باشد، ترافيک هوايی روان‌تر، زمان انتظار برای پرواز يا فرود کمتر و امکان بروز سوانح هوايی نيز کمتر خواهد بود.
طراحی و ساخت هواپيماهای جديد
کامپيوترها در طراحی و ساخت هواپيماهای امروزی نيز نقش بسزايی دارند. کامپيوتر در مراحل مختلف طراحی و توليد، ابزار مهمی محسوب می‌شود که در اختيار مهندسين و تکنسين‌ها قرار دارد. پس از طراحی نيز شبيه‌سازی پرواز هواپيمای جديد توسط کامپيوتر، کمک موثری به رفع نواقص احتمالی و بهينه‌‌سازي سيستمهای مختلف پرنده مي‌کند.
به عبارت ديگر، ممکن است ساعت‌های متمادی پرواز شبيه‌سازی شده برای يافت و رفع نواقص احتمالی انجام شود، بدون آنکه هنوز نمونه‌ای واقعی از هواپيما ساخته شده باشد. اين امکان، از مواردی است که در زمانی که کامپيوتر وجود نداشت، قابل انجام نبود.
هواپيمای جديد شرکت بوئينگ به احتمال زياد در نيمه اول سال 2010 به توليد تجاری خواهد رسيد و در اختيار شرکت‌های هوانوردي قرار خواهد گرفت. اين هواپيما که موسوم به Dreamliner است، بوئينگ 787 نام دارد. شرکت بوئينگ، بزرگترين شرکت سازنده هواپيما در جهان است. اين شرکت تا اواسط سال جاری ميلادی، حدود 850 فروند سفارش برای ساخت 787 دريافت کرده است.
صنعت کامپيوتر سيستمهای ناوبری هواپيماها را به صورت کلی تحت تاثير قرار داده است، به گونه‌ای که در هواپيماهای پيشرفته امروزی، ديگر خبری از عقربه‌ها و درجه‌ها و سکان‌های الکترومکانيکی متعدد و فراوان نيست.
اين موارد، جای خود را به صفحات مانيتور گوناگون و سکان‌های پيشرفته هوشمند داده‌اند، طوري که کابين خلبان کاملاً تغيير شکل داده است و به صورتی در آمده که اغلب در فيلم‌های علمی ـ تخيلی مشاهده می‌شود، کابينی که به آن Glass Cockpit مي‌گويند. البته لفظ Glass به معنای شيشه‌ای بودن آن نيست، بلکه به معنای عدم وجود، يا به حداقل رسيدن عقربه‌ها و سکان‌های مکانيکی و الکترومکانيکی و جايگزينی آنها با سيستم‌ها و مانيتورينگ‌ها و کنترل‌های کامپيوتری است.
در هواپيماهای امروزی، خلبان خودکار (Automatic Pilot) که در واقع سيستم هدايت خودکار هواپيماست، به قدری پيشرفت کرده که خلبان می‌تواند بسياری از وظايف خود را به اين سيستم بسپارد. البته کماکان حرکت روی باند پرواز (Taxi)، بلند شدن (Take Off)، تقرب (Approach) و فرود (Landing) توسط خلبان و با همراهی کمک خلبان صورت می‌گيرد، هر چند در تمامی اين موارد نيز، سيستمهای ناوبری کامپيوتری فعال و در خدمت خلبان هستند.
به ويژه در تقرب و فرود، استفاده از سيستم راداری کامپيوتری بسيار کاربرد دارد. اين سيستم به خلبان اجازه می‌دهد تا حتی در شرايط نامساعد جوی نيز بتواند هواپيما را به سلامت روی باند بنشاند.
به عنوان مثال، در صورت وجود مه و عدم ديد کافی، سيستمهای کامپيوتری ناوبری هواپيما به کمک خلبان آمده و با ردگيری امواج راداری ساطع شده از ابتدای باندی که برای فرود در نظر گرفته شده، امکان فرود ايمن پرنده را فراهم می‌کنند.
طبيعی است که در اين مورد، علاوه بر پرنده، فرودگاه نيز بايد مجهز به سيستم ارسال امواج رهگيری فوق باشد. برای اين منظور، سامانه متمرکزی در فرودگاه نصب می‌شود تا به کمک سيستمهای ارسال امواج راداری نصب شده روی ابتدای هر يک از باندها، امکان فوق را در فرودگاه ايجاد کند.
در چند سال اخير، امکان انجام مراحل چهارگانه فوق نيز به صورت تمام خودکار بررسی شده و سيستمهای آزمايشی نيز برای آن طراحی شده است، اما به علت پيچيدگی‌های بسيار و نياز به تصميم‌گيری‌های عامل انسانی، به نظر نمي‌رسد حداقل طی چند سال آينده، امکان خودکارسازی کامل کليه فرآيندهای پرواز وجود داشته باشد، موردی که می‌تواند منجر به حذف خلبان شود.
به نظر می‌آيد خودکارسازی تمامي مراحل پرواز، چيزی است که نياز به سال‌های متمادی بررسی و تحقيق دارد و بسط و گسترش فراوانی در سيستمهای موجود را می‌طلبد.
گرچه سيستمهای کامپيوتری وظايف محوله را به صورت بسيار دقيق و با سرعت پردازش بسيار بالايي انجام می‌دهند و طبيعتاً اشتباهاتی که ناشی از تصميمات نادرست عامل انسانی است، در آنها وجود ندارد، اما در اين زمينه، يک عامل روانی مهم وجود دارد.
در پرواز بعدی خود به اين موضوع فکر کنيد که اگر می‌توانستيد چندين و چند سال به آينده منتقل شويد، از بين دو گزينه زير کدام را انتخاب مي‌کرديد: پرواز با هواپيمايي که توسط خلبان کنترل می‌شود و اگر سانحه‌ای رخ دهد، خلبان اولين نفری است که ممکن است آسيب ببيند و طبيعتاً حداکثر تلاش برای حفظ جان خود، خدمه پرواز، مسافران و نهايتاً هواپيما را انجام خواهد داد، يا پرواز با هواپيماي فاقد خلباني که کنترل آن به صورت کامل بر عهده يک سيستم کامپيوتری است که از روحيات انسانی در آن اثری نيست، فاقد خلاقيت است و تنها وظايف تعريف شده را انجام می‌دهد؟
شبيه‌سازی پرواز هواپيماهای جديد توسط کامپيوتر، کمک موثری به رفع نواقص احتمالی و کارآمدتر نمودن سيستمهای مختلف پرنده مي‌کند. به عبارت ديگر، ممکن است ساعت‌های متمادی پرواز شبيه‌سازی شده برای کشف و رفع نواقص احتمالی انجام شود، بدون آنکه هنوز نمونه‌ای واقعی از هواپيما ساخته شده باشد.
برج کنترل و سيستمهای نظارت، راهبری و کنترل زمينی
سيستمهای مستقر در برج کنترل فرودگاه‌های امروزی، سيستمهای کامپيوتری پيشرفته‌ای هستند که امکان کنترل و نظارت دقيق‌تر ترافيک هوايی را ايجاد مي‌کنند. هر قدر اين نظارت و کنترل دقيق‌تر باشد، ترافيک هوايی روان‌تر، زمان انتظار برای پرواز يا فرود کمتر و امکان بروز سوانح هوايی نيز کمتر خواهد بود.
سيستمهای پيشرفته راهبری می‌توانند کمک موثری به امنيت بيشتر، به ويژه در زمان فرود هواپيما داشته باشند که نمونه‌ای از آن قبلا بيان شد. همانگونه که می‌دانيد، بيشتر سوانح هوايی در نزديک زمين و معمولاً هنگام برخاستن هواپيما يا فرود آن رخ می‌دهد و سوانحی از قبيل برخورد دو هواپيما به يکديگر در هوا و در کريدور پروازی (Corridor)، کمتر اتفاق مي‌افتد.
هر پروازی در يک دالان هوايی مشخص، موسوم به کريدور، انجام می‌شود. مسير هر پرواز در داخل کريدور مربوطه بر اساس طرح پرواز کاملاً مشخص است. در طرح پرواز، مسير پرواز و مشخصه‌های مربوطه به صورت دقيق تعريف شده است. در هواپيماهای امروزی، طرح پرواز نيز به سيستم کامپيوتری پيشرفته پرنده ارايه شده است تا به صورت کارآمدتری در اختيار خلبان، سيستم ناوبری هواپيما و سلامت پرواز باشد.
آموزش خلبانی و شبيه‌سازهای پرواز
سيستمهای کامپيوتری، آموزش خلبانی را نيز به طور کلي تغيير داده‌اند، به گونه‌ای که آموزش خلبانی در جهان امروز، قابل مقايسه با آموزش خلبانی در سال‌های دور يا در سال‌های ابتدايی صنعت هوانوردي نيست.
امروزه دستگاه‌های شبيه‌ساز پرواز، کمک موثری به آموزش خلبانی مي‌کنند. خلبان امروزي درون دستگاه شبيه‌سازي که مجهز به سيستم کامپيوتری پيشرفته است قرار می‌گيرد. اين دستگاه دقيقاً مشابه کابين واقعی خلبان است و کليه سکان‌ها و سيستمهای ناوبری و کنترل را دارد و فرآيند پرواز را شبيه‌سازی مي‌کند.
شبيه‌سازها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که محيطي مجازی کاملاً مشابه با محيط واقعی را شبيه‌سازی نمايند، به گونه‌ای که خلبان تحت تعليم خود را در محيطی واقعی حس کند. با استفاده از اين دستگاه‌ها، خلبان می‌تواند در شرايط مختلفی که ممکن است در هنگام پرواز رخ دهد، قرار گيرد و واکنش‌های مناسب و مانورهای مربوطه را تمرين نمايد، بدون آنکه احتمال سقوط واقعي وجود داشته باشد.
سيستمهای مستقر در برج کنترل فرودگاه‌های امروزی، سيستم‌هاي کامپيوتری پيشرفته‌ای هستند که امکان کنترل و نظارت دقيق‌تر ترافيک هوايی را ايجاد مي‌کنند. هر قدر اين نظارت و کنترل دقيق‌تر باشد، ترافيک هوايی روان‌تر، زمان انتظار برای پرواز يا فرود کمتر و امکان بروز سوانح هوايی نيز کمتر خواهد بود.
طراحی و ساخت هواپيماهای جديد
کامپيوترها در طراحی و ساخت هواپيماهای امروزی نيز نقش بسزايی دارند. کامپيوتر در مراحل مختلف طراحی و توليد، ابزار مهمی محسوب می‌شود که در اختيار مهندسين و تکنسين‌ها قرار دارد. پس از طراحی نيز شبيه‌سازی پرواز هواپيمای جديد توسط کامپيوتر، کمک موثری به رفع نواقص احتمالی و بهينه‌‌سازي سيستمهای مختلف پرنده مي‌کند.
به عبارت ديگر، ممکن است ساعت‌های متمادی پرواز شبيه‌سازی شده برای يافت و رفع نواقص احتمالی انجام شود، بدون آنکه هنوز نمونه‌ای واقعی از هواپيما ساخته شده باشد. اين امکان، از مواردی است که در زمانی که کامپيوتر وجود نداشت، قابل انجام نبود.
هواپيمای جديد شرکت بوئينگ به احتمال زياد در نيمه اول سال 2010 به توليد تجاری خواهد رسيد و در اختيار شرکت‌های هوانوردي قرار خواهد گرفت. اين هواپيما که موسوم به Dreamliner است، بوئينگ 787 نام دارد. شرکت بوئينگ، بزرگترين شرکت سازنده هواپيما در جهان است. اين شرکت تا اواسط سال جاری ميلادی، حدود 850 فروند سفارش برای ساخت 787 دريافت کرده است.