När det gäller flygplan som kryssar genom luften, många av oss är vana vid tanken på att de ska flyga på autopilot med liten eller ingen input från en mänsklig pilot när de reser från en destination till en annan. Landa ett plan under autopilot, känd som autoland, är en annan sak. Medan vissa system redan finns, ansträngningar pågår för att förbättra dem för att möjliggöra säkrare landningar.

Enligt vissa uppskattningar använder cirka 1% av alla kommersiella flygningar autoland, med hjälp av ett Instrument Landing System (ILS). Att använda ILS kräver sidvind på mindre än 46 km i timmen, jämförbar med en stark vind, och blir svårare vid ogynnsamma förhållanden som dimma.

Moderna autolandsystem har andra begränsningar. De kräver betydande markinfrastruktur för att stödja helautomatiska landningar. Banan måste vara utrustad med radiofyrar, som skickar signaler till flygplanet för att det ska kunna få exakt och tillförlitlig positionsinformation. Sådana system är dyra, med få flygplatser som stöder dem, medan närliggande hinder som berg gör dem oanvändbara. Tänk om det fanns ett annat sätt?

Automatisk

Heikki Deschacht från flygtekniktillverkaren ScioTeq i Belgien är koordinator för IMBALS, ett projekt som utvecklar det som kallas Vision Landing System (VLS). Målet med detta system är att göra det möjligt för stora passagerarflygplan att landa automatiskt med mindre behov av markbaserade radiofyrar.

"Slutmålet för IMBALS-projektet är att förverkliga och validera och verifiera ett visionbaserat landningssystem för stora passagerarflygplan, "sa Deschacht. Detta system kommer att bestå av ett inbyggt kamerasystem som tar bilder framför flygplanet och en bildbehandlingsplattform som extraherar positionsinformation för att hjälpa autopiloten att styra planet till landningsbanan, han förklarar.

Med nuvarande ILS -system, piloten måste ta kontrollen över flygplanet vid den sista inflygningen. Dock, Deschacht säger att VLS - som är påslagen när planet står i linje framför banan - skulle göra det möjligt för hela landningen att automatiseras. Drivs av algoritmer som beräknar rätt infallsvinkel, det skulle möjliggöra verkliga automatiska landningar.

"Endast 60% av de flygplatser som trafikeras med Airbus -flygplan är utrustade med ILS (markinfrastruktur), "sa Deschacht." Och inte alla är tillräckliga för att göra autolanding. Så det finns ett stort gap på flygplatserna (där) autolanding är helt enkelt inte möjligt. Och det är den lucka vi ville fylla med ett visionbaserat landningssystem, för vi litar inte på någonting på marken. Det enda vi behöver är siktförhållanden (som gör) landningsbanan synlig för kamerasensorerna. "

IMBALS använder för närvarande kameror som fungerar i synligt ljus, men de planerar också att utveckla bildbehandlingsalgoritmer som använder infrarött för att möjliggöra nattlandningar, och landningar där sikten minskar på grund av dimma eller andra faktorer.

Medan projektet ska avslutas 2022, Deschacht hoppas att VLS kan vara i drift senast 2020 -talet. Efter 2030, flygplan kan utformas med dessa system införlivade, som inte bara skulle vara mer kapabel än befintliga autolandingssystem, men betydligt billigare eftersom ingen markbaserad infrastruktur krävs.

Infraröd

Sensorer med olika våglängder som kan upptäcka hinder och undvika kollisioner kan göra automatiska landningar säkrare, liksom taxi, start-vilket ännu inte har gjorts för kommersiella flygplan-och kryssning. Att utveckla sådana sensorer för användning i olika väderförhållanden är fokus för ett annat projekt som kallas SENSORIANCE.

"Vi bygger ett system som kommer att upptäcka hinder, särskilt i tuffa miljöförhållanden, "sa Antonio Soler från verkstadsföretaget MLabs Optronics i Málaga, Spanien, projektkoordinatorn. "Vi försöker förbättra vad piloten kan se."

Tanken är att inte bara använda infrarött utan sensorer i andra våglängder för att ge så mycket information som möjligt. Teamet tittade på de sensorer som redan användes i branschen och arbetade på ett sätt att designa och utveckla ett billigare och mer effektivt system för att förbättra säkerheten.

Sensorerna och en kamera är placerade på flygplanets framsida och vidarebefordrar informationen till piloten. Bildbehandlingsprogramvara vidarebefordrar vad kameror och sensorer ser, låta piloter upptäcka och undvika hinder som andra flygplan och flygplatsinfrastruktur, även vid dåliga siktförhållanden.

De räknar med att ha en prototyp klar under det kommande decenniet. "Målet är att varje kommersiellt plan ska ha något slags förbättrat synsystem, "sa Soler. Och i kombination med andra system som IMBALS, vilket skulle möjliggöra mer utförda automatiserade landningar, det kan möjliggöra helautomatisk flygning inom en snar framtid.

Säkerhet

Enligt en studie från Boeing 2017, 49% av dödsolyckorna mellan 2008 och 2017 inträffade under slutlig inflygning och landning. Genom att ta bort möjligheter till mänskliga fel genom automatisering, risken för olyckor kan minskas för att göra dessa faser säkrare. "Om vi ​​tittar på den senaste grundorsaksanalysen av flygplanolyckor, många av dem har ett stort bidrag från mänskliga misstag, sa Deschacht.

Han noterar också att bildbehandlingstekniken som VLS så småningom också kan användas i andra flygfaser, som start och taxi. "Det är ett ganska utmanande jobb för piloten om det är ett ganska stort flygplan och det är en liten (eller upptagen) flygplats och låg sikt, "sa han." Det är inte ett fordon du enkelt kan svänga tillbaka om du har misstagit din avfart någonstans från taxibanen eller banan. "

Självklart, Det finns också säkerhetsproblem kring automation. Boeings automatiska system är kärnan i undersökningarna av två krascher som dödade alla ombord.

Långt innan automatiska landningssystem som IMBALS till och med implementeras måste det göras en hel del tester för att säkerställa höga säkerhetsstandarder, säger Stephen Rice, professor i mänskliga faktorer vid Embry-Riddle Aeronautical University i Florida, USA. Testning måste göras på ett öppet sätt med företaget, regeringen och potentiella konsumenter.

"Om allmänheten känner att hörnen skärs, de kommer inte att flyga på dessa flygplan, "sade han." Min rekommendation har alltid varit att testa detta på flygplan för icke-passagerare (t.ex. last) och ägna 5-7 år åt att ta itu med potentiella problem innan vi går vidare till passagerarflyg. "

Övergripande, den allmänna trenden inom luftfart är mot automatisering, och alltmer få piloterna att övervaka flygplanet och dess system. Det kommer att vara viktigt att hitta rätt balans mellan automatisering och en välutbildad mänsklig pilot, säger Deschacht. För att mildra mänskliga fel genom automatisering, då måste systemen vara mycket, mycket pålitlig, " han sa.