Мозги для «Суперджет-100»

Надежда российского авиапрома получит особую интеллектуальную систему управления

Строящийся региональный пассажирский самолет «Сухой Суперджет-100», который придет на смену огромному парку устаревших Ту-134, называют надеждой российского авиапрома. Из 800 машин, которые, по прогнозам, будут изготовлены за 20 лет, примерно 300 пойдут на российский рынок, остальные разойдутся по миру. Учитывая масштабы проекта, об SSJ-100 рассказано буквально все -- каковы конструкция, планер, салон, какой на самолете будет установлен двигатель и так далее. Не написано только об одной существенной системе нового самолета -- его системе управления, которая сегодня выходит едва ли не на первый план, как когда-то двигатель. Восполнить этот пробел обозреватель «Времени новостей» Николай ПОРОСКОВ решил с помощью начальника отделения динамики полета и систем управления Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) Юрия ШЕЛЮХИНА.

-- Что это такое -- системы управления современных магистральных самолетов?

-- На старых самолетах (Ту-134, Ту-154, Ил-86 и т.д.) летчик, работая рычагами управления, задавал отклонение аэродинамических органов самолета и тем самым изменял параметры его движения. Такие системы управления были достаточно простыми, но требовали высокого умения летчика управлять самолетом. Современные системы обладают определенным уровнем интеллекта. Отклонение аэродинамических органов происходит таким образом, чтобы обеспечить заданное изменение параметров полета и одновременно не выйти из допустимой безопасной области. Другими словами, современная система управления не позволит пилоту выйти за допустимые режимы полета, нейтрализует его неверные действий. Если на самолет воздействуют какие-то возмущения воздуха или отказал двигатель, система также должна обеспечить их парирование.

-- Кого можно выделить среди разработчиков новых систем управления?

-- Не сочтите за нескромность, в России это ЦАГИ. Наши системы с элементами искусственного интеллекта впервые были установлены на Ту-204. Дальнейшее развитие они получили на Ту-214, Ту-334. Сейчас идет интенсивная реализация новых принципов на самолете SSJ. В дальнейшем планируем внедрять наши разработки на ближне-среднемагистральный МС-21, который еще будет создаваться, на транспортные и другие перспективные самолеты.

-- Как же работает эта система?

-- Нам необходимо создать алгоритмы отклонения аэродинамических органов, чтобы они учитывали действия летчика, параметры движения, состояние самолета и возмущений, обеспечивали бы комфортное управление и безопасность. При этом мы создаем пилоту ограничения, чтобы самолет не попал в опасные режимы, как бы летчик ни воздействовал на рычаги управления. Прежде всего это ограничение угла атаки и скорости сваливания. Помните случай в небе над Донецком: экипаж Ту-154 попытался обойти грозу сверху и свалился. На «Суперджет» этого не будет. Не будет и случая, который произошел в Междуреченске: самолет потерял ориентацию в пространстве и в конечном итоге попал в штопор. Система упредит летчика, если он превысил угол крена и тангажа, и ограничит их. Это и есть наше ноу-хау: ограничение углов тангажа (запредельный угол набора высоты или снижения. -- Ред.) и крена на взлете и посадке. «Боинг-777» в Цюрихе буквально скоблил полосу хвостом, поскольку не имел такой системы.

-- Неужели у современного «Боинга-777» нет подобной системы?

-- У "Боинга" эта функция возложена на летчика. Сваливание там предупреждается так: когда летчик начинает превышать угол атаки, искусственно трясется штурвал, сигнализируя об опасности. Фирма «Боинг» всегда была ориентирована главным образом на летчика. Только сейчас они начали переходить к интеллектуальным системам управления, ставят их на «Боинг-777» и «Боинг-787», реализуют функцию ограничения угла тангажа на взлете, чтобы предотвратить касание хвостом. У «Боингов» было очень много таких случаев. По просьбе фирмы мы неоднократно давали предложения по разработке такой системы для их самолетов. В результате... они все делают без нас.

То же самое с внедрением такой функции, как парирование отказа двигателя на взлете: если нет автомата, летчик всегда запаздывает с таким парированием, поскольку удержать тяжелый самолет на взлете, особенно при подъеме носовой стойки шасси, весьма тяжело. В свое время, когда мы проводили моделирование такого режима на стендах ЦАГИ, только один летчик-испытатель справился с этим. Функция автоматического парирования отказа двигателя впервые появилась на Ту-204. Сейчас эта функция реализуется на Ту-214 и «Суперджет». Американцы сделали это на «Боинге-777». Мы им рекламировали эту функцию, а они сейчас поставили ее опять без нас. Запад не дает нам заказ на интеллектуальную работу. Побочные задачи -- пожалуйста, но не интеллект. Когда-то мы с ними контактировали по сверхзвуковому самолету. Они приезжали к нам, дали 13 тем для работы, потом оставили одну, попросили пояснить, какие направления надо развивать. Мы по глупости дали, после чего американцы поблагодарили, но сказали, что будут все это делать сами.

-- И каков выход?

-- Патентовать собственные изобретения и новинки. Например, ни на одном зарубежном самолете нет системы ограничения скорости флаттера. Здесь мы используем аэродинамические средства торможения, можем предотвращать помпаж (срывной режим работы авиационного турбореактивного двигателя. -- Ред.) двигателя на больших углах скольжения. Но на самолетах этого пока нет. Мы много разных вещей прорабатываем. Например, принципы изменения динамических свойств самолета как объекта управления в зависимости от высоты полета. Конечно, все это требует расчетов, моделирования, отработки на стендах и в летных испытаниях. Еще мы делаем систему, которая на взлете и посадке может автоматически оптимальным образом выпускать и убирать закрылки и предкрылки, повышая безопасность полета.

-- Насколько новая система утяжеляет самолет?

-- Нисколько не утяжеляет. На рычагах стоят датчики перемещения, электрический сигнал идет в бортовой цифровой вычислитель и дальше на электрогидравлические приводы. Все это было и раньше. Новое только алгоритмы, т.е. программы для вычислителя, новые мозги. При этом ставятся современные резервированные вычислители с разнородными процессорами и разными программами, хотя и предназначенными для одних и тех же функций, -- в этом случае исключаются возможные программные и аппаратные ошибки в системах.