П’ять найважливіших інновацій NASA в авіації

Авіація та космонавтика мають спільні історичні корені й тісно пов’язані між собою. Космічна індустрія увібрала безліч технологій і винаходів, які спочатку з’явилися в авіації. Та й не варто забувати, що перші підкорювачі космосу були пілотами. Але цей «обмін» не односторонній. Технології, створені для космічних потреб, часто застосовувались і в авіаційній галузі. Тож сьогодні розповімо про п’ять подібних інновацій, які з’явилися завдяки NASA

Система запобігання зіткненням у повітрі

Бурхливий розвиток цивільної авіації у другій половині XX століття спричинив значне зростання кількості випадків небезпечного зближення літаків. Після низки трагедій постало питання про створення спеціального пристрою, здатного попередити пілотів про загрозу повітряного зіткнення.

До середини 1980-х Федеральне управління цивільної авіації США (FAA) розробило прототип системи TCAS (Traffic Collision Avoidance System), призначеної для оповіщення екіпажу про небезпечне зближення з іншими літаками. Але перш ніж розпочати масову експлуатацію пристрою, його потрібно випробувати. Відповідне завдання було покладене на Дослідницький центр NASA ім. Еймса. Його фахівці перевірили вміння пілотів використовувати нову систему та їхні реакції на повідомлення, які вона видає.

Це дослідження, а також повітряні тести дозволили пересвідчитися в ефективності TCAS. У результаті Конгрес ухвалив рішення оснастити новою системою до 1995 року всі американські цивільні літаки. Незабаром цей приклад наслідувала більшість країн світу. Згідно з чинним нині стандартом Міжнародної організації цивільної авіації (ICAO), TCAS має бути обов’язково встановлена на всіх повітряних суднах масою понад 5700 кг або сертифікованих для перевезення більш ніж 19 пасажирів.

Датчики тиску

Робоча висота польоту більшості цивільних авіалайнерів складає приблизно 10-12 км. Атмосферний тиск там занадто малий, аби людина могла залишатися притомною довше 10-15 секунд. Тому розгерметизація літака на цій висоті катастрофічно небезпечна.

Біда у тім, що розгерметизація може бути й повільною, як, наприклад, у випадку з сумнозвісним рейсом Helios Airways 2005 року. Тоді екіпаж сплутав звук сигналу бортової системи попередження про падіння тиску в кабіні пілота з іншим пристроєм, що призвело до катастрофи.

Тому американська компанія AV Tech вирішила розробити резервний прилад, який би попереджав про зниження тиску в кабіні пілота. За його основу був узятий створений інженером NASA датчик, що призначався для використання на борту експериментальних літаків і космічних кораблів. Так на світ з’явився пристрій Alt Alert. У разі падіння тиску нижче певної межі він активує світлову та звукову сигналізацію, попереджаючи екіпаж про виникнення небезпечної ситуації. Цей прилад має невеликий розмір, його можна встановлювати на як на панелі, так і на ліхтарі кабіни пілота, або ж закріпити на уніформі.

Методики підготовки пілотів

Проблема втоми астронавтів і льотчиків-випробувачів завжди була однією з ключових для NASA. Ще на початку 1960-х аерокосмічна адміністрація розробила систему тестів з метою переконатися, що пілоти завжди будуть уважними та зможуть продовжувати місію. Не дивно, що чимало з запроваджених NASA методик згодом увійшли в ужиток і в цивільній авіації.

У наступні роки рівень автоматизації літальних апаратів значно зріс. Але, як не парадоксально, це призвело до виникнення нової проблеми. З одного боку, технології допомогли значно розвантажити пілотів, а з іншого — спричинили зниження рівня їхньої концентрації й уваги під час польоту. А це прямий шлях до помилок, які могли стати фатальними.

Тому наприкінці 1980-х NASA провела нове дослідження, метою якого стало визначення оптимального рівня автоматизації кабіни, необхідного для того, аби пілоти не втрачали концентрацію та були максимально залучені в те, що відбувається. Надалі авіакомпанії використовували результати цього дослідження для створення нової методики навчання на тренажерах, що дозволило значно підвищити безпеку в повітрі.

Глобальний контроль повітряного трафіку

Зникнення рейсу 370 компанії Malaysia Airlines досі лишається однією з головних загадок в історії світової авіації. 8 березня 2014 року повітряне судно зникло з екранів радарів десь над Індійським океаном. Попри численні масштабні пошукові кампанії, місце його падіння так і не знайшли.

Випадок із рейсом 370 порушив питання про створення глобальної системи, що дозволяє визначати положення літаків у «сліпих» для радіолокаторів зонах (наприклад, над океаном або в полярних регіонах), що дозволило би підвищити ефективність пошуково-рятувальних операцій у разі повторення аналогічних інцидентів. Результатом стало ухвалення рішення ICAO про широкомасштабне оснащення повітряних суден транспондерами ADS-B (Automatic dependent surveillance-broadcast). Вони були створені на основі технології, спочатку розробленої NASA для підтримки зв’язку з космічними апаратами й точного визначення їхнього положення.

Транспондери ADS-B передають дані про бортовий номер, швидкість, висоту, погодні умови та напрямок руху повітряного судна супутникам і літакам, що перебувають у радіусі 160 км і також оснащені цими пристроями. В результаті льотчики знають своє положення відносно інших повітряних суден і отримують регулярну інформацію про погіршення погоди та рельєф місцевості. У свою чергу, диспетчери можуть відстежувати стан літака навіть у тих випадках, коли він перебуває поза зоною дії радарів. Саме завдяки даним ADS-B працює відомий сайт Flightradar24 — публічний інтернет-сервіс, який дозволяє авіалюбителям з усього світу стежити за пересуванням цивільних літаків у режимі реального часу. 

Боротьба зі зледенінням

Надзвичайно серйозною загрозою для будь-якого літака є його зледеніння. Шар льоду на крилах здатний зменшити підйомну силу більш ніж на 25%, через що повітряне судно може не набрати потрібну швидкість і розбитися під час злету. А лід у хвостовій частині сильно змінює балансування літака, що призводить до його падіння.

Зазвичай для боротьби з льодом в авіаіндустрії використовують рідинні протиожеледжувачі або спеціальні пневматичні системи. Однак обидва ці методи мають свої недоліки. Тому NASA профінансувала дослідження, метою якого був пошук більш ефективного способу. На його основі компанія Kelly Aerospace розробила нову систему під назвою Thermawing. Вона базується на нагрівальних елементах із надтонкої графітової фольги. Їх встановлюють на найвразливіших частинах літака, що дозволяє швидко й ефективно позбавлятися льоду.

Наразі Thermawing використовується лише на легкомоторних літаках. Але інженери вже ведуть роботи по адаптації цієї системи до більших повітряних суден.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine

Івана Купала. Як стародавнє свято пов’язане з астрономією
В Англії екоактивісти облили фарбою стародавню обсерваторію
Кратери та іржа: TGO зазнімкував багату на метали ділянку на Марсі
Темою міжнародного хакатону NASA у 2024 році стане Сонце
Червоні та коричневі карлики: Дуже Великий телескоп знайшов приховані супутники яскравих зір
Астрофотограф зафільмував сріблясті хмари над Україною (відео)
Потужні хвилі на Титані руйнують берегову лінію
Дракон і зорі: приголомшливий вид з ілюмінатора Starliner
Starliner «застряг» у космосі: NASA відтермінувала повернення космічного корабля
Життя краще шукати на маленьких екзопланетах із великими місяцями