Авиация и космонавтика имеют общие исторические корни и тесно связаны между собой. Космическая индустрия вобрала в себя множество технологий и изобретений, изначально появившихся в авиации. Да и не стоит забывать, что первые покорители космоса были пилотами. Но этот «обмен» не односторонний. Технологии, созданные для космических нужд, часто применялись и в авиационной отрасли. Поэтому сегодня расскажем о пяти подобных инновациях, которые появились благодаря NASA.
Система предотвращения столкновений в воздухе
Бурное развитие гражданской авиации во второй половине XX века вызвало значительный рост числа случаев опасного сближения самолетов. После ряда трагедий встал вопрос о создании специального устройства, способного предупредить пилотов об угрозе воздушного столкновения.
До середины 1980-х Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) разработало прототип системы TCAS (Traffic Collision Avoidance System), предназначенной для оповещения экипажа об опасном сближении с другими самолетами. Но прежде чем начать массовую эксплуатацию устройства, его следовало испытать. Соответствующая задача была возложена на Исследовательский центр NASA им. Эймса. Его специалисты проверили умение пилотов использовать новую систему и их реакции на сообщения, которые она выдает.
Это исследование, а также воздушные тесты позволили убедиться в эффективности TCAS. В результате Конгресс принял решение оснастить новой системой к 1995 году все американские гражданские самолеты. Вскоре этому примеру последовало большинство стран мира. Согласно действующему ныне стандарту Международной организации гражданской авиации (ICAO), TCAS должна быть обязательно установлена на всех воздушных судах массой более 5700 кг или сертифицированных для перевозки более 19 пассажиров.
Датчики давления
Рабочая высота полета большинства гражданских авиалайнеров составляет примерно 10-12 км. Атмосферное давление там слишком мало, чтобы человек мог оставаться в сознании дольше 10-15 секунд. Поэтому разгерметизация самолета на этой высоте катастрофически опасна.
Беда в том, что разгерметизация может быть и медленной, как, например, в случае с печально известным рейсом Helios Airways 2005 года. Тогда экипаж перепутал звук сигнала бортовой системы предупреждения о падении давления в кабине пилота с другим устройством, что привело к катастрофе.
Поэтому американская компания AV Tech решила разработать резервный прибор, который бы предупреждал о снижении давления в кабине пилота. За его основу был взят созданный инженером NASA датчик, предназначавшийся для использования на борту экспериментальных самолетов и космических кораблей. Так на свет появилось устройство Alt Alert. В случае падения давления ниже определенного предела оно активирует световую и звуковую сигнализацию, предупреждая экипаж о возникновении опасной ситуации. Этот прибор имеет небольшой размер, его можно устанавливать на как на панели, так и на фонаре кабины пилота, или же закрепить на униформе.
Методики подготовки пилотов
Проблема усталости астронавтов и летчиков-испытателей всегда была одной из ключевых для NASA. Еще в начале 1960-х аэрокосмическая администрация разработала систему тестов с целью убедиться, что пилоты всегда будут внимательными и смогут продолжать миссию. Неудивительно, что многие из внедренных NASA методик впоследствии вошли в обиход и в гражданской авиации.
В последующие годы уровень автоматизации летательных аппаратов значительно возрос. Но, как ни парадоксально, это привело к возникновению новой проблемы. С одной стороны, технологии помогли значительно разгрузить пилотов, а с другой — вызвали снижение уровня их концентрации и внимания во время полета. А это прямой путь к ошибкам, которые могли стать фатальными.
Поэтому в конце 1980-х NASA провела новое исследование, целью которого стало определение оптимального уровня автоматизации кабины, необходимого для того, чтобы пилоты не теряли концентрацию и были максимально вовлечены в происходящее. В дальнейшем авиакомпании использовали результаты этого исследования для создания новой методики обучения на тренажерах, что позволило значительно повысить безопасность в воздухе.
Глобальный контроль воздушного трафика
Исчезновение рейса 370 компании Malaysia Airlines до сих пор остается одной из главных загадок в истории мировой авиации. 8 марта 2014 года воздушное судно исчезло с экранов радаров где-то над Индийским океаном. Несмотря на многочисленные масштабные поисковые кампании, место его падения так и не нашли.
Случай с рейсом 370 поставил вопрос о создании глобальной системы, позволяющей определять положение самолетов в «слепых» для радиолокаторов зонах (например, над океаном или в полярных регионах), что позволило бы повысить эффективность поисково-спасательных операций в случае повторения аналогичных инцидентов. Результатом стало принятие решения ICAO о широкомасштабном оснащении воздушных судов транспондерами ADS-B (Automatic dependent surveillance-broadcast). Они были созданы на основе технологии, изначально разработанной NASA для поддержания связи с космическими аппаратами и точного определения их положения.
Транспондеры ADS-B передают данные о бортовом номере, скорости, высоте, погодных условиях и направлении движения воздушного судна спутникам и самолетам, находящимся в радиусе 160 км и также оснащенным этими устройствами. В результате летчики знают свое положение относительно других воздушных судов, а также регулярно получают информацию об ухудшении погоды и рельефе местности. В свою очередь, диспетчеры могут отслеживать состояние самолета даже в тех случаях, когда он находится вне зоны действия радаров. Именно благодаря данным ADS-B работает известный сайт Flightradar24 — публичный интернет-сервис, позволяющий авиалюбителям со всего мира следить за передвижением гражданских самолетов в режиме реального времени.
Борьба с оледенением
Чрезвычайно серьезной угрозой для любого самолета является его оледенение. Слой льда на крыльях способен уменьшить подъемную силу более чем на 25%, из-за чего воздушное судно может не набрать нужную скорость и разбиться во время взлета. А лед в хвостовой части существенно меняет балансировку самолета, что может привести к его падению.
Обычно для борьбы со льдом в авиаиндустрии используют жидкостные противооледенительные устройства или специальные пневматические системы. Однако оба эти метода имеют свои недостатки. Поэтому NASA профинансировала исследование, целью которого был поиск более эффективного способа. На его основе компания Kelly Aerospace разработала новую систему под названием Thermawing. Она базируется на нагревательных элементах из сверхтонкой графитовой фольги. Их устанавливают на самых уязвимых частях самолета, что позволяет быстро и эффективно избавляться ото льда.
Пока Thermawing используется только на легкомоторных самолетах. Но инженеры уже ведут работы по адаптации этой системы для больших воздушных суден.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
