Hệ thống tự lái có làm thay việc của phi công trên chuyến bay?
Các phi công sẽ rất khó chịu nếu có ai nói rằng công việc của họ chỉ đơn giản là ngồi một chỗ, uống cà phê và ngắm nhìn thế giới trôi qua, trong khi chế độ lái tự động lo liệu mọi thứ.
Gần đây, có đề xuất trong ngành hàng không về việc chỉ cần một phi công duy nhất điều khiển máy bay thay vì 2 như hiện tại. Điều này đặt ra câu hỏi về các hệ thống tự động hóa thay thế công việc của những phi công ra sao.
Hỗ trợ hay thay thế
Cho đến nay, các hệ thống tự động được tạo ra để hỗ trợ các phi công, không phải để thay thế họ.
Các thiết bị điện tử đảm nhận những thao tác phức tạp, giúp giảm tải công việc để phi công có thể tập trung theo dõi và đưa ra các quyết định an toàn, trong khi máy tính xử lý những nhiệm vụ "cơ bản" của chuyến bay.
Những việc này bao gồm kiểm soát tốc độ, độ cao hoặc theo dõi toàn bộ luồng dữ liệu khổng lồ của chuyến bay và kiểm tra các vấn đề trong đó.
Hệ thống lái tự động, cùng với các hệ thống quản lý chuyến bay có tác dụng rất lớn đối với phi công từ duy trì đường bay, điều hướng, đến ngăn ngừa các hành vi vượt quá phạm vi bay an toàn.
Những hệ thống này giúp theo dõi nhiên liệu, hiệu suất động cơ cùng nhiều hoạt động nội bộ khác, đồng thời cảnh báo phi công về các sự cố để khắc phục và giải quyết chúng một cách nhanh nhất.
Ngoài ra, còn có các hệ thống tự động khởi động và tái khởi động nếu động cơ bị ngắt trong khi bay; hệ thống chống đóng băng trong khi bay; hệ thống bơm nhiên liệu…
Một trong những hệ thống tự động làm thay đổi ngành hàng không là fly-by-wire (hệ thống điện tử hàng không) xuất hiện trên hầu hết các mẫu tàu bay của Airbus từ nhiều thập kỷ trước.
Fly-by-wire thay thế các phương pháp cơ học cũ như dây cáp và cần gạt, bằng cách truyền tín hiệu điện từ đến các bộ phận liên quan theo yêu cầu của phi công.
Máy bay Airbus có mức độ tự động hóa cao hơn so với Boeing. Hãng sản xuất châu Âu đặt mục tiêu giảm thiểu sai sót của phi công nhằm nâng cao mức độ an toàn.
Một số hệ thống trên máy bay Airbus được thiết kế để ngăn chặn máy bay vượt khỏi giới hạn an toàn và hoạt động hoàn toàn tự động, không thể bị can thiệp thủ công. Nhờ đó, khi máy bay vận hành ổn định, nó sẽ ngăn phi công thực hiện những thao tác có thể đưa máy bay vào tình huống nguy hiểm, bất kể phi công cố gắng thế nào.
Ngược lại, Boeing cho phép phi công can thiệp toàn quyền và thực hiện bất kỳ hành động nào họ cho là cần thiết.
Về cơ bản, tất cả các bộ phận của máy bay đều được máy tính tự động vận hành và giám sát. Tuy nhiên, dù đã thay thế phi công trong các nhiệm vụ cụ thể, chúng không được tạo ra để khiến phi công trở nên thừa thãi.
Hệ thống tự động được sinh ra là để hỗ trợ và phối hợp với phi công, giúp họ có thể tập trung vào những việc mà hiện tại chỉ con người mới có thể làm được.
Công nghệ tự động hóa ngày càng thông minh
Hệ thống BTV của Airbus với các chức năng ROW/ROP là một ví dụ điển hình về tự động hóa hiện đại. BTV, hay phanh thoát hiểm, thông minh đến mức có thể tính toán chính xác lượng giảm tốc cần thiết để máy bay không vượt quá đường băng.
Chức năng ROW/ROP tự động tính toán xem máy bay có thể dừng an toàn ở khoảng cách khả dụng hay không.
Nếu hệ thống nghĩ rằng khoảng cách có vấn đề, nó sẽ phát cảnh báo cho phi hành đoàn và các bộ phận mặt đất đồng thời thực hiện một số biện pháp khẩn cấp khác như thiết lập phanh và đảo chiều động cơ tối đa.
Một ví dụ khác là hệ thống cảnh báo va chạm trên không TCAS, hiện có trên nhiều dòng máy bay hiện đại.
Tất cả những gì phi công phải làm là thông báo cho kiểm soát không lưu biết điều gì đang xảy ra và hệ thống sẽ tự động điều chỉnh để thoát khỏi tai nạn.
Ngoài ra, Airbus đã bổ sung 2 hệ thống tự động hóa mới cho A350. Đầu tiên là hệ thống phục hồi trạng thái lái tự động sau tình huống UAS (một sự cố lớn khiến máy bay vượt xa các thông số bay thông thường). Hệ thống này có thể tự động hạ độ cao khẩn cấp nếu phi công không phản ứng.
Không dừng lại ở đó, Airbus còn đang thử nghiệm dự án DragonFly trên A350-1000. Nếu thành công, hệ thống này sẽ giúp máy bay tự động chuyển hướng khẩn cấp trong khi bay, đồng thời có thể hạ cánh và lăn bánh tự động.
Việc chuyển hướng tự động có thể giúp ích trong những tình huống phi hành đoàn mất điều khiển bằng cách chuyển hướng đến sân bay phù hợp và đầy đủ gần nhất.
Những tiến bộ trong hệ thống liên lạc và giám sát giúp điều này trở nên khả thi vì máy bay có thể tự động liên lạc với trung tâm kiểm soát không lưu.
Một cải tiến thực sự thông minh của Airbus thể hiện ở việc máy bay có thể "nhìn thấy" môi trường xung quanh.
Hãng đã mô phỏng khả năng ở các loài côn trùng như chuồn chuồn, để xác định các đặc điểm trong môi trường từ đó tính toán quỹ đạo bay mới nếu phát hiện ra bất kỳ mối đe dọa và nguy hiểm nào.
Một dự án tiềm năng khác của Airbus là hệ thống ATTOL (lăn bánh, cất cánh và hạ cánh tự động) sử dụng các hệ thống định vị giảm thiểu các mối nguy hiểm, đồng thời tự động kiểm soát đường đi máy bay trên mặt đất.
Kể từ năm 2020, Airbus đã tận dụng dữ liệu từ hàng trăm chuyến bay để xây dựng các thuật toán. Họ cũng đã thực hiện các cuộc thử nghiệm bay thực tế vào cuối tháng 6/2020.
Gần đây, nhà sản xuất máy bay lớn thứ 3 thế giới là Embraer của Brazil đang giới thiệu công nghệ cất cánh tự động. Công nghệ này được gọi là “Hệ thống cất cánh nâng cao E2”, đặt theo tên của dòng máy bay mà nó được thiết kế.
Theo kỹ sư trưởng của Embraer, hệ thống này sẽ giúp máy bay cất cánh sớm hơn và sử dụng ít đường băng hơn. Khoảng cách cất cánh được tính từ lúc tăng tốc cho đến khi máy bay đạt độ cao 10 m được rút ngắn so với cất cánh thủ công.
Thách thức đối với việc tăng cường tự động hóa
Ngành hàng không phải đối mặt với vấn đề nhiễu GPS, cụ thể là giả mạo thông tin. Thiết bị GPS nhận được tín hiệu sai lệnh vị trí dẫn đến các hệ thống điều hướng bên trong máy bay đưa ra những quyết định không chính xác.
Sử dụng GPS là phương pháp điều hướng chính của máy bay hiện nay, không chỉ trong khi bay mà còn trong khi tiếp cận đường băng.
Một vấn đề khác khi sử dụng các hệ thống tự động là nguy cơ chúng xảy ra sự cố. Hiện tại, phi công vẫn có thẩm quyền loại bỏ tính năng tự động hóa và nắm quyền điều khiển thủ công khỏi các hệ thống tự động.
Mặc dù họ không thể làm điều này với tất cả các hệ thống, nhưng hệ thống chính đều có thể tắt bật thủ công. Nếu tính năng tự động hóa không hoạt động như mong đợi, phi công có thể ngắt kết nối và quay lại chế độ cơ bản.
Nhưng khi các hệ thống trở nên phức tạp hơn, khả năng thực hiện điều này sẽ giảm đi và nếu ngành hàng không tiến xa đến mức loại bỏ hoàn toàn một phi công khỏi buồng lái, thì mức độ an toàn đã giảm đi một bậc.
Các hệ thống tự động cần sự giám sát của phi công để ngăn ngừa tình trạng mất khả năng hoạt động.