Feltárulnak a pilótafülkék titkai

2015.05.27. 13:24

Naponta látunk, hallunk repülőgépeket fel- és leszállni, de rejtély, hogy pontosan hogyan jutnak el A-ból B pontba. Gombbal, kormánnyal, joystickkal, szóbeli parancsokkal vezethetők egyáltalán, és ugyanúgy pedálokkal fékezhetők, mint az autók? Repülési kisokosunk második részéből ez is kiderül. 

Inkább hasonlít a pilótafülke egy vezérlőteremhez, mint egy földi jármű műszerfalához. Indulás előtt, és menet közben többször a checklist szigorú protokollját követve ellenőrzést tartanak a pilótákForrás: Dan Pianelli

Sorozatunk előző cikkében áttekintettük a repülés legtöbb utast érdeklő kérdéseit, az Airbusok fűrészelő hangjától kezdve a szélnyíráson át egészen a hajtómű közepére festett spirál funkciójáig. Nem beszéltünk azonban a legfontosabbról: hogyan vezethetők a repülőgépek?

Kulcsfontosságú a navigáció

Minden más közlekedési eszköznél bonyolultabb egy utasszállító gépet célba juttatni a végtelen égbolton, ezért a repülőgépiparban a lehető legnagyobb biztonságot szem előtt tartva több rendszert alkalmaznak együtt. A műszeres repülés alapja a hajszálpontos helymeghatározás, amihez földi telepítésű rádióadókat (VOR, ADF) és műholdak adataival dolgozó GPS-t is használnak.

De mi történik akkor, ha a külső navigációs segédletek nyújtotta életfontosságú adatokat egy műszaki hiba miatt nem érik el a pilóták? Létfontosságú ilyenkor, hogy a kapitány és az első tiszt képes legyen megállapítani a repülőgép saját helyzetét a föld bármely pontján, ehhez az úgynevezett INS-t, magyarul inerciális navigációs rendszert használják.

Földi rádióadókat, műholdakat és giroszkópos helymeghatározást használnak navigáláshoz a pilótákForrás: Origo

Mint a repülésben oly sok műszaki megoldás, ez is a katonai felhasználásból szivárgott át a polgári területre. A rendszer működésének lényege röviden: miután felpörögtek a gépben elhelyezett INS-giroszkópok (általában hármat építenek be), igyekeznek megtartani helyzetüket, de nem a bolygóhoz, hanem a világegyetemhez képest. Így az állandó pozíciót, valamint a gép sebességét, pillanatnyi irányát és további adatokat feldolgozva kiszámítható, hogy a repülőgép hol helyezkedik el a térben, illetve hogy adott pillanatban milyen irányú mozgást végez.

Ezerszer bonyolultabb, mint egy bolti GPS

A számításokat természetesen számítógép végzi, a végeredmény pedig a pilóták navigációs kijelzőjén (ND) jelenik meg. A megoldás nagy előnye egyben a hátránya is: mivel nem támaszkodik külső rendszerek adataira, mérési pontatlansága az eltelt idővel folyamatosan nő, ezért a rádióadók, a GPS-adatok és az INS információit a számítógép folyamatosan összehangolja, hogy méteres pontosságú helymeghatározást biztosíthasson a pilótáknak.

A kamerák képe világos, de a navigáció beállításainál laikusok gyorsan elvesztenék a fonalatForrás: Airliners.net

Felépítéséből adódóan az INS nem amatőröknek való, nem olyan, mint egy boltban megvásárolható navigációs rendszer, ráadásul nem úgy működik, hogy bekapcsolom, és egy percen belül már látom is a pontos helyzetemet. Indítás után a giroszkópoknak 7-12 perc kell ahhoz, hogy működési sebességre pörögjenek fel, ami már lehetővé teszi a helymeghatározást. Ezután a rendszer számára még meg kell adni a gép aktuális pozícióját is, ezt szélességi és hosszúsági koordináták megadásával teszik meg a pilóták.

Kézzel és lábbal kormányoznak a pilóták

Sokszor felmerül a laikusokban a kérdés: mivel irányítják a repülőgépeket a földön és a levegőben? A földön kis sebességű manővereknél az orrfutókormányt használják a pilóták, ilyen tipikus eset például a „taxizás”, amikor az állóhelyről elgurulnak a géppel a futópályáig. Felszállás után a pilóták a Boeingnál a yoke-ot (magyarul: szarvkormányt), az Airbusok esetében pedig egy side-stick névre hallgató eszközt használnak manőverezésre, ami egy klasszikus joystickhoz hasonló.

A Boeing marad a klasszikus szarvkormánynálForrás: Airliners.net - Gary Claridge

Nagy különbség a két gyártó megoldása között, hogy míg a Boeingon található jobb és bal oldali szarvkormányok egymással szinkronban mozognak, és fizikai összeköttetés van köztük, addig az Airbus esetében a side-stickek egymástól függetlenül mozgathatók, és kizárólag szoftveres parancsokat lehet továbbítani velük a gép csűrőlapjai és vízszintes vezérsíkja felé. Ezt a modern vezérlőtechnikát hívják fly-by wire rendszernek.

Nem a pilóta elé, hanem a fülke oldalára építenek be egy-egy side-sticket az AirbusokbanForrás: Jetphotos.net

Az Airbus régóta használ egy ötletes biztonsági megoldást is arra, hogy a két pilóta még csak véletlenül se adhasson egymásnak ellentmondó manőverre parancsot a gépnek. Minden esetben prioritást kell meghatározni a két kar között, amihez a side-stick tetején lévő piros gombot kell megnyomni. Innentől a gép rendszerei csak ettől a joysticktól érkező parancsokat fogadják el. Közös vonás az utasszállítók rendszereiben, hogy az oldalkormányt pedálokkal tudja irányítani a pilóta.

Tényleg csak a robotpilóta vezet?

Nem kérdéses, a pilóták munkahelyének leglátványosabb pontja a sok kijelző és felettük trónoló gomberdő, amivel a robotpilótát irányítják. A Boeingnál MCP (Mode Control Panel), az Airbusnál FCU (Flight Control Unit) névre hallgató eszközök rendeltetése ugyanaz: a minél könnyebb irányítás és ellenőrzés repülés közben a pilóták számára.

A robotpilóta kezelőszervei; ez a pilótafülke egyik legfontosabb pontjaForrás: Filipe Fonsesca

Erről a panelről állítható a gép sebessége, magassága, iránya, emelkedésének és süllyedésének mértéke, az automatikus repülés funkcióinak aktuális állása és sok más funkció. A repülés 90-95 százalékában a pilóták a panelen található gombokat nyomkodják, tekerik, kapcsolják, a munka oroszlánrészét pedig a számítógépek végzik. Amelyik reptéren ki van építve a műszeres leszállító rendszer (ILS), teljesen automatikus landolás is lehetséges, de a kapitányok és első tisztek az esetek többségében inkább maguk teszik le a gépet.

Manapság a közforgalmi pilóták szerepe egyre inkább a repülés ellenőrzése, monitorozása és az esetleges balesetek megakadályozása felé tolódik. Ugyanakkor ne felejtsük el, hogy egyetlen gép sem képes olyan gyorsan meghozni a helyes döntést vészhelyzetben, mint az ember, és rögtönözni sem tud. A pilóták szerepe tehát ugyanolyan fontos, mint ötven évvel ezelőtt, pusztán a feladatok száma (workload) és gyakorisága változott.

Állj meg, ha tudsz!

Nemcsak landolni kell tudni pontosan, hanem lassítani is, különben a kedves utasok a legjobb esetben a futópálya végén lévő mesterséges tóba csúszdázva hagyják el a repülőgépet. Egy utasszállítót négy tényező lassít a leszállás után: a kerekek és a pálya közötti súrlódás, a földet éréskor a szárnyakon kinyíló áramlásrontó lapok (speedbrakes), a futómű kerekeinek fékjei, valamint a sugárfék (reverse thurst). A lapnyitásról annyit érdemes tudni, hogy nemcsak lassít, hanem a szárnyak körül áramló levegő elterelésével azt is megakadályozza, hogy a gép visszapattanjon a betonról.

Nem fékezhető a gépeken az orrfutó, a reptereken ennél fogva tolják el őket a speciális járművekkel (pushback traktorokkal) a beszállófolyosóktól - hiszen nincs hátramenet. A taxizás már önállóan, a hajtóművel megyForrás: AFP/David Mcnew

A főfutókon található (a modern repülőgépek orrfutóműve nem fékezhető) féktárcsák anyaga karbon-kerámia ötvözetből készült, amit már nagyon régóta használnak a repülőgépiparban.
A minél rövidebb fékút és irányíthatóság érdekében természetesen a repülőgépek is rendelkeznek blokkolásgátló rendszerrel, csak itt anti-skid systemnek hívják azt, amit az autóiparban ABS-nek ismerünk.

95 éves a blokkolásgátló
Az ABS ősét egy francia feltaláló, Gabriel Voisin tervezte meg 1920-ban, és elsődleges célja azt volt vele, hogy egy lendkerék közbeiktatásával nagymértékben javítsa a repülőgépek fékhatását. Voisin saját néven exkluzív autómárkát is alapított, de találmánya csak az 50-es évektől kezdve honosodott meg a repülésben a brit Dunlop cég gyártmányaként. Az első, még mechanikus személyautó-ABS a Jensen FF-ben jelent meg 1966-ban, ez első elektronikus vezérlésűt a Mercedes S osztályhoz kínálták 1978-tól.

Minden zeng, amikor bekapcsol a sugárfék

Valószínűleg kevesen hallottak a sugárfékről, de a hangja alapján bárki ráismerne, aki repült már. Működésének lényege, hogy a hajtóművekből kiáramló gázok irányát egy kar segítségével képesek a pilóták megfordítani, így nem tolóerőt szolgáltatnak, hanem a mozgás irányával ellentétes fékező erőt. Így a landolás utáni fékút változattól és a hajtómű teljesítményétől függően 25-40 százalékkal lerövidíthető.

Túl hangosak felszálláskor a hajtóművek? Az semmi ahhoz képest, amikor landolás után bekapcsol a sugárfékForrás: Airliners.net

Hátránya, hogy működése nem különösebben komfortos az utasok számára, a gép teljes szerkezetében remeg és rázkódik, ezenkívül elképesztően hangos, ezért sok repülőtéren a rendkívül szigorú zajcsökkentési szabályok (NAP) miatt bizonyos napszakokban (főleg éjszaka) nem használható.

Az oldalszéltől ments meg, uram, minket!

Talán semmitől nem tartanak annyira az utasok, mint az oldalszeles leszállásoktól. Aki valaha élt már át ilyet, félelmetes és gyomorforgató élményekről számol be: a gépet leszállás közben összevissza dobálta a szél, a leszállás a megszokottnál sokkal keményebb volt, és még a földet érés után is ijesztő kacsázásba kezdett a gép.

Joggal merül fel a kérdés, hogy mi ennek az oka? Ehhez röviden meg kell ismernünk az oldalszeles repülést. Képzeljünk el egy közepes méretű, 60 tonnás és 40 méter hosszú gépet, amivel egyenes irányban repülünk. Ha egy fordulóba kezdünk a géppel, eltelik egy-két másodperc, amíg a pilóta utasításának megfelelően a gép elkezd fordulni.

Elég ijesztő oldalazva megközelíteni a futópályát, de csak így lehet erős szélben letenni a gépetForrás: Wikimedia Commons

Egy ekkora méretű és tömegű testnek ugyanis hatalmas a tehetetlensége, és messze nem úgy reagál, mint egy autó, a helyzet pedig tovább romlik oldalszeles leszállásoknál. Ahhoz, hogy ilyenkor ne veszítsék el a kontrollt, a pilótáknak egy külön eljárást, a Crab-technikát is meg kell tanulniuk. Ennek lényege, hogy a pálya megközelítésénél a végső egyenesen (final) tulajdonképpen rátartanak a szélre, és a gépet függőleges tengelye mentén a szél irányába fordítják, a süllyedés közben pedig folyamatosan korrigálnak.

Rossz nézni, ahogy sasszézik a gép

Extrém rátartásnál a pilóta nem is a pilótafülke szélvédőjén néz ki, hanem valamelyik oldalablakon (!), majd közvetlenül a földet érés előtt (touchdown) a pálya tengelyével általában 8-15 fokos szöget bezáró gépet az oldalkormány pedáljait használva „belépi” a pilóta, ezzel egyenesbe hozva a repülő orrát. Tulajdonképpen az autósok körében ismert drifftelést láthatjuk, csak itt a mozgás iránya nem egy ívet ír le, hanem egy, a magasságából fokozatosan veszítő egyenest.

Az ilyen landolások titka a tökéletes koordináció és koncentráció, hiszen egyszerre kell figyelni a gép siklópályájára, sebességére, az oldalszéllel bezárt szögre, a pálya tengelyére, az ideális landolási pontra és az optimális belépési pontra. Utóbbinak azért van rendkívüli jelentősége, mert ha a gép oldalazva érne a pálya betonjához, az óriási csavarodási terhelést jelentene a futóműnek, ami akár roncsolhatja is a szerkezetet. Az oldalszeles leszállások nagy hányada nem is sikerül elsőre és átstartolás követi, csak a legjobban képzett, tapasztalt pilóták képesek tökéletesen megoldani. De általában ők sem említik a kedvenc manővereik között.

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK