Национальная авиакомпания «Азербайджан Хава Йоллары», основанная в далеком 1992 году, и которая сегодня является главным пассажирским авиаперевозчиком страны, известна своей отличной репутацией, как среди отечественных, так и зарубежных пассажиров по всему миру. Несмотря на целый спектр услуг, который предоставляет своим клиентам авиакомпания — от официальных туристических агентств до бонусных программ, несомненно, самым приоритетным является уровень подготовки пилотов. Ведь именно в руках капитана воздушного судна лежит ответственность за сотни жизней с момента выруливания авиалайнера из терминала на взлетную полосу и до самого его приземления. И хотя авиация совершила очень большой прогресс за свою более чем 100-летнюю историю, человеческий фактор до сих пор остается главной причиной авиакатастроф. «Правила полетов написаны кровью» — известная фраза среди авиаинструкторов, которые годами готовят пилотов, собирающихся сесть за штурвалы пассажирских самолетов. Именно поэтому в современной программе подготовки пилотов помимо курса теоретических знаний, значительную часть учебного курса составляет практика. И какими бы не были теоретические знания, за штурвал настоящего самолета сегодня не пустят даже самого лучшего студента с красным дипломом, но без практической подготовки.
Авиационный тренажер (англ. Flight Simulator) — сложный аппаратно-программый комплекс, предназначенный для симуляции полета воздушного судна и нацеленный на наземную подготовку пилотов. В авиатренажере имитируется динамика полета и работа систем воздушного судна с помощью специальных моделей, реализованных в программном обеспечении вычислительного комплекса. Современные авиационные университеты по всему миру подготавливают будущих пилотов на подобных тренажерах, однако, далеко не каждое высшее учебное заведение может похвастаться наличием подобных комплексов непосредственно в собственном распоряжении. На территории стран постсоветского пространства авиационные тренажеры есть только в учебных центрах Российской Федерации и в Азербайджане. И именно в Национальной Академии Авиации Азербайджанской Республики нам удалось побывать и непосредственно оценить их работу, отвечающую всем современным стандартам. Но прежде давайте обратимся к истории авиасимуляторов.
Первым симулятором, если таким его можно было назвать, стал тренажер, изобретенный в 1909 году для имитации полета на безмоторном моноплане французского производителя под названием «Антуанетт». По сегодняшним меркам он являлся не более чем детским аттракционом. После известного полета на самолете братьев Райт, еще до Первой мировой войны, появилось устройство, которое будучи закрепленным на земле позволяло приблизительно воспринять ощущение полета и регулировать киль и руль высоты. Позже эти «тренажеры» были несколько модернизированы, но война остановила их развитие. В настоящее время симуляторы начала XX века можно встретить в качестве музейных экспонатов в центре обучения пилотов Airbus в Тулузе (Франция). В 1927 году в Нью-Йорке инженер и пилот Эдвин Линк разработал устройство под названием Link Trainer, состоящее из металлических конструкций. Оно уже включало некоторые электронные приборы, регулирующие пневмоподвеску и вращение платформы. По словам изобретателя, пилоты могли научиться навигации и почувствовать схожие ощущения с реальным самолетом. В 1929 году устройство было запатентовано. Изначально авиационные школы не проявляли большого интереса к Link Trainer. Изобретатель даже демонстрировал свою имитационную платформу представителям Военно-Воздушных Сил Армии США (USAAF), но тоже безрезультатно. Однако, в 1934 году ситуация коренным образом изменилась. Когда внушительная часть перевозок грузов по Америке была переведена на воздушный транспорт, только за один год крушения потерпели 12 грузовых самолетов (в основном, из-за плохих погодных условий). И тогда в ВВС США вновь обратили внимание на разработку Линка. Они назначили встречу с ним в Нью-Джерси, и были поражены тем, что пилоту в условиях слабой видимости удалось прибыть в аэропорт «Ньюарк» без происшествий и чрезвычайных ситуаций. Узнав, что это произошло благодаря навыкам, полученным в процессе упражнений на собственном тренажере, USAAF без промедления закупило 6 тренажеров Link Trainer, что стало началом эпохи развития индустрии авиасимуляторов во всем мире. Была основана компания Link Aviation Devices, тренажеры которой впоследствии были проданы в Великобританию и Японию. Правда, судьба распорядилась таким образом, что японские летчики, которые готовились на американских тренажерах, во время Второй мировой войны пилотировали военные самолеты, атаковавшие американскую военную базу Перл-Харбор на Гавайских островах.
После Второй мировой войны, в эпоху развития пассажирских перевозок на самолетах крупнейшего по сей день американского производителя Boeing, авиасимуляторы претерпели очередную революцию. Причем, инициатором создания полностью аналогичного настоящему воздушному судну тренажера стал не сам Boeing, а авиакомпания Pan American. Симулятор, который полностью повторял кабину Boeing-377, был в дальнейшем приобретен еще и компанией United Airlines. Стоимость подобного симулятора составляла 3 млн. долларов, что по меркам 1954 года являлась довольно крупным вложением. Однако, эти симуляторы вполне идентичны тем, которые используются в настоящее время, с той лишь разницей, что ранее в них отсутствовали модули движения и визуализации, о которых мы поговорим чуть позже, приступив к обзору современного комплекса авиационного тренажера.
В Национальной Академии Авиации Азербайджанской Республики в настоящее время установлены 5 авиационных тренажеров (FSTD — Flight Simulator Training Device). Четыре из них воспроизводят полет на самолетах, а один — на вертолете:
— Airbus A320
— Boeing 767 (также может быть использован для подготовки пилотов Boeing 757)
— ATR 72-500
— ИЛ-76
— Вертолет МИ-171
Однако, комплекс подготовки представлен далеко не только этими тренажерами. Тренинговая инфраструктура также включает в себя серверные помещения, где установлены высокопроизводительные компьютеры, отвечающие за всю программную часть FSTD. Они выполняют миллиарды операций расчета показателей полета согласно командам экипажа и используются для прорисовки визуальной составляющей симулятора. Также здесь есть комнаты, которые носят название Briefing Room и Debriefing Room. Как следует из названий, эти помещения переназначены для обсуждений сначала предполетных, а затем и послеполетных вопросов. Именно в Debriefing Room столь известная крылатая фраза «разбор полетов» обретает прямой смысл. В комнатах установлены компьютеры, на которых фиксируется полная информация параметрах всех систем воздушного судна и все действия пилотов в течение полета в симуляторе, вплоть до видеорегистрации происходящего в кабине на камеру CCTV. Это позволяет объективно и детально исследовать каждое действие членов экипажа, а также избежать спорных ситуаций, в которых студенты могут настаивать на том, что включили нужный модуль, либо наоборот, фиксировать то, вовремя напомнил ему об этом инструктор или нет.
Несомненно, самым интересным является непосредственно сам тренажер. В нашей Авиационной Академии установлены так называемые Full Flight Simulator — тренажеры с полной симуляцией полета производства европейского лидера этой области компании Thales. Симуляторы внешне чем-то напоминают батискафы, однако, на самом деле, в изолированном корпусе спрятана настоящая кабина, вырезанная из фюзеляжа реального самолета. Это первый составляющий модуль тренажера — кабинный. Вторым модулем современных тренажеров является визуальная составляющая. Большой экран установлен непосредственно перед кабиной на уровне лобовых стекол самолета и является отражением виртуального мира, в котором летают и тренируются студенты. И, наконец, третий модуль — система подвижности, которую можно встретить далеко не на всех современных авиасимуляторах. На тренажерах в Национальной Академии Авиации все симуляторы снабжены подвижным модулем. Он представляет собой динамический стенд с шестью степенями свободы (известный как платформа Гью-Стюарта), способный разворачивать кабину вокруг всех трех осей и двигать ее по всем трем плоскостям, что позволяет пилотам ощущать все виды движения воздушного судна, создаваемые им вертикальную, продольную и боковую перегрузки и ускорения, включая угловые. Все это позволяет максимально правдоподобно имитировать полет, в один из которых мы и «отправились».
Как правило, команда тренировочного экипажа состоит из трех человек: двух студентов и инструктора (тренера). Студенты располагаются на местах для первого и второго пилотов, а тренер на своем инструкторском кресле позади. Кстати, стоит отметить, что в современных самолетах Airbus и Boeing нет штатного борт-инженера, знакомого нам со времен «Ту», «Ил» и других самолетов ранних поколений. Вся работа ответственного за электронику и навигацию члена экипажа полностью компьютеризирована. Как мы уже говорили выше, кабина пилотов не является какой-либо моделью или прототипом. Студенты садятся за штурвал самого настоящего самолета. Кстати, собственно и штурвала во многих современных пассажирских лайнерах нет, например, в Airbus A320. Управленческая роль здесь передана на джойстики, расположенные слева и справа для первого и второго пилотов соответственно. После того, как будущие пилоты займут свои места, инструктор со своего рабочего места, на котором есть собственная панель управления, включает визуальный модуль (картину окружающего мира), который проецируется на высокотехнологичное зеркало, окружающее кабину снаружи. Современные системы визуализации бывают двух типов: проекционные и коллимационные. В системах визуализации обоих типов изображение проецируется с помощью проекторов на сферические или цилиндрические экраны. Проецирование изображения на экранах, расположенных в непосредственной близости от кабины тренажера приводит к тому, что линия визирования удаленных проецируемых объектов зависит от положения глаз пилотов. Угол этой ошибки называется параллаксом. Согласно требованиям Международной организации гражданской авиации (ICAO) к сертифицированным тренажерам, угол параллакса должен составлять не более 100 для каждого пилота. В кабине тренажера с проекционной системой визуализации существует только одна точка, в которой параллакс равен нулю. При проектировании системы визуализации за эту точку принимают место пилотирующего пилота. Так как в экипаже из двух человек пилотирующим может быть как первый, так и второй пилот, то в этом случае в системе визуализации предусматривают две точки нулевой ошибки с возможностью переключения с одного места на другое. Причиной параллакса является близко расположенный экран, а также свойство света рассеиваться при отражении от негладкой поверхности экрана. Но, если идущий от проекторов свет коллимировать (коллимация — создание тонкого параллельно идущего потока излучения при помощи щелей, через которые он проходит), то есть проецировать изображение таким образом, чтобы лучи света визуализируемого объекта были параллельны друг другу, то явление параллакса будет устранено. На этом принципе основана работа коллимационной системы визуализации. Здесь свет от проекторов пропускают через специальную оптическую систему — экран обратной проекции на сферическое зеркало. Таким образом, создается иллюзия объектов, удаленных на большое расстояние. Стоимость коллимационной системы визуализации в разы превышает обычную проекционную, но только она позволяет отрабатывать на тренажере навыки визуальной посадки. И именно такие коллимационные системы установлены на комплексных тренажерах FFS в нашей Академии Авиации. Кроме этого, важным элементом системы визуализации являются видеопроекторы. В современных тренажерах применяются DLP-проекторы, а в комплексных системах — более совершенные LCOS-проекторы или DLP-проекторы на светодиодах.
База виртуального трехмерного мира в авиатренажерах Thales впечатляет. На жесткие диски управляющего компьютера записаны терабайты информации и текстур, в точности реплицирующих всю поверхность Земного шара. Конечно, речь не идет о воспроизведении каждого домика в деревне, однако, рельеф и виды, которые открываются из кабины самолета, очерчены с высокой точностью. В виртуальном мире воссозданы все аэропорты на всех континентах, все радары и прочие сигнальные станции. А свыше 20 аэропортов и городов, в которых они находятся, и рейсы, которые сегодня выполняют авиалайнеры AZAL, воспроизведены со 100% точностью. Весь процесс, с самого момента выруливания от терминала для взлета и до посадки, можно воспроизвести на симуляторе. Компьютер, установленный перед тренером, полностью управляет виртуальным миром. Он задает погоду, текущее время года, время суток и даже присутствие других воздушных судов на земле или в небе. В общей сложности изменениям можно подвергнуть около 200 параметров, среди которых, кстати, есть и внезапные отказы, неисправности и поломки, которые могут произойти на борту самолета. Из всего этого формируется целый сценарий для пилотов, который является практически заданием, а в дальнейшим и предметом экзамена.
Приведем только один из примеров. Взлет из аэропорта Хитроу (Лондон) во время сильного тумана и практически нулевой видимости, полет над грозовыми облаками и дальнейшее приземление в Баку, где температура воздуха составляет -40 С. Чтобы стало еще реальнее, предположим, что взлетная полоса заснежена, а порывы ветра составляют до 30 метров в секунду. Задачу также можно усложнить тем, что полет совершается ночью, а на третьем часу полета загорелся левый двигатель… Ко всему прочему, следует отметить, что инструктор не обязуется сообщать обо всех условиях и неполадках заранее. Пилоты сами должны контролировать ситуацию, действовать согласно правилам и периодически связываться с диспетчером (роль которого также выполняет инструктор). Самолет — одно из сложнейших в управлении транспортное средство. Даже на относительно простых одномоторных самолетах можно обнаружить десятки, а порой сотни самых разных переключателей и тумблеров. Конечно, часть из них дублируется для удобного доступа обеими пилотами, но, тем не менее, электроника в самолетах сложнейшая, хоть система и компьютеризирована. Несмотря на это, гиганты авиаиндустрии сделали самолеты достаточно умными, чтобы они не только могли самостоятельно летать на автопилоте на определенной высоте, но также приземляться и взлетать на нужной скорости. Например, скорость взлета — это далеко не фиксированная величина для каждого воздушного судна. Перед взлетом пилоты вводят в компьютер число пассажиров, общий вес груза, количество заправленного топлива и ряд других параметров, после чего рассчитывается оптимальная скорость взлета авиалайнера. На первоначальном этапе обучения и практики пилоты управляют тренажером при выключенной подвижной системе. В режиме No-Motion симулятор остается неподвижным на протяжении всего полета. Лишь по мере накопления опыта на тренажере и после решения инструктора, пилоты смогут приступить к управлению в системе Motion. Подвижный стенд, просчитывая сложные алгоритмы, с высокой точностью начинает двигать, поворачивать и трясти платформу в соответствии с задачами, задаваемыми пилотами в процессе управления самолетом, а также условиями, складывающимися в виртуальном мире симулятора. Именно в таком режиме практически невозможно понять, находитесь вы внутри тренажера или реально совершаете аварийную посадку в штормовую погоду.
На территории Академии Авиации в Баку есть также и симулятор гражданского вертолета МИ-171. Несмотря на то, что эта модель вертолета ОКБ имени М.Л.Миля выпускается с 1990 года, ее характеристики до сих пор можно считать отличными. Скорость полета составляет до 250 км/ч, а дальность — до 650 км на высоте до 5 километров. Данный тренажер, разработанный украинскими специалистами, также является FFS с современными визуальными и подвижными модулями. Комплекс включает подробную карту Баку и Абшеронского полуострова с учетом всех рельефных особенностей. Это особенно важно, так как зачастую вертолеты этого класса участвуют в операциях по предотвращению или устранению последствий чрезвычайных ситуаций в различных условиях. Отличительной особенностью зала, в котором обучают пилотов вертолетов, является также внешняя комната (аналогичная комнате Debriefing Room), в которой инструктор в режиме реального времени может наблюдать за работой тренажера со стороны, а не только непосредственно из кабины.
Могу ли я стать пилотом?
Внимательность, ответственность, высокий уровень подготовки и конечно хорошее состояние здоровья — ключевые требования к пилотам. Прежде, чем начать учиться на пилота, вас обязательно обследуют врачи и «прокатают» на небольшом одномоторном самолете. Совершат несколько виражей, чтобы выявить как моральную, так и физическую реакцию организма. Следует отметить, что не только студенты соответствующего факультета Национальной Авиационной Академии по окончании обучения могут стать пилотами. В Академии есть курс подготовки пилотов для тех, у кого, например, уже есть высшее образование, но наряду с этим велико желание исполнить детскую мечту. 2 года теории и 6 месяцев практики — минимальный курс пилотов. Обучение английскому языку — обязательное. Пилоты на международном языке общаются не только с диспетчерами аэропортов, но и друг с другом. Также все переговоры фиксируются в «черном ящике». Но практически ваш курс может продлиться дольше, так как все будет напрямую зависеть от показанных навыков управления на тренажере, результатов экзаменов и заключительного решения комиссии, которая скажет, можно ли под вашу ответственность доверять жизни сотен пассажиров или нет. Тем более, что в авиакомпании «АзербайджанХава Йоллары» уделяют вопросу безопасности полетов очень большое внимание.
Авиасимулятор у вас дома!
Чувствуете, что вам уже захотелось посидеть в кабине пилота и отправиться на Boeing 767 из Баку в Париж? Или может даже в Лос-Анджелес? Авиатренажер, конечно, не домашнее развлечение, но, если вы проявляете интерес к играм в жанре симуляторов, то наверняка слышали о самом известном компьютерном симуляторе всех времен — Microsoft Flight Simulator. Он берет игровое начало еще в 1982 году, однако уже с версии, вышедшей в 1998 году, игровое подразделение Microsoft объявило, что в разработке Flight Simulator учувствовали представители корпорации Boeing. От многих других авиасимуляторов MSFS отличается весьма реалистичной физикой полета, а значит, большей сложностью управления самолетом. Наличие многих крупных аэропортов мира с реалистичными данными, достоверным ландшафтом, натуралистическими погодными условиями и отличной графикой сделали данную серию симуляторов одной из лучших в своем классе. В игре предусмотрены такие нюансы, как автопилот, диспетчерское сопровождение, возможность загрузки реальных погодных условий для полета из интернета. В серии присутствует трафик самолетов, летающих по расписанию и под надзором служб управления воздушным движением. Также имеются встроенные средства анализа полетов и повтор. Есть и курс обучения.
Сильнейшая черта данной серии — ее открытость для создания собственных моделей авиалайнеров и аэропортов. За свой срок существования серия собрала сотни тысяч поклонников виртуальной авиации. А участники крупнейших сообществ и форумов в Сети даже называют себя «симмерами». К сожалению, с 2007-го года игровое подразделение Microsoft официально объявило о приостановлении проекта в связи с финансовыми проблемами. Правда в 2012 году был выпущен бесплатный симулятор под названием Microsoft Flight, однако его поддержка прекратилась через год. Ввиду того, что данный симулятор не включал столь большую базу данных, как версия Flight Simulator X 2007 года выпуска и позиционировался больше как аркадная игра, она не привлекла поклонников жанра настоящих симуляторов. Кстати, на файловых серверах, посвященных MSFS, куда загружены сотни разных аддонов и плагинов, можно найти и модели самолетов в ливреях AZAL.
Неплохой графической составляющей может похвастаться и авиасимулятор X-Plane, разработанный программистами компании Laminar Research. Изначально он был разработан для Mac OS X, однако позже были выпущены версии для Windows и Linux. И хотя «симмеры» считают, что по уровню реалистичности управления самолетом его нельзя сравнить с легендарным Microsoft Flight Simulator, нельзя не отметить, что воспроизведение моделей, погоды и физики в X-Plane при хороших технических характеристиках процессора и видеокарты оказываются на достаточно высоком уровне.
В заключение материала мы хотели бы выразить искреннюю признательность ректору Национальной Академии Авиации Азербайджана академику Арифу Мир Джалал оглы Пашаеву за предоставленную возможность в освещении столь высокотехнологичного процесса практической подготовки пилотов для современной Гражданской Авиации. Мы также благодарим директора Тренажерного центра Академии профессора Рауфа Джафарзаде за увлекательную экскурсию.
С авиасимуляторами в Национальной Академии Авиации Азербайджанской Республики знакомился Анар Алиев
