KTU mokslininkų kuriama inovacija padės užtikrinti saugų lėktuvų pakilimą

Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkų komanda sukūrė būdą orlaivių saugumui užtikrinti pakilimo metu. Per pirmąsias 10 sekundžių lėktuvui važiuojant kilimo ir tūpimo taku, KTU mokslininkų sukurtas įrenginys nustato, ar lėktuvas per duotą atstumą išvystys greitį, kurio reikia pakilimui. Inovacija gali būti pritaikyta tiek mažiems orlaiviams, tiek dideliems, komercinius skrydžius vykdantiems lėktuvams.

Remiantis JAV aviacinės-kosminės ir gynybos korporacijos „Boeing“ pateikta aviakatastrofų statistika, 13% nelaimių įvyksta būtent pakilimo metu. Vienas didžiausių iššūkių pilotams – nuspręsti, ar iškilusią problemą bus galima išspręsti pakilus, ar būtina stabdyti lėktuvą ir neleisti jam kilti.

Eurostato duomenimis, 85% visų lėktuvo avarijų 2016 metais buvo susijusios su bendrąja aviacija. Tai civilinės aviacijos rūšis, kuomet orlaiviai naudojami laisvalaikio, turizmo ar kitais tikslais ir neturi iš anksto nustatyto tvarkaraščio ar maršruto, priešingai nei avialinijų veikloje. Ekspertų teigimu, tokių skrydžių metu nutikusios nelaimės neišvengiamai yra susijusios su žmogiškuoju faktoriumi – piloto klaidomis.

„Kai atsiranda subjektyvumas, klaidos tikimybė – didelė“, – sako KTU Elektros ir elektronikos fakulteto mokslininkas dr. Darijus Pogodinas.

Padėtų išvengti subjektyvumo

Pats būdamas pilotas, jis puikiai išmano oficialius saugumo reikalavimus – kokio ilgio kilimo ir tūpimo takas reikalingas tam tikro svorio lėktuvams, atsižvelgiant į oro sąlygas ir kitas aplinkybes. Tačiau, pasak mokslininko, visi tokie apskaičiavimai yra naudingi tik tuomet, kai viskas veikia taip, kaip turėtų veikti: variklis dirba pilnu pajėgumu, nėra staigaus oro sąlygų pasikeitimo ar kitų sutrikimų.

Kai atsiranda nenumatytų kliūčių, pilotas gali klaidingai nustatyti lėktuvo pagreitį, neįvertinti, kad kilimo ir tūpimo tako ilgis yra per trumpas ir orlaivis neišvystys saugiam pakilimui reikalingo greičio.

„Jeigu lėktuvo variklis neveikia tinkamai, vėjas labai stiprus, pakilimo takas slidus, šlapias ar nelygus, oro drėgnumas per didelis ir panašiai, pilotui tenka kliautis savo subjektyvia nuomone ir įvertinti, ar, atsižvelgiant į esamas sąlygas, lėktuvas galės pasiekti pakilimui reikalingą saugų greitį per numatomą atstumą ar ne“, – aiškina KTU mokslininkas.

Siekiant išvengti subjektyvumo ir gimė idėja sukurti prietaisą, kuris lėktuvui pradėjus judėti, atsižvelgtų į akselerometro duomenis bei kilimo ir tūpimo tako ilgį ir objektyviai įvertinęs faktinį orlaivio pagreitį apskaičiuotų saugaus kilimo perspektyvą. Įrenginys informuotų pilotą, jei orlaivis negalėtų saugiai greitėti.

Laiku nustatytų netinkamas kilimo sąlygas

Drauge su KTU profesoriumi Vytautu Dumbrava, D. Pogodinas kuria įrenginį, kuris jau per pirmąsias 10 sekundžių lėktuvui važiuojant kilimo ir tūpimo taku, įvertintų, ar lėktuvas pasieks reikiamą greitį esant faktinėms sąlygoms. Pasak D. Pogodino, lėktuvui pakilti reikia 40 sekundžių, tad net jei prietaisas nustatytų netinkamas kilimo sąlygas, per likusį laiką pilotas spėtų saugiai sustabdyti orlaivį.

KTU mokslininkų sukurtas nešiojamas prietaisas naudoja orlaivio akselerometro duomenis. Lengvųjų ir ultralengvųjų orlaivių pilotai turėtų įvesti dar 5 papildomus duomenis: magnetinį kilimo ir tūpimo tako kursą, vėjo kryptį ir greitį, apytikslį kilimo ir tūpimo tako ilgį, pakilimo greitį (v1). Prietaisas pagreitį verčia į lėktuvo greitį, o greitį – į atstumą. Kol lėktuvas važiuoja pakilimo taku, apskaičiuojama sėkmingo pakilimo tikimybė.

„Inovatyvus matuoklis gali būti naudingas įvairaus dydžio orlaiviams, kuriems net nežymus vėjo krypties ar greičio pasikeitimas gali turėti lemiamos įtakos pakilimui“, – teigia V. Dumbrava.

Gali būti pritaikomas įvairaus tipo orlaiviuose

Pasak KTU mokslininkų, nors šio prietaiso prototipas buvo sukurtas ir testuojamas su mažais privačiais lėktuvais, inovacija gali būti pritaikyta įvairaus tipo orlaiviams, vykdantiems ir komercinius skrydžius.

„Sistemą galima nesunkiai įdiegti šiuolaikiniuose keleiviniuose lėktuvuose – „Boeing“, „Airbus“, „Embraer“ ir kituose. Tam nereikia papildomų jutiklių – speciali programinė įranga palygintų faktinį lėktuvo greitį su į programos atmintį įrašytu standartiniu greičio profiliu, nustatytu būtent tam lėktuvui. Tokiu atveju, kai realus lėktuvo greitis nesiektų nustatyto standartinio greičio, sistema siųstų pavojaus signalą“, – aiškina D. Pogodinas.

Ieško bendradarbiavimo galimybių

Įrenginio kūrėjai tikisi užmegzti bendradarbiavimą su aviakompanija, kuri norėtų išbandyti programinę įrangą vykdomų skrydžių metu.

„Mūsų siūloma inovacija prisidėtų prie bendro aviacinio saugumo pasaulyje. Deja, aviacijos istorija pažymėta krauju, nes nauji saugumo reikalavimai yra įdiegiami tik išanalizavus lėktuvo katastrofas sukėlusias priežastis. Esu daug bendravęs su patyrusiais, daugiau kaip 10 tūkstančių valandų skrydžių patirties turinčiais pilotais. Jie patvirtina, kad tokia objektyvi sistema, informuojanti apie pakilimo sąlygas, yra labai reikalinga“, – pabrėžia dr. Pogodinas.

Šiuo metu KTU mokslininkai siekia patentuoti prietaisą ir metodą, nustatantį saugų pakilimo tako atstumą – paraiška dėl šio išradimo 2018 metų kovo 5 dieną pateikta Lietuvos Respublikos valstybiniam patentų biurui (Paraiška nr. LT2018509). Užtikrinti sklandų produkto komercializavimo procesą padeda KTU Nacionalinis inovacijų ir verslo centras.