Günümüz modern yolcu uçaklarında, pek çok ileri teknoloji ürünü pilotlara yardımcı olmaktadır. Bunların en kritik örneği, şüphesiz oto-pilot sistemleridir.
Oto-pilot sistemleri, günümüzde oldukça gelişmiştir. Öyle ki, modern bir yolcu uçağı, pilotlar kalkışı manuel olarak yaptıktan sonra kalan bütün yolculuğu, ve gerekli görülürse inişi bile, kendi oto-pilot sistemleriyle tamamlayabilir. Hatta son zamanlarda Airbus’ın üstünde çalıştığı bir teknoloji ile yolcu uçakları, havalimanındaki taksi yollarından piste gelme, pisti hizalama ve kalkış işlemlerini de kendi oto-pilot sistemleriyle yapabilecektir. Bu sistemlerin ayrıntılarına ilerleyen kısımlarda değinilecektir.
Oto-pilot sistemlerinin çalışma prensibi genel olarak şöyledir:
- Pilot, uçağın olması gereken durumunu uçuş bilgisayarına ve/veya oto-pilot konsoluna girer.
- Uçağın çeşitli yerlerinde bulunan sensörler aracılığıyla uçağın anlık durumunu sürekli olarak kontrol eden uçuş bilgisayarı, pilotun bildirdiği veya daha önceden girilmiş olan koşullarla anlık durumu karşılaştırır.
- Aradaki sapma miktarını hesaplayan uçuş bilgisayarı, bu sapma miktarını azaltacak yönde aktüatörlere (kontrol yüzeylerinin hareketini sağlayan hidrolik veya elektronik hareket unsurları) kumanda verir.
- Kontrol yüzeyleri sayesinde uçağın hareketi sağlanır. Uçak hareketine devam ederken uçuş bilgisayarı hala anlık olarak uçağın durumunu, istenilen durumu ve sapma miktarını gözlemler.
- Sapma miktarı sıfıra yaklaşıp, istenilen durum ile uçağın durumu eşitlenmeye yaklaşırken, uçuş bilgisayarı kumanda şiddetini yavaş yavaş azaltarak istenilen durum elde edildiğinde uçağın da tamamen stabil olmasını sağlar.
Böylece oto-pilot, uçağı pilotun uygun gördüğü veya daha önceden planlanıp uçuş bilgisayarına girilmiş koşullara getirir.
Basitçe 5 maddede özetleyebildiğimiz bu sistem, günümüzde gerçekleştirilen ve kimi 18–19 saatlere yaklaşan uçuşların (Singapore Airlines, Singapore-New York) bu kadar konforlu ve güvenli geçmesini sağlayan sistemdir.
Tabii ki bu sırada pilotlar da, aynı uçuş bilgisayarı gibi, uçağın anlık durumunu, oto-pilotun yaptığı manevraları, harcanan yakıt miktarını ve daha bir çok veriyi sürekli olarak kontrol edip bir şeylerin ters gitmediğinden emin olurlar.
Yolcu uçaklarında kullanılan başlıca oto-pilot türleri:
İrtifa (Altitude) Oto-pilotu:
İrtifa tutucu oto-pilot, uçağın irtifasını istenilen değere getirir ve orada tutar. Uçağın irtifa kazanması veya kaybetmesi gerekiyorsa, pilot yeni irtifayı oto-pilot kontrol paneline girer (A380 panelinde orta-sağda ALT yazan kısım. 30000 feet’e ayarlanmış). Ancak girilen yeni irtifa değeri girilmesi tek başına yeterli değildir. Bunun yanında alçalma veya yükselme hızının da (Vertical Speed- V/S) girilmesi gereklidir. Oto-pilot bu verileri kullanarak uçağı istenilen irtifaya getirir.
Günümüzdeki sivil havacılık kuralları gereği, zıt yöne giden uçaklar yakın olsalar da olmasalar da aynı irtifayı kullanamaz. Doğuya doğru giden uçaklar (0°–179° Manyetik uçuş başı) binler basamağı tek olan irtifalarda (35000, 37000 feet gibi), batıya doğru giden uçaklar ise (180°–359° Manyetik uçuş başı) binler basamağı çift olan irtifalarda (36000, 38000 feet gibi) uçmak zorundadır. Böylece zıt yöndeki uçakların çarpışma riski en aza indirilir.
Bu durumda zıt yöne ilerleyen iki uçağın arasında yalnızca 1000 feet ( 304.8 m) durumlar vardır. İşte bu noktada, uçakların belirlenen irtifadan sapmadan ilerlemesi kritik önem arz eder ve modern irtifa oto-pilot sistemleri bu işi güvenle yerine getirirler.
Uçuş Başı (Heading) Oto-pilotu: Heading oto-pilotu, isminden de anlaşılacağı gibi uçağın istenilen uçuş başına (yönüne) dönmesini ve bu yönü korumasını sağlayan oto-pilottur (A380 panelinde orta-solda HDG yazan kısım. 0° ayarlanmış). Uçuş planı dışı kaçınma yapılacağı zaman veya son yaklaşmada kule tarafından iniş sırasını düzenlemek için pilota belirli zamanlarda belirli uçuş başı verdiğinde kullanılabilir. Uçağın uçuş yönünü değiştirebilmesi için sağa veya sola belirli bir yatış yapması gerekir. Uçuş başı oto-pilotunda bu yatış derecesi de belirlenebilir. Yolcu uçaklarında kanatlara binen yük kritik sınıra yaklaşmasın diye bu yatışlarda 30° geçilmez. Pilot manuel olarak yatış açısını arttırırsa uçak uyarı verir.
Sürat Oto-pilotu: Sürat oto-pilotu, aynı diğer oto-pilot sistemleri gibi uçuşun çoğu anında açıktır. Uçağın olması gereken veya istenilen sürate gelmesi ve o süratte kalması için motor gücünü ayarlar. Bu sistemin çalışması için pilotun oto-pilot paneline istenilen sürat değerini girmesi (A380 panelinde HDG kısmının solunda SPD. 100 knot’a ayarlanmış) ve Autothrottle sistemini (Motora giden yakıt miktarının otomatik olarak ayarlanmasına izin veren sistem) aktif etmesi gerekir. Bu işlemlerden sonra oto-pilot uçağın gaz kollarını ve yakıt akışını kendi kontrol etmeye hazırdır. Her ihtimale karşı gaz kollarında autothrottle devreden çıkarma düğmesi (A/T Disengage) bulunur. Pilotlar acil bir durumda hızlı bir şekilde sürat oto-pilotunu devreden çıkarıp gerekli gücü sağlarlar.
Bunların dışında oto-pilot, uçuşun başında uçuş bilgisayarına girilen çizgisel rotayı da takip edebilir (LNAV olarak bilinir). Pilotlar uçuş sırasında bu rotada düzenlemeler yapabilirler.
İniş ve Kalkışta Kullanılan Sistemler
Daha önce bir uçağın insan müdahalesi olmadan inebileceğinden bahsetmiştik. Şimdi bu sistemin nasıl çalıştığına bakalım.
ILS sistemi(Instrument Landing System-Aletli İniş Sistemi), günümüzde görüşün en kapalı olduğu hava şartlarında bile uçağın sağlıklı bir şekilde iniş yapmasını sağlar. Sistem genelde iki kısımdan oluşur. Bunlardan biri uçağın yatay düzlemde pisti hizalamasını sağlarken, diğeri dikey düzlemde uçağın uygun alçalma hattını (süzülme hattı-glide slope) yakalayıp korumasını sağlar.
ILS sistemi için pist sonunda yatay düzlemde yönlendirme vericisi (Localizer) ve pist başında süzülüş hattı vericisine (Glide slope transmitter), uçakta da bunları algılayabilecek alıcılara ihtiyaç vardır.
Uçağın ILS vericilerini algılayabilmesi için belirli bir irtifada (genelde 2500–3500 feet arası) ve vericilere göre belirli bir doğrultuda olması gerekir. Kule, uçağın doğru irtifada ve doğrultuda olması için pilotu yönlendirir. Pilot ilgili ILS vericilerinin frekansını alıcılara girer ve verici sinyali için beklerler. Uçaktaki alıcılar Localizer sinyalini yakaladıklarında uçuş bilgisayarı uçağı tam olarak pist hizasına sokmaya başlar. Süzülüş hattı sinyalleri de alıcılar sayesinde yakalanır ve uçuş bilgisayarı uçağı bu süzülüş hattında alçaltmaya başlar. Süzülüş hattı genelde 3° eğimlidir. Daha dik bir alçalma açısı yolcu konforunu azaltacak ve yapısal yüklemeleri artıracakken, daha az bir alçalma açısı ise alçalma mesafesini uzatacaktır. Bu yüzden en optimum alçalma açısı 3° olarak belirlenmiştir. Savaş uçakları bu açı daha dik olabilir.
Bu şekilde bir uçak, pist hiç görünmese bile pistin doğru noktasına teker koyabilir.
Uçak teker koyduktan sonra ise önceden pistin durumuna göre ayarlanmış (Islaksa daha sert fren gerekir.) otomatik fren sistemi yardımıyla kendi kendine yavaşlayabilir de. Airbus’ın A380 ve bazı diğer modellerinde kullandığı Brake to Vacate sistemi, pilotun pisti terk etmek istediği taksi yoluna göre en optimum frenlemeyi sağlar ve uçağı pistin o çıkışında istenilen taksi hızına getirir. Boeing benzer bir sistemi (Brake to Exit) üstünde çalıştığı 777X modelinde kullanmayı düşünüyor.
Airbus ATTOL Projesi
Airbus’ın üzerinde çalıştığı ATTOL (Autonomous Taxi, Take-off and Landing) projesi kapsamında geliştirdiği bir sistem, yazının başında da bahsettiğimiz gibi uçağın otonom olarak taksi yollarından piste gelmesini, pisti hizalamasını ve otomatik olarak kalkış yapmasına olanak tanıyor. Şu an için sadece otonom taksi ve kalkış testleri yapılıyorsa da, Airbus ilk tamamen otonom uçuşun 2020 yılının ortalarında yapılacağını söylüyor.
Boeing 737 MAX serisi ile birlikte otonom sistemlerin güvenilirliği sorgulansa da bu sistemlerin insan hatalarını azalttığı bir gerçek. Boeing hala 737 MAX yaralarını sarmaya çalışırken, Airbus otonom uçuş sistemlerini bir sonraki seviyeye taşımaya kararlı görünüyor.
