Пилотируемые полеты: почему в США акцент на человеке, а в России – на автоматике?

Posted November 14th, 2014 at 8:17 pm (UTC+0)
10 comments

Разрушение в воздухе SpaceShipTwo (SS2) вызвало немало вопросов касающихся не только непосредственных причин гибели корабля, но и более общих предпосылок, приведших к этой катастрофе.

Один из вопросов, возникших у российских космических экспертов, был следующий: «Почему у американцев в пилотировании корабля такая большая роль отводится ручному управлению, в отличие, например, от России, где основной упор в летной эксплуатации космической техники с людьми на борту делается на автоматику?».

Действительно, если б SS2 управлял компьютер, то он ни при каких обстоятельствах не разблокировал бы тормозное оперение корабля на скорости ниже безопасной, а, значит, катастрофы бы не произошло. Подобный алгоритм пилотирования уже почти 30 лет используется в гражданской авиации на так называемых fly-by-wire лайнерах.

Термин fly-by-wire, дословно переводящийся, как «летающий по проводам», относится к самолету, в котором все действия пилота опосредуются компьютером. Он не позволяет летчику сделать ничего такого, что могло бы поставить под угрозу безопасность полета. Все лайнеры концерна Airbus, начиная с семейства узкофюзеляжных А320, в изобилии населяющих в том числе и российские аэропорты, являются fly-by-wire. Самолеты фирмы Boeing, начиная с «777-го», также «летают по проводам».

Впервые система управления самолета посредством передачи электрических сигналов с органов управления на рули была опробована в 1930-е годы на советских шестимоторных самолетах типа АНТ-20. Правда, речь шла лишь о способе связи рук и ног летчиков с отклоняющимися поверхностями крыльев, киля и стабилизатора самолета. Никакого корректирующего вмешательства компьютера в действия пилотов в те годы, конечно, быть не могло по причине отсутствия подобной электронной техники.

Но вернемся к главному вопросу: почему в Америке в пилотировании космического корабля главную роль играет человек, а в России – автомат? И как тут не вспомнить строки из произведения Алексея Толстого «Князь Серебряный»: «Много доброе и злое, что как загадочное явление существует поныне в русской жизни, таит свои корни в глубоких и темных недрах минувшего».

Свидетельствует Валентина Пономарева

Валентина Пономарёва – это одна из дублеров первой женщины-космонавта Валентины Терешковой. В 1960-е годы Пономарева, а также несколько других женщин (всего пять, включая Терешкову) были кандидатами на космический полет, однако, в силу ряда причин никому из них слетать не удалось.

Вот, что она написала в своих мемуарах «Женское лицо космоса»: «Мне казалось, что наша безоговорочная ориентация на автоматику – это просто чье-то заблуждение и неразумное упорство, и лишь значительно позже, «перелопатив» много книг и архивных документов и много «передумав», я поняла, что это вовсе не заблуждение и не концептуальная ошибка, а именно естественных ход событий: «ставка на автоматику» была следствием и составной частью свойственного нашей идеологии тотального недоверия человеку».

«А корни этого недоверия, – продолжает Пономарева, – надо искать в периоде индустриализации страны, когда огромные массы людей ручным трудом, почти что «топором и долотом», как в гоголевские времена, строили фабрики и заводы и практически с нуля за короткий срок создали мощную промышленность. Это был вопрос выживания молодого советского государства, и пропаганда постаралась внедрить в сознание людей мысль, что техника решает все».

Отсюда, по мнению дублера Терешковой, «непосредственно вытекало, что отдельный человек мал и ничего не значит, что он лишь «винтик» огромного механизма. Под мощным идеологическим прессом и сформировались два радикально различающихся типа сознания: стереотип «винтика» в массовом сознании и сугубо технократическое сознание у руководящей партийно-хозяйственной верхушки. А при технократическом типе сознания предпочтение всегда отдается технике».

«Вот потому-то, – пишет Пономарева, – «железке» доверяли, а человеку – нет. Не доверяли изначально – при разработке корабля заложили приоритет автоматики; не доверяли при подготовке – за разрешение на ручное управление космонавтам приходилось бороться; не доверяли в полете – при отказах техники космонавт если и получал разрешение на ручное управление, то тогда, когда было уже поздно. И по существу получалось так, что это не совсем его полет, что скорее он сам «при полете», а это принципиально. И это, как никто, остро чувствовали космонавты».

Космонавт всегда крайний

Действительно, в своих действиях советские космонавты были жестко ограничены бортовой инструкцией и указаниями Земли. «Самодеятельность исключается»,- писал [летчик-космонавт] В.А. Шаталов. И при этом вину за срыв программы нередко сваливали на экипаж.

Вот характерный пример, рассказанный Пономаревой: «В полете Сарафанова и Демина на «Союзе-15» (август 1974 года) при сближении со станцией «Салют-3» автоматика вместо тормозного отрабатывала разгонный импульс, и они едва избежали столкновения. Земля не дала разрешения на сближение в ручном режиме. А после посадки космонавтов предупредили, чтобы они не очень усердствовали в «разоблачении» недостатков техники – это, мол, не понравится разработчикам… Потом их (космонавтов – Ю.К.) обвинили в срыве программы. Вопреки логике: ответственность на человека можно возлагать тогда, когда он, во-первых, имеет возможность действовать и, во-вторых, имеет свободу действий».

«Ведь аварийная ситуация, – подчеркивает Пономарева, – как правило, бывает чревата недостаточностью информации, дефицитом времени, другими негативными свойствами и требует принятия решений, не только выходящих за рамки инструкций, а иногда и вопреки им. Человек в опасной ситуации должен иметь право на самостоятельное принятие решения, иметь право на риск. И должен думать о выходе из ситуации, а не об ожидающем его «разносе» за самостоятельно принятое решение».

Следует помнить, что данные строки относятся к советской космонавтике 1960-х– 1970-х годов, когда участие экипажа в пилотировании «Союза» действительно было сведено к минимуму. С началом осуществления программы многоразового корабля «Буран» во второй половине 1970-х годов (по существу – космического самолёта), стало очевидно, что экипажу этого «челнока» придется брать на себе реальные пилотские функции в ходе полёта. Это способствовало пересмотру роли космонавтов на борту крылатого корабля в направлении придания им более активной функции в управлении летательным аппаратом.

А как у «них»?

«И как же тут не вспомнить, – пишет в своих мемуарах Пономарева,  что уже на «Меркурии» астронавт мог принимать решение самостоятельно, сообразно обстановке!».

Уже тогда, в начале 1960-х годов, «Меркурий» – первый пилотируемый космический корабль США – был в большей степени зависим от действий человека в кабине, чем «Восток», или впоследствии «Союз» (кстати, все последующие модификации советского/российского корабля были, в частности, направлены на повышение степени автоматизации его управления).

Но значительно более широкие возможности по самостоятельному принятию решения были не единственным отличием американских астронавтов от их советских коллег. Американцев не удовлетворяло то, что первоначально требовалось от них в полётах. По их мнению, выраженному ехидными словами одного из них – Дика Слейтона – к ним относились, как к «обученными в колледже шимпанзе».

Вот, что рассказывает об этом американский писатель Том Вулф, автор знаменитой книги «То, что надо»: «Семеро парней (астронавтов первого набора – Ю.К.) были на пределе. Их раздражала «капсула» – и само слово и заявления о том, что внутри её будет сидеть не пилот, а подопытное животное. Постепенно в публикациях и отчётах НАСА начали употреблять термин «космический корабль». Затем подняли вопрос об окне кабины. В капсуле «Меркурия» окна не было – лишь маленький люк сбоку от головы астронавта. Окружающий мир можно было рассмотреть исключительно с помощью перископа. Считалось, что наличие окна может вызвать пробой обшивки из-за перепадов давления. Теперь же астронавты настаивали на том, чтобы окно было.  И инженеры начали проектировать его. Затем парни стали требовать люк, который они могли бы открывать самостоятельно. Люк в его нынешнем виде запирался на болты. Чтобы выбраться из капсулы после приводнения, астронавту нужно было либо протиснуться через горловину, словно вылезая из бутылки, либо ждать, пока болты открутят. Теперь инженеры стали проектировать люк с разрывными болтами: астронавт мог открыть его с помощью детонатора…».

«Вот во что всё упиралось, – подчеркивает Вулф, – БЫТЬ ПИЛОТОМ, А НЕ ПОДОПЫТНЫМ КРОЛИКОМ. Но парни не остановились на окне и люке, вовсе нет. Теперь они хотели… ручного управления ракетой… Они ещё хотели полностью контролировать процесс вхождения в атмосферу. Они желали устанавливать угол атаки капсулы самостоятельно и запускать тормозные двигатели без всякой автоматики. Все они считались опытными военными лётчиками,… поэтому они собирались отправиться в космос, как пилоты, а не в какой-либо другой роли».

Поэтому, не будет преувеличением сказать, что астронавты «Меркуриев» не просто во многом определили то, как они должны были летать на этих кораблях, но и сыграли активную роль в его проектировании.

Летчик летчику рознь

Справедливости ради отметим – большинство космонавтов первого набора, в отличие от своих американских коллег, не могли назвать себя «опытными военными лётчиками». Они были новоиспечёнными пилотами ВВС, от которых требовалось не столько проявлять операторские навыки, полученные ими в авиационных училищах, сколько обладать «абсолютным» здоровьем.

Это и неудивительно – ведь главная задача, стоявшая перед «первопроходцами Вселенной» состояла в том, чтобы благополучно перенести космические полёты. По этой причине, кстати, если возраст шестёрки космонавтов, летавших по программе «Восток» лежал в диапазоне 25-34 года, то у шестёрки астронавтов программы «Меркурий» – 35-40 лет.

Юрий Гагарин получил квалификацию летчика 1-го класса за свой космический полет, который никак не усовершенствовал его летные навыки. Общий налет первого космонавта к моменту его гибели в 1968-м году составил всего 379 часов. Для регулярно летающего летчика-истребителя (а у Гагарина были длительные перерывы в полетах) – это в лучшем случае приближение к уровню 2-го класса.

Требование «главное – выжить» было отчасти связано с тем огромным пропагандистским значением, которое придавалось первым советским космическим миссиям. Они должны были пройти абсолютно гладко, чтобы лишний раз подчеркнуть мощь науки и техники СССР. Всякое усложнение программ полётов на той, ещё весьма несовершенной технике, увеличивало возможность отказов и даже аварий, а потому было крайне нежелательно.

Как тут не вспомнить печальную шутку Гагарина: «Никак не могу понять, кто я: то ли первый человек в космосе, то ли – последняя собака». Первый «Восток» был полностью автоматизирован. Вмешательство космонавта в управление кораблем было предусмотрено, но лишь в самом крайнем случае. Для этого Гагарину нужно было достать из-за панели конверт, в котором содержались коды разблокировки автоматики. Это была своего рода защита от неадекватного состояния космонавта – он смог бы взять управление кораблем в свои руки только находясь в «твердом» уме.

«Водители» кораблей, или «рулевые» космической программы?

Значительное количество из требований астронавтов, в частности, касаемо активной роли пилота в управлении кораблём, было, как уже отмечалось, учтено инженерами и отражено в конструкции «Меркуриев». Более того, астронавты могли донести до сведения президента свои мысли и заботы о состоянии национальной космической программы, не опасаясь при этом за последствия, которые могло иметь для них такого рода обращение.

Когда же советские космонавты собрались в 1970 году отправить письмо в ЦК и правительство, в котором хотели обратить их внимание на серьёзные проблемы космической отрасли, то их начальник генерал-полковник Николай Каманин оставил такую запись в своём дневнике (опубликован под названием «Скрытый космос»): «…не надо забывать, что обнажение всех причин наших провалов в космосе не доставит удовольствия самым высоким руководителям партии и государства. Уверен, что все космонавты согласятся подписать письмо Брежневу, но имею ли я право на риск подвести их под мощный ответный удар?».

Частное, как проявление общего

Как мы видим, различная философия управления американским и советским/российским космическим кораблем во многом обусловлена разной философией жизни американского и советско-российского общества: значительно более уважение индивидуальных прав и свобод, в частности, свободы выбора и действий, предопределяет большее доверие к поступкам человека, в том числе и в кабине космического корабля.

Интересно, что эта особенность американской философии (и, что самое интересное, на контрасте даже с европейской) отразилась в создаваемых в США пассажирских авиалайнеров flу-by-wire. Летчики «Боинга-777» могут в случае необходимости полностью отключить компьютерную «страховку» и пилотировать самолет в том числе и за пределами ограничений по безопасности. Действия экипажей самолетов Airbus всегда контролируются компьютером, который «делегирует» свои контролирующие функции пилотам лишь в случае ряда существенных отказов электронных «мозгов» лайнера.

Сложно сказать, насколько «человекоцентристская» философия управления проявит себя в новых космических кораблях типа «Орион», «Дракон», Dream Chaser и пр., создаваемых в США. Но вполне вероятно, что конструкторы этих машин при всей развитости современных автоматических систем управления, будут традиционно ориентироваться на присутствие в кабине парней «что надо».

Юрий Караш

10 responses to “Пилотируемые полеты: почему в США акцент на человеке, а в России – на автоматике?”

  1. Q says:

    В США есть направление полностью автоматических аппаратов. И оно очень эффективно. Возможно, что большие полномочия пилотов – следствие жесткой конкуренции между направлениями – пилотируемым и автоматическим. Потому как, если и пилотируемыми аппаратми будет управлять автоматика, то у конкурентов появится дополнительный аргумент на тему, – а люди-то там на кой?

  2. спокойный says:

    умом россию не понять аршином общим не измерить у ней особенная стать в россию можно только верить эти слова поэта являются описанием психического заболевания а за больными людьми нужен досмотр строгий иначе они могут и не такое натворить именно поэтому в советской армии а сейчас в российской было гораздо больше офицеров чем в американской именно поэтому бюрократический аппарат в россии столь громоздкий и неповоротливый и именно поэтому нигде в том числе в космосе доверия человеку нет винтик и все

  3. ELLA says:

    Человек пока что дешевле.
    Если создавать компьютерный блок, который мог бы предусмотреть все возможные и невозможные ситуации, то это была бы очень дорогая вещь, она бы одна стоила как целый корабль.
    Человек с высоким IQ, обученный на основном тренажере, имитирующем стандартные ситуации, но имеющий хорошую теоретическую подготовку, примерно в 50-80% случаев успешно разрешит и нештатную ситуацию.
    Но, возможно, если человек попал в запредельно сложные несмоделированные ситуации, то он не сможет найти нужное решение. И с этим приходится мириться.

    С другой стороны, у нас нет никаких оснований считать, что супер-сложный компьютерный блок обезопасит личный состав на все 100%.
    По-моему, обычная логика приводит к такому выбору из дилеммы человек-автоматика.

    • Иванович says:

      ” Но, возможно, если человек попал в запредельно сложные несмоделированные ситуации, то он не сможет найти нужное решение. И с этим приходится мириться. ”
      ———————————————————————

      Это не совсем так. В 2010 году на высоте 10 километров у самолета Ту-154М авиакомпании “Алроса” отказали системы электроснабжения и навигации, сработала сигнализация аварийного остатка топлива. Российские пилоты провели экстренное снижение, пробили облака и визуально стали искать подходящую площадку. Вынужденная посадка была произведена в тайге недалеко от села Ижма.

      Специалисты утверждают, такое в истории авиации ещё не удавалось никому.
      “Когда командир увидел, что система выключилась и никакой связи с землей нет, он понял, что самолет придется сажать “вручную”. И объявил об этом экипажу. Чтобы не началась паника, пассажирам ничего не сказали. Надо отдать должное высококлассным бортпроводникам – они вели себя безупречно. Никто из пассажиров даже не догадался о ЧП. В салоне было тихо и спокойно до тех пор, пока он не стал снижаться. Тогда уже командир объявил людям об аварии”, – рассказала Рифката Низамова.

      Пилот первого класса, кавалер Ордена мужества Николай Виноградов пояснил: “Машина осталась на руках. Там бешеные нагрузки. Все стрелки падают вниз до нуля, самолёт начинает дёргать из стороны в сторону. Так как все приборы отказали, лётчики поставили стакан воды и по нему определяли, с каким углом идут, какой тангаж”.

      Совершить такую посадку в таких условиях! Я преклоняюсь перед тем, что они сделали.

      “Это не чудо, это хорошая подготовка экипажа такая. У нас есть тренажеры, мы учим на все случаи жизни”, – сказал командир Мирнинского авиапредприятия авиакомпании “Алроса” Олег Варнавский.

      Поэтому ” человек с высоким IQ,… имеющий хорошую теоретическую подготовку ” не разрешит нештатную ситуацию. Нужна ещё и практика, профессионализм, умение управлять вручную при любых обстоятельствах.
      Добавлю, что необходимы пилоту ( космонавту ) также и мужество, самообладание, выдержка на уровне летчика-испытателя, чтобы не спасовать и не растеряться в трудную минуту.

    • Иванович says:

      Катастрофа лайнера авиакомпании Air France, которая произошла 1 июня 2009 г рейса АF447 Рио-де-Жанейро – Париж подтверждает, что причиной её были технические неполадки, но вместе с тем- медленное реагирование пилотов в критический момент. Главная причина – недостаточная подготовка пилотов, особенно в пилотировании на большой высоте и в пилотировании вручную.

      Из фрагмента записи разговоров пилотов, который приводит газета «Фигаро», следует, что в течение почти двух минут, с того момента, когда пилоты почувствовали, что самолёт перестал им подчиняться, они не могли с точностью определить, что именно происходит, так как показания приборов были противоречивы. Они не могли определить, падает самолёт или не падает.

      Датчики высоты и скорости отказали из-за обледенения на большой высоте.
      Эксперты утверждают, что эти неполадки в принципе могли бы быть преодолены опытным экипажем, но не тем экипажем, который пилотировал злополучный рейс АF477. Отсюда и упрёки в адрес авиакомпании и требования уделять больше внимание качеству подготовки пилотов.

      Газета «Фигаро» поместила статью «Катастрофа Рио-де-Жанейро – Париж: рекомендации экспертов». В ней приводятся четыре предложения, которые сделала комиссия по изучению обстоятельств катастрофы.

      Первая рекомендация: ввести специальные дополнительные тренировки для повышения навыков ручного пилотирования в критической ситуации.

      Вторая рекомендация: улучшить слаженность работы экипажа. Анализ показал, что в тот момент, когда командир экипажа закончил свою вахту, два его помощника не смогли точно распределить между собой обязанности.

      Третья рекомендация: поместить в кабине пилотов видеокамеру для видеозаписи всех показаний приборов. Это смогло бы существенно дополнить данные по обстоятельствам аварий в будущем. Сейчас обязательным является только аудиозапись переговоров.

      Четвёртая рекомендация: поместить в кабине пилотов дополнительные индикаторы, предупреждающие о падении самолёта с высоты.

  4. Q says:

    Не трудно представить, что кто-нибудь из космонавтов захотел бы приземлиться там, где рекомендовал Бродский (“Земля везде тверда, рекомендую США”). Даже интересно, чьим космонавтом считался бы Гагарин, приземлись он в США. Но такого выбора ему не предоставили. Поэтому приземление корабля шло под контролем ЦУПа.

    • Иванович says:

      А что он хотел, Гагарин?
      Я, например, никогда не забуду, когда впервые выехал на трассу, без инструктора.
      И это наверное все помнят. Нагляделся потом на аварии досыта и сам был ни раз в аварийных ситуациях. Так это же автомобиль. А тут Космос!
      Впервые в мире, с человеком на борту. Многое неизведанное, огромные перегрузки и т.д. Реактивный самолет- это одно, а космический корабль- совсем другое. Многие сейчас говорят, что Гагарин мог вообще не вернуться из Космоса.
      Он и без ручного управления хлебнул по уши.
      А что касается приземления, то и сейчас, спустя 50 лет, каждая страна, в т.ч. США и Китай, принимают на своих аппаратах возвращающихся космонавтов на своей территории.
      И это правильно, тут по-моему даже и обсуждать нечего.
      Все полеты космических аппаратов как проводились, так и должны проводиться под контролем ЦУПа, однозначно.

  5. Пётр says:

    Пилотируемые полеты: почему в США акцент на человеке, а в России – на автоматике?

    Потому что в капитализме человек – винтик, расходный материал. Как любят говорить либерал-реформаторы “не вписался в рынок”. Жизнь и интересы человека постоянно приносится в жертву чьей-то прибыли. Когда людей делят на классы, обесценивание человеческой жизни неизбежно.

    • Larry says:

      Petr,
      It is not clear what capitalist system you keep in mind: capitalism with respect to human rights and individual personality or ugly mix of soviet brutal mentality with government controlled corruptive state neo-capitalism, existing in modern Russia?
      Professionalism and trust to the pilot is mandatory for success of any mission, especially space flight. Automation circuit shall be designed as a back-up measure for skillful pilot.
      Don’t forget that Russian designers buy complex software and hardware from Western manufacturers, because Russia is traditionally behind developed world in high-tech industry. Lisenko effect is very strong up to date and the country is still unable to overcome it. Years of cybernetics denial in mid 50th based upon false distorted ideology are very strong remnants of the Soviet Past, which still reflect Russian weakness in computer science and cybernetics technology.
      Your then president Medvedev visited Silicon Valley to study why this region is a catalyst of high-tech ideas, which already changed the World, but he did not get major thing: freedom of expression, absence of Government dictate and free enterprise are three necessary whales for success. These whales are not visible in modern Russia and the country is destined to be in the backyard of civilized world, unless the people realize that Kremlin shall be purged.

  6. Пётр says:

    Larry,
    Capitalism is a system where the interests of a one rich individual can become more important than the interests of all other people. Capitalism contradicts the social contract.
    What is the Silicon valley, I have never heard of it?
    And you confuse capitalism and freedom. They are different things. Ask working people in USA are they really feel free, being poor slaves of capitalists.
    Capitalism is absolute freedom for a few and slavery for all others.

Leave a Reply to Q Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Автор

Sample Page

Karash-photoЮрий Караш.  Родился в Ленинграде.  Эксперт по вопросам космической и авиационной политики, а также международных отношений.  В СССР получил степень кандидата исторических наук, а в США – магистра внешней политики и доктора философии.  Автор трех книг, две из которых были опубликованы в СССР/России, а одна – в США.  В 1989 году вошел в число финалистов творческого конкурса, проведенного «Союзом журналистов СССР» в рамках проекта «Космос – детям», на право стать первым советским журналистом, полетевшим в космос.  Профессиональный пилот.  Член-корреспондент Российской академии космонавтики имени Циолковского.  Регулярно выступает в центральных российских и западных СМИ по авиационно-космической и общеполитической тематике.

Наши блоги

Календарь

November 2014
M T W T F S S
« Oct   Dec »
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930