יום ראשון, 8 בפברואר 2009

Did You Say Avionics?

מיכאל טולדנו

"מה זה אויוניקה?”
זאת שאלה שנשאלה על ידי סטודנט מן המנין מהפקולטה "הקטנה והחמודה" שלנו.
הופתעתי מאוד שלא ידע, אז ניסיתי להסביר לו שזה אחד התחומים המאתגרים, המתקדמים והמתפתחים ביותר בתעשיית התעופה בעשור הקודם, ודאי וודאי בעשור הנוכחי ובעשור הבא. ניסיתי להסביר לו, שבימינו מחצית ההשקעות של תעשיית התעופה העולמית מכוונת למערכות אוויוניקה, ושהצמיחה העתידית בתחום כמעט וודאית...

אבל כאשר הסתבר לו שאוויוניקה זה בעצם קיצור של "aviation + electronics" הוא אמר "אהה! זה חשמל, זה לא קשור אלינו, זה תחום של מהנדסי חשמל!"....
בנקודה הזאת של השיחה, הבנתי שהסטודנט הצדיק הזה יצא כל כך בהלם מהקורס "מבוא" להנדסת חשמל, שהחליט שעד כאן בשבילו. ובעצם מכאן נולד הרצון שלי לכתוב כתבה אחת או שתיים בתחום בעיתון הפקולטי, במטרה להזכיר לכולם שהעתיד כבר כאן, ולצעוק שגם לנו, מהנדסי אווירונוטיקה לעתיד (בתנאי שנעבור בהצלחה את חדווא 1 אוויר) יש הרבה מה להגיד ועוד יותר מה לעשות.

אבל אל תבינו לא נכון. הפקולטה כבר פעילה בתחום וקיימים אצלנו חלוצים בעניין, רק שהסטודנט הפשוט לא חשוף לזה, וחבל. כמו שהתורה ירדה לעם דרך משה מסיני, גם היום ה"תורה" צריכה לרדת מ"פסגת מגדל האקדמיה" אל העם הפשוט (אנחנו, הסטודנטים עם 79 ממוצע מצטבר - כולל כל העוברים המותנים...).

אם נסתכל על העבר הלא רחוק נראה שהפקולטה יודעת לחפש, למצוא ולפתח תחומים חדשניים. היא הבינה מוקדם יחסית את החשיבות של כלי הטייס הבלתי מאויישים ונכנסה לזה חזק, ועד היום אנחנו משקיעים במספר רב של פרויקטי גמר המבטיחים לנו "עולם חדש" של כטב"מים: מל"ט, פזל"ט, מזל"ט ,"המל"ט התוקף של יום הדין" ,"המל"ט המתדלק מל"טים" וכו'...
אבל, מאז העולם השתנה: גם האמריקאים הבינו את יכולות הכטבמ"ים, השקיעו מילארדים ועקפו אותנו בסיבוב (הגלובל האוק למשל ממריא מפלורידה, טס לטיול באיראן וחוזר הביתה דרך תל אביב, וכל זה בלי שום מל"ט תדלוק...)

נסיים עם ההקדמות וניגש לעניין. נתחיל בגיליון הזה בנושא חביב, פשוט וחשוב: מערכות תצוגה במטוסים ("פשוט" ו"חשוב" הם מושגים "בלתי-תלויים", בניגוד למה שחושבים).

תחום התצוגות הוא אחד התחומים שעובר היום מהפכה של ממש, וכדי להוכיח את זה נעשה תרגיל קטן. הביטו בתמונות של תא הטיס באותו מטוס (B737) שנלקחו בהפרש של עשר שנים ומצאו את ההבדלים...



התמונה הראשונה שייכת לשנות ה-80 והשנייה לתחילת שנות ה-90, ולא השתנה כמעט כלום: נוספו שעונים שמילאו את החללים הריקים המעטים שנשארו, והטכנולוגיה נשארה זהה. לא בגלל שלא היו מחשבים, תמיד היו ותמיד רצו להכניס אותם, אלה שתכנולוגית ה-LCD לא היתה מספיק מתקדמת ואמינה.


התמונה השלישית שייכת לתחילת שנות ה-2000, והמטוס אותו מטוס.
כדי להבין מה קרה, נתחיל עם קצת היסטוריה. לפני 30 שנה, תא הטייס של מטוס אזרחי ממוצע כלל בתוכו יותר מ-100 מכשירי מדידה. מכשירי הטיסה היו עמוסים במחוונים, קווי רוחב וכל מיני סימנים משונים. קשה להאמין שטייסים הצליחו להבין משהו בתוך הבלגן הזה. בסוף שנות ה-90, תא הטייס התחיל להיות כל כף צפוף בפרמטרים, שהטייסים התקשו לייצר לעצמם תמונה כוללת של מצב הטיסה (situational global awareness).
מסיבה זו NASA השקיעה מאמצים רבים כדי לפתח תהליך שיאפשר למדידות המקוריות (raw data) להיות משולבות בתוך תצוגות ברורות יותר ומיוצגות באופן יעיל יותר, כך שהמצב ייקלט במבט אחד. כך נולד ה-PFD (primary flight display).



המהלך היה כל כך מוצלח שבסוף שנות ה-2000 ה-"glass cockpit" הפך להיות תקן במטוסי נוסעים ומנהלים, ואפילו מעבורות החלל עברו לתצוגות דיגיטליות.
וזאת היתה רק התחלה.
כיום, כמות המידע הנגיש לטייס יכולה להיות כל כך עצומה, שללא אנליזה ואינטגרציה אי אפשר להפיק ממנו אינפורמציה שימושית. צריך לזכור שבסופו של דבר תפקיד התצוגות האלה הוא לעזור לטייס לקבל החלטות. בעצם, בגלל כמות המידע הגענו למצב שהוספת פרמטרים לתוך ה-PFD יכול אפילו לשבש את תהליך קבלת החלטות אלו.
מהנדסים המשיכו לחפש פתרונות, וכך הוחלט שלצד ה-PFD יתוסף MFD (multi functional dispay), שפירושו במילים פשוטות "משחקיית המהנדס".



למה משחקייה? כי החל מעכשיו המהנדס עושה מה שמתחשק לו, כאשר את הקו המנחה מכתיבה חוות הדעת של הטייס, שהוא למעשה מעין לקוח. הטייס יקבע אם התוכנה שימושית, יעלה צורך מבצעי ויבקש פתרונות, אבל הוא לא מודע לפונקציונליות המלאה של המערכת ומה עוד ביכולתו של המהנדס לעשות. מתוך כל הנתונים הנמדדים או הנקלטים במערכת המהנדס יכול לחשב (כמעט) הכל. הוא יכול לדוגמה לחשב מסלול אופטימלי לנחיתה, טווח מקסימלי, ביצועי מנוע, ביצועי מסלול, מיקום במעטפת טיסה ובמעטפת משקל וכו' – וכך שהכל מיוצג בזמן אמת לטייס.
הוא יכול להציג לטייס שערוך של המסלול שלו לפי פרמטרי ה-GPS ,להזהיר אותו מפני פעולה מסוכנת, להציג לו dynamic check list שמתעדכנת כתלות במצב הטיסה...
הכל אפשרי, וכל המחברת של טייס 2 יכולה להשתלב במסך הקטן.
ונכון להיום המצב במטוסים נראה ממש כך:


אז אתם עדיין חושבים שזאת עבודה של מהנדסי חשמל? אני טוען שזה 100% עבודה של מהנדסי אווירונוטיקה וששלב התכנות הוא רק מכשול טכני נוסף בין אחרים! רק לנו יש את הידע הפיזיקלי וההבנה המערכתית הדרושה. לכן עלינו למלא את החלל הריק! יש כל כך הרבה מה לעשות בתחום ה- situational awareness שזה יכול להיות מקור לפרויקטי גמר מאתגרים ורבים בשנים הבאות. אולי זה מה שיעזור לנו להפוך את הפקולטה "הקטנה והחמודה" שלנו ל"גדולה וחזקה".

לסיום, אני רוצה לעורר את הדימיון שלכם. להלן דוגמה של רעיון בשם “GOD'S VIEW” הנמצא עדיין בשלבי מחקר:


הרעיון הוא לשלב את כל המידע מכל המדידים, מערכות ניווט, פקודות בקרה, מפות טופוגרפיות ונתוני GPS בתוך תצוגה אחת המראה את הכל.
זכרו את התמונה הזאת טוב טוב כי זה מה שהולך להיות בכל המטוסים בעתיד הלא רחוק.

תגובה 1:

Alon אמר/ה...

אחלה כתבה, מיכאל...

עכשיו נשאר לשכנע את אלביט וכל החברות שעובדות על הדברים האלו לשכור יותר מהנדסי אוירונוטיקה, ולא רק אלו עם ממוצעים של 90
...