Покупка нового пассажирского самолета сегодня чем-то похожа на покупку смартфона, который никогда не сможет получать обновления программного обеспечения.
После ввода самолета в эксплуатацию добавление новых цифровых функций редко бывает таким простым, как загрузка нового программного обеспечения.
Зачастую инженерам приходится выводить самолет из эксплуатации, получать доступ к отсекам с оборудованием, заменять или модифицировать аппаратные средства, устанавливать новое программное обеспечение, а затем проводить обширные испытания, прежде чем самолет сможет вернуться в строй.
Этот процесс десятилетиями хорошо служил авиации, но его становится все труднее согласовать с миром, где цифровые технологии развиваются практически ежедневно.
Компания Airbus считает, что эта модель вот-вот изменится.
Европейский производитель инвестирует в то, что он называет программно-определяемыми самолетами — новое поколение пассажирских лайнеров, изначально спроектированных как высокотехнологичные цифровые платформы, где возможности самолета все чаще определяются программным обеспечением, а не аппаратным обеспечением.
Если эта концепция окажется успешной, будущие летательные аппараты смогут приобретать новые возможности на протяжении всего срока службы, подобно тому как смартфоны, компьютеры и даже современные автомобили регулярно получают обновления программного обеспечения.
Это стало бы одним из крупнейших технологических сдвигов в гражданской авиации с тех пор, как компания Airbus более сорока лет назад представила систему управления полетом по проводам.
Современные пассажирские самолеты уже оснащены множеством компьютеров. Системы управления полетом, двигатели, дисплеи в кабине пилотов, бортовые системы и функции технического обслуживания — все это зависит от программного обеспечения.
Например, в самолете Airbus A350 уже используется модульная авионика, позволяющая нескольким приложениям совместно использовать вычислительные ресурсы, вместо того чтобы полагаться исключительно на выделенное оборудование.
Однако существует важное ограничение. Большинство этих цифровых систем по-прежнему тесно связаны с оборудованием, устанавливаемым на самолете при его выходе с завода.
Внедрение новых функций или модернизация существующих часто требуют физического доступа к самолету, замены оборудования и обширной работы по сертификации, прежде чем самолет сможет снова подняться в воздух.
Компания Airbus хочет ослабить эту связь. Ее платформа Next-Generation System Platform (NGSP) призвана заменить десятки отдельных вычислительных блоков меньшим количеством высокопроизводительных компьютеров, способных одновременно управлять множеством функций.
Идея заключается не просто в том, чтобы сделать самолеты более мощными, но и в том, чтобы упростить их модернизацию на протяжении всего срока службы.
Для авиакомпаний каждый час, проведенный самолетом в ангаре технического обслуживания, — это час, в течение которого он не приносит дохода. Именно поэтому программно-управляемые самолеты привлекают к себе внимание.
Вместо того чтобы останавливать полеты самолетов для ручного обновления программного обеспечения, многие будущие изменения можно будет вносить удаленно.
В то же время непрерывная передача данных позволит бортовым системам обнаруживать изношенные компоненты задолго до их выхода из строя, помогая ремонтным бригадам заменять детали до того, как это приведет к задержкам или отменам работ.
Компания Airbus также видит возможности для оптимизации расхода топлива, повышения летно-технических характеристик самолетов и упрощения управления конфигурацией без необходимости проведения масштабных физических модификаций.
Для пассажиров эти изменения могут быть в значительной степени незаметны. Для авиакомпаний же они могут означать снижение затрат на техническое обслуживание, уменьшение количества сбоев и повышение доступности самолетов.
По мере увеличения вычислительной мощности самолеты смогут обрабатывать гораздо большие объемы информации во время полета.
Компания Airbus считает, что эта возможность позволит искусственному интеллекту взять на себя повторяющиеся, ресурсоемкие задачи, оставляя пилотам ответственность за принятие наиболее важных решений.
В будущем это может включать автоматическое обнаружение опасностей на взлетно-посадочной полосе, программное обеспечение, которое мгновенно преобразует инструкции диспетчеров воздушного движения в текст и визуальную помощь во время посадки.
Компания Airbus заявляет, что ее будущая архитектура проектируется с использованием нескольких независимых вычислительных платформ, распределенных по всему самолету.
Если в одной системе возникнет программная ошибка или внешний сбой, другая система, работающая на отдельном оборудовании и имеющая независимое программное обеспечение, может немедленно взять управление на себя.
Компания также заявляет, что критически важные функции останутся физически изолированными, чтобы исключить единые точки отказа.
Сертификация также останется центральным элементом этого процесса.
Такие регулирующие органы, как Федеральное управление гражданской авиации США, уже поддерживают специальные системы сертификации, регулирующие бортовое программное обеспечение и электронное оборудование, используемое в критически важных для безопасности авиационных системах.
Шведская компания также представила то, что она называет первым в мире фюзеляжем самолета, созданным с помощью программного обеспечения, разработанного с использованием цифровых инструментов проектирования, искусственного интеллекта и аддитивного производства вместо традиционных инструментов.
Несмотря на различия в областях применения, как Airbus, так и Saab движутся в направлении создания самолетов, в которых программное обеспечение все больше влияет не только на их функционирование, но и на их конструкцию и техническое обслуживание.
Многие из крупнейших достижений в авиации изменили полеты, причем пассажиры этого не заметили.
Электронное управление полетом заменило механические системы управления. Композитные материалы изменили способ строительства самолетов. «Стеклянные кабины» заменили ряды аналоговых приборов. И теперь самолеты с программным управлением могут стать следующим этапом этой эволюции.
Пассажиры могут никогда не узнать, когда их самолет получит обновление программного обеспечения. Они могут никогда не увидеть алгоритмы, отслеживающие системы в режиме реального времени или прогнозирующие необходимость технического обслуживания до возникновения неисправности.
Но если видение Airbus воплотится в реальность, самолеты будущего не просто будут стареть со временем.
Подобно устройствам, которые люди носят в карманах каждый день, они могли бы продолжать учиться, совершенствоваться и адаптироваться еще долго после того, как покинут завод.