Зачем большие самолеты собирают большие данные: авиация будущего

Зачем большие самолеты собирают большие данные: авиация будущего
В этом году концерну Airbus исполнилось 50 лет. На сегодня он является одним из двух крупнейших производителей гражданских самолетов в мире и активно демонстрирует свое желание меняться вместе со временем. Однако свой путь к инновациям представители компании называют»инкрементальным», пошаговым. Никаких революций! Но… революция все же происходит.

В этом году концерну Airbus исполнилось 50 лет. На сегодня он является одним из двух крупнейших производителей гражданских самолетов в мире и активно демонстрирует свое желание меняться вместе со временем. Однако свой путь к инновациям представители компании называют»инкрементальным», пошаговым. Никаких революций! Но… революция все же происходит.
5455cae25278918b8ad85f1495f9cd0f_cropped
Олег Макаров
28 июля 2019 12:00

В условиях жесткой конкуренции в рамках «дуополии» Boeing — Airbus ни та, ни другая компания не может себе позволить стоять на месте. В последние годы европейский производитель обновил свои классические семейства A320 (среднемагистральные лайнеры) и А330 (дальнемагистральные широкофюзеляжные) под брендом NEO (new engine option — «новый выбор двигателей»). В ответ на Boeing 787 — первый в истории карбоновый пассажирский лайнер — Airbus поднял в небо дальнемагистральный широкофюзеляжный A350, корпус которого также выполнен преимущественно из углепластика.

Аббревиатура DDMS расшифровывается как «цифровое проектирование, производство и обслуживание». Это единая цифровая среда, которая связана с самолетом от начала его проектирования до окончания эксплуатации.

Прибавление в семействах

В прошлом году мир узнал о появлении нового семейства Airbus — A220. На самом деле это творение канадских конструкторов из компании Bombardier — наряду с бразильской Embraer она участвует в малой «дуополии», специализирующейся на реактивных региональных самолетах. В рамках развития ассортимента канадцы попытались втиснуться в так называемый «мидмаркет», нишу между региональными и среднемагистральными лайнерами, и создали две модели — CS100 и CS300. Последняя по своим параметрам уже была сравнима с младшими «среднемагистральниками» Boeing и Airbus. При этом Bombardier удалось добиться впечатляющих эксплуатационных характеристик, в частности, за счет широкого использования композиционных материалов. Однако попытка Bombardier проникнуть с новыми самолетами на американский рынок встретила ожесточенное сопротивление Boeing. Канадцев обвинили в нерыночных методах конкуренции, демпинге и госфинансировании (доля в Bombardier принадлежит правительству канадской провинции Квебек). Boeing пообещал не допустить новые лайнеры в США, пролоббировав запретительные пошлины. Негативную позицию занял в унисон и Embraer.

Роботизация производства — веление времени. На линии окончательной сборки N4 на предприятии Airbus в пригороде Гамбурга Букстехуде монтаж обшивки фюзеляжа полностью доверен двум роботам-манипуляторам. С высочайшей точностью они сверлят отверстия в листах металла и ставят заклепки.

Выход был найден в создании совместного предприятия Airbus, который имеет прочные позиции в США, и Bombardier. Самолеты были переименованы в A220−100 и A220−300. Сейчас их сборка продолжается в пригороде Монреаля Мирабель, а на следующий год дополнительная линия начнет работу в США, в городе Мобайл (штат Алабама), где уже существует предприятие Airbus. Таким образом, самолет станет «американским» и на него не будут распространяться ввозные пошлины, какими бы они ни были. При этом стоит заметить, что Airbus уже вовсю дорабатывает 220-ю серию. Было объявлено, что максимальный взлетный вес самолетов увеличен на 2,3 т, что дает возможность взять на борт больше топлива и повысить дальность полетов примерно на 800 км. Ситуация интересна тем, что теперь у Airbus есть два лайнера, занимающие практически идентичную нишу, — A220−300 и A319NEO. В компании рассчитывают, что еще долгое время две эти модели могут выпускаться и продаваться параллельно, так как на 319-й есть много заказов на годы вперед, и кто-то из авиаперевозчиков может предпочесть относительно более современный лайнер канадской разработки, а для кого-то будет важнее сохранить унификацию парка в рамках модельного ряда А319-A321.

Лучше меньше, да дальше

Еще один «мидмаркет» находится между среднемагистральными самолетами большой вместимости и дальнемагистральными широкофюзеляжными лайнерами. Сейчас в индустрии принято с ностальгией вспоминать Boeing 757−200 — давно снятый с производства, но еще эксплуатируемый «узкофюзеляжник», который может брать на борт до 239 пассажиров и летать на расстояние более 7000 км, что позволяло использовать его даже на трансконтинентальных рейсах. На рынке возникла потребность в лайнере, который мог бы обслуживать рейсы на дальнее расстояние с умеренным пассажиропотоком. Например, летать напрямую между среднего размера городами, расположенными на разных сторонах Атлантики. Boeing даже объявил о перспективах NMA («нового среднеразмерного самолета»).

Новые технологии производства. На фото слева: сотрудник предприятия работает на сборочной линии в очках расширенной реальности. На фото справа: рабочий ведет монтаж в экзоскелете, снижающем нагрузку на спину и руки.

Предполагается, что это будет что-то вроде «маленького» широкофюзеляжника Boeing 767 (два прохода, семь кресел в ряд), только выполненное на основе современных технологий и с применением композитов. Впрочем, окончательное решение не принято. Airbus в рамках своего «инкрементального» подхода даже в теории ни о каких новых моделях пока не заявляет. К «мидмаркету» европейцы подбираются через создание дальнемагистральных версий самого вместительного из 320-й серии — А321. В марте прошлого года A321LR совершил беспосадочный перелет из Тулузы, где расположена штаб-квартира Airbus, на Сейшелы. Расстояние в 8700 км было преодолено за 11 часов. Доработка до дальнемагистральной версии производилась в основном за счет размещения дополнительных топливных баков в разнообразных полостях конструкции. Объявлено, что в перспективе возможно появление еще более «дальнобойной» версии — A321XLR.«Пошаговые» инновации Airbus нацелены на создание экономичных, экологичных, надежных и комфортных лайнеров.Падение интереса к супервместительным дальнемагистральным лайнерам стало причиной ухода со сцены, пожалуй, самого впечатляющего из созданных в XXI веке самолетов — двухэтажного А380. Это горькая потеря для Airbus, но продолжать выпускать очень дорогой самолет при пустом портфеле заказов не представляется возможным. До последнего момента казалось, что продлить производство помогут контракты с авиаперевозчиками из стран Персидского залива, но по тем или иным причинам подписаны они не были, и в 2021 году последний 380-й покинет сборочную линию в Тулузе. Цеховые помещения и испытательные стенды, построенные для гиганта, будут отданы под расширение производства А350, ставшего флагманом Airbus.

Интересное в сети

Глобальное подключение

На проходивших в мае этого года в Тулузе Днях инноваций Airbus чаще всего доводилось слышать слова connectivity (подключенность) и Skywise — это бренд, составленный из английских слов sky (небо) и wise (мудрый). Цифровизация, интернет вещей, большие данные, виртуальная реальность, дополненная реальность — все эти явления, конечно же, не могли обойти стороной такую высокотехнологическую отрасль, как авиастроение. Речь идет уже не только о том, что проектирование современных лайнеров происходит с помощью автоматизированных программных средств, а персонал завода тренируют с помощью шлемов VR. Теперь у каждого самолета цифровая жизнь должна продолжаться и после того, как он выкатился из ворот сборочного цеха. И все благодаря той самой «подключенности».

Современный лайнер несет на борту большое количество сенсоров, которые в реальном времени генерируют гигабайты данных. Они фиксируются самописцами, в том числе так называемыми «черными ящиками». Революционная идея заключается в том, чтобы не хранить эти данные втуне, а как можно скорее предоставить для анализа ПО, установленному на наземных серверах. Анализируя этот поток больших данных, программа выявит слабейшие сигналы, которые могут свидетельствовать о грядущих неполадках, и заранее, задолго до того, как проблемы увидит техник с измерительным прибором, указать на источник возможных неприятностей.

Совершенствование лайнеров идет не только по пути улучшения эксплуатационных характеристик — в будущем пассажиров ждут более комфортные салоны, больше развлечений на борту.

Для этого на борту самолетов Airbus устанавливается специальное оборудование под названием FOMAX (на А350 и А380 аналог называется иначе). FOMAX собирает в полете весь массив доступных данных и в ближайшем аэропорту скачивает их на сервер по мобильному интернету. Чтобы иметь такую возможность, Airbus пришлось взять на себя функции виртуального мобильного оператора и даже выпустить специальную сим-карту World Connect. Она уже работает в 150 странах мира, где у Airbus есть договор с местными провайдерами мобильной связи. Данные мгновенно обрабатываются ПО, после чего выдается заключение о состоянии всех систем лайнера. К 2023 году, как заявляют представители Airbus, у каждого самолета появится виртуальный двойник. Пока его «железный» (или карбоновый?) собрат будет совершать взлеты и посадки, пересекать моря и континенты, двойник проделает все то же самое в виртуальной среде. При этом программа будет следить за тем, отличаются ли данные, поступающие от реального самолета, от данных, генерируемых виртуальным «идеалом». Причины расхождения будут анализироваться.

Ваше кресло в интернете

Сенсоры, генерирующие данные, сообщают о работе двигателей, гидравлики, кондиционеров, других технических систем, но… не только. Airbus представил так называемый «Подключенный салон». Сенсоры предполагается установить на пассажирских креслах, багажных полках, на кухне и на тележках, на которых развозят бортпитание. Это облегчит работу проводников (например, можно будет сразу увидеть на дисплее, кто проигнорировал команду «застегните ремни» или в каком шкафу и в каком количестве лежат бутылки с напитком), но также станет частью сбрасываемых на сервер больших данных для последующего анализа, например, для более точного определения количества бортпитания или оценки заполняемости багажных полок на рейсе.

Интересное в сети

Гораздо больше пищи для аналитики дадут данные не с одного, а с тысяч самолетов. А еще данные от ремонтных мастерских, поставщиков запчастей, аэропортов, авиакомпаний. Если все это собрать на единой информационно-аналитической платформе, можно будет оптимизировать работу всей отрасли в целом, и каждый поставщик данных окажется в выигрыше. Вот именно такая платформа и создана Airbus в сотрудничестве с американской компанией Palantir. Skywise — это ее название, а в Airbus ее уподобляют пульсирующему сердцу гражданской авиации. Создание такой платформы открывает захватывающие перспективы в сферах безопасности полетов, а также управления пассажиропотоками и воздушным движением.

Революционная цифровизация — это, конечно, не единственное инновационное направление, развиваемое Airbus. Видя одной из главных своих задач снижение вредных выбросов в атмосферу, европейские авиастроители активно работают над проектами гибридных и полностью электрических самолетов. 22 мая Airbus и скандинавские авиалинии SAS подписали меморандум о взаимопонимании. В его центре — планы совместного изучения перспектив адаптации существующей инфраструктуры к приходу летательных аппаратов на электрической тяге. В рамках проекта «городской мобильности» будущего Airbus работает над проектом пассажирского мультикоптера Vahana (о проектах летающих такси мы подробно писали в одном из прошлых номеров). Ведутся исследования в области «бионического» крыла, конструктивно и аэродинамически подражающего крылу птицы. Все эти заготовки «на потом» обязательно пригодятся и, возможно, придут в нашу жизнь раньше, чем мы ожидаем.

Статья «Большие самолеты — большие данные» опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2019).
Ещё больше по темам

Обсудить 0

Интересное в сети

©  Популярная Механика