نقش رایانه ها در سوانح هوایی اخیر !
تحلیلی از : محمد حسین دالوند
یک پوزش دیگر به شما یاران بزرگوار بدهکار هستم .. و آن مربوط به تآخیر پاسخ کامنت هاست که به دلیل دیدار با نوه هایم روی هم تلنبار شده اند . اما راستش رو بخواهید در باره نگارش ماجرای اخراج تیمسار جهانبانی از نیروی هوایی به دستور شخص شاه بودم .. بعلاوه یک خاطره گفته نشده از سرباز ساده ای که تیمسار خاتم فرمانده مقتدر نیروی هوایی را ساعت ها به صورت سینه خیز روی زمین نگاه داشته بود .. ! اما با دریافت تحلیلی جالب از یکی از خوانندگان " محمد حسین دالوند " حیف ام اومد پشت بند پست قبلی تقدیم مخاطبان خاص تارنمایم نکنم .. اما از اون جایی که دوباره رنگینک گوگل یک نمره از رتبه سایت کم کرده است .. تصمیم دارم در فواصل مطالب معمولی پست های کوتاه یک روزه ای را هم منتشر کنم .. ! شاید دل گوگل به رحم آید .. !!
یکی از فرزندان محترم همکاران سابق ام در نیروی هوایی در کامنتی خصوصی از بنده گله کرده است که در تمام مطالب و خاطراتی که مربوط به عملیات های جنگی است .. بنده نقش خودم را پررنگ و بقیه را کم اهمیت جلوه داده ام .. !! و خیلی شاخ و برگ در نوشته هایم می دهم .. ! من مخلص هر چه انتقاد سازنده هستم . اما وجدانآ هر چه به مغزم فشار اوردم جز یک مورد که در باره حمل مجروحان بود و دلیل هم برای آن داشتم هرگز چنین عمل زشت و ناجوانمردانه را انجام نداده ام . قضاوت را به خوانندگان واگذار می کنم .. چون حافظه درست و حسابی ندارم . اما قول می دهم اگه چنین مسئله ای حقیقت داشته باشد از همه رسمآ عذر خواهی کنم ..
سخن اخر این که .. نه در پست قبلی و نه در این یکی فرصت تحلیل درست و حسابی در مورد ایرباس پاکستانی رو بدست نیاوردم ! حرف زیادی برای بیان نظریاتم داشتم . اما همان گونه که عرض کردم نگارش خاطرات قدیمی و دیدار نوه ها باعث شد که به همین مطلب با ارزش دوست عزیزم اکتفاء کنم . فقط امیدوارم این اخرین سانحه باشد . ضمنآ خیلی چشم به انتظار خاطرات جناب فرنودی موندم .. شما یاران واسطه شوید تا جناب محمود خان نازنین لطف اش شامل ما شود ..
برچسب ها : ايرباس + سيستم هاي هوشمند + رايانه + امنيت پرواز + سيگنال + پردازنده + سانحه + اويونيك + فرامين + خلبان + پرواز + تلفن همراه
آشنایی با نویسنده :
درباره ي من :
اينجانب، محمد حسين دالوند، داراي مدرك كارشناسي علوم كامپيوتر، گرايش مهندسي سيستمهاي اطلاعاتي هستم، از كودكي علاقه ي وافري به صنعت هوانوردي و پرواز داشته ام، اما در سال 1371 شاهد برخورد توپولف روسي ايران ايرتور و سوخو 24 نيروي هوايي بودم و متاسفانه يكي از همكلاسي هاي دوران دبستانم را در آن سانحه از دست دادم.
از آن زمان به بعد، علاقه ام بيشتر به ساخت هواپيما و امنيت پرواز معطوف شد تا خلبان شدن، اگرچه هنوز هم پرواز جزو علاقمنديهاي من است. پس از آن من پروازهاي زيادي به عنوان مسافر داشته ام، كه اكثر آنها كاري بوده است. حتي پرواز با سي 130 را نيز از شيراز به تهران تجربه كرده ام، كه علي رغم آنكه درون آن خيلي زيبا نبود، اما جزو خاطره انگيز ترين پروازهاي من بود، چرا كه من محو تماشاي سيستمهاي اين هواپيما شده بودم، كه چطور سيستم هيدروليك آن كار مي كند و اينكه درون آن چقدر تاريك بود و ...
تحليل سقوط هواپيماي پاكستاني AP-BJB
تاريخ سقوط : July 28 2010
نوع هواپيما : Airbus A321-231
منطقه سقوط : Islamabad, Pakistan
ساعت سقوط : 09:45 صبح
تعداد كشته : 152 نفر
بر اساس اطلاعات منتشر شده در : http://www.planecrashinfo.com
و اما قبل از تحليل :
چهار سال پيش قرار شد كه در نمايشگاه Expo Kish شركت كنيم، و منهم به عنوان مدير پروژه ي نرم افزاري يكي از شركتها به اتفاق ديگر دوستان راهي كيش شديم. فكر مي كنم هواپيمايي آريا بود، كه واقعا" از نظر امكانات افتضاح بود ! در حين پرواز چيزي توجه منرا به خودش جلب كرد، دو سيم آهني در انتهاي هر يك از دو بال كه در طول پرواز مدام به يك ديگر برخورد مي كردند. البته نتوانستم تصويري واضح از آنها در اينترنت پيدا كنم، شايد تابحال براي كسي جالب نبوده است، اما وقتي در خصوص كاربرد آن دو سيم تحقيق كردم، برخي آنها را آنتنهاي ILS و VOR و برخي بيسيم و برخي آنها را آنتهاي GLONASS ( يك سيستم موقعيت يابي ) معرفي كردند. اما واقعا" مسئله فراتر از آن بود، درواقع آن دو سيم نقش يك سنسور را براي تجهيزات اويونيك آن هواپيما فراهم مي كردند.
در همان زمان بود كه علاقه ي بنده با توجه به رشته ي تحصيليم ( علوم كامپيوتر "با مهندسي نرم افزار و سخت افزار و آي تي تفاوت دارد " ) به تجهيزات اويونيك هواپيما ها علاقمند شدم.
اويونيك چه است و كاربردش چيست :
سيستمهاي اويونيك ( Avionic ) كه متشكل از دو كلمه ي Aviation و Electronic مي باشند، امروزه به عنوان يكي از مهم ترين اركان و بخشهاي وسايل پرنده مي باشند، و در اكثر بررسيها آنرا هم تراز بخشهاي ديگر وسايل پرنده، مانند موتور و سازه و بدنه مي دانند. طي برآورد انجام شده، امروزه در حدود 50 درصد بهاي تماي شده ي يك هواپيما به سيستمهاي اويونيك آن اختصاص دارد.
سامانه هاي الكترونيكي هواپيما ( اويونيك ) همانطور كه جزء بخشهاي جدايي ناپذير هواپيماهاي امروزي مي باشند، باعث افزايش سطح ايمني پرواز و خود وسيله ي پرنده، سهولت پرواز، افزايش سرعت انجام رويه هاي پروازي توسط خلبان و كنترل بهتر در شرايط سخت پروازي و ايجاد زمان بيشتر جهت تصميم گيري در شرايط اضطراري براي خلبان شده اند.
از طرف ديگر ايجاد مبحث اويونيك در صنعت هوانوردي و فضايي باعث شده است كه علاوه بر اينكه اين مبحث را به يك علم دانشگاهي تبديل كند ، پيوندي ميان دو مبحث علوم كامپيوتر و هوانوردي ايجاد شود.
مي توان به جرات اينرا بيان كرد كه تاريخچه ي مباحث علوم كامپيوتر و مباحث هوانوردي از يك زمان ايجاد شده است. برادران رايت در سالهاي 1902 تا 1903 با آزمايشات بسياري بالاخره نوع بال مناسب را براي وسيله ي پرنده ي خود انتخاب كردند، و اولين پرواز واقعي با نيروي جلوبرنده در تاريخ هوانوردي ثبت كردند، و همزمان با برادران رايت علوم محاسبات كه از 1623 ميلادي با اختراع ماشين محاسبه ي چارلز بابيج پا به عرصه گذاشته بود، جاي خود را به علوم كامپيوتر در سال 1900 ميلادي با ابداع ماشين پانچ كارت داده است .
از اينرو با يك مقايسه ي ساده مي توان سرعت پيشرفت اين دو علم را با يكديگر تقريبا" برابر و در گرو پيشرفت يكديگر دانست.هواپيماهاي قاره پيما، موشكهاي فضايي، شاتل فضايي و ماهواره ها و حتي وسايل پرنده ي كوچك مانند هواپيماهاي فوق سبك، امروزه نتنها بي نصيب از علوم كامپيوتر ( محاسبات رياضي، الگوريتم، برنامه نويسي، الكترونيك ) نمي باشند، بلكه پا به عرصه گذاشته شدن آنها بدون وجود پيشرفت در علوم كامپيوتر تنها در حد يك رويا باقي مي ماند.
قبل از ورود به بحث اويونيك :
كامپيوتر چگونه كار مي كند ؟
شايد امروزه اكثر ما با شنيدن واژه ي كامپيوتر به ياد همين كامپيوترهاي خانگي مي افتيم، يعني روشن كردن سيستم و بالا آمدن ويندوز و سپس كار با نرم افزارهاي مختلف. تقريبا" درست است، اما دقيق نيست. به جرات مي توان گفت در هر وسيله ي برقي خانگي كه بهاي آن بالاي 30 هزار تومان است حتما" يك كامپيوتر وجود دارد ( كتاب اصول سيستمهاي كامپيوتري، نويسنده : اندرو اس تتنباوم – فصل سوم – معرفي پردازنده 8085 )
اگر كمي به دقت به اطراف نگاه كنيد، ساعت مچي، چراغ راهنمايي، تلويزيون خانگي،يخچال، كولر گازي،مايكروويو، تلفن ساده ي داخل منزل، و حتي لامپهاي كم مصرف همه و همه داراي يك كامپيوتر داخلي هستند كه اصول همگي آنها با كامپيوتر شخصي شما يكي است.
چرا راه دور برويم، به تلفن همراه خود نگاهي بياندازيد، آنهم يك كامپيوتر پيشرفته است.
از آنهم ساده تر، حتي كنترل تلويزيون و ويدئو ي خانگي شما هم داراي يك كامپيوتر است. درواقع منظور از كامپيوتر، از سيستم خانگي شما كه هم اكنون در حال مطالعه ي اين متن هستيد تا كنترل تلويزيون همان IC مركزي يا CPU است. ممكن است CPU سيستم خانگي شما يك پنتيوم 4 با 3 گيگاهرتز سرعت باشد، اما CPU تلويزيون خانگي شما يك 8085 با سرعت 8 مگاهرتز باشد! نمي خواهم بحث را خيلي فني كنم، اما بايد مشخص شود كه منظور از 8 مگاهرتز تا 3 گيگاهرتز چه است ؟
به طور كلي، كار يك كامپيوتر اين است: وقتي شما كامپيوتر خود را روشن مي كنيد، CPU شروع مي كند به خواندن خط به خط دستور العملهاي برنامه نويسي شده كه بر روي هارد ديسك شما وجود دارد. اين دستور العملها همان چيزي هستند كه پس از چند لحظه صفحه ي ويندوز را براي شما نمايش مي دهند.
حالا وقتي كه شما يك CPU پنتيوم 4 داريد داريد و سرعت آن در حدود چند گيگاهرتز است يعني پردازنده ي سيستم شما مي تواند تعداد دستور العملهاي زيادي را در مدت زمان يك ثانيه از هارد ديسك بخواند و به آنها عمل كند.
دستورالعملها به صورت خيلي ساده مانند ذيل هستند :
1 CLS
2 LOCATION 5,5
3 PRINT "HELLO"
4 END
در واقع CPU به ترتيب از خط 1 شروع مي كند، ابتدا با دستور CLS صفحه ي نمايش را پاك مي كند ( صفحه سياه مي شود )، با دستور 2 موقعيت 5و5 ( در محور x و y ) صفحه را مشخص مي كند و با دستور 3 در همان موقعيت ( مثلا" 5و5 مي شود بالا سمت چپ ) چاپ مي كند "HELLO " و دستور 4 درواقع پايان برنامه را اعلام مي كند.
حالا يك پردازنده ي پنتيوم 4 ممكن است اين 4 خط دستور را در 0.000001 ثانيه اجرا كند، اما پردازنده ي گوشي تلفن همراه شما ممكن است آنرا در 0.01 ثانيه و پردازنده ي كنترل تلويزيون شما در 2 ثانيه آنرا اجرا كند.
اما مهمترين كاري كه دستورالعملهاي انجام مي دهند، اجراي دستورات شرطي است. درواقع كامپيوتر براي انجام دستورات شرطي ساخته شده است ! كليت آن به اين صورت است : اگر فلان اتفاق افتاد، فلان كار را انجام بده !
براي مثال، شما مي خواهيد با كنترل تلويزيون خود را روشن كنيد، وقتي بر روي دكمه ي مثلا" قرمز رنگ كنترل كليك مي كنيد، پردازنده ي داخل كنترل دستورات ذيل را انجام مي دهد :
1 اگر دكمه ي قرمز فشار داده شده است، سيگنال A را ارسال كن
2 اگر دكمه ي 1 فشار داده شده است، سيگنال B را ارسال كن
3 اگر دكمه ي 2 فشار داده شده است، سيگنال C را ارسال كن
و الي آخر ...
همانطور كه قبلا" هم بدان اشاره داشتم، درون خود تلويزيون هم يك پردازنده است، كه در آنهم دستورات مشابهي وجود دارد :
1 اگر سيگنال دريافت شده A بود و وضعيت تلويزيون خاموش بود، وضعيت را روشن قرار بده
2 اگر سيگنال دريافت شده A بود و وضعيت تلويزيون روشن بود، وضعيت را خاموش قرار بده
3 اگر سيگنال دريافت شده B بود، كانال را برابر 1 قرار بده
و ...
كه به زبان برنامه نويسي ترجمه ي آنچه در پردازنده ي تلويزيون اجرا مي شود به صورت ذيل است :
1 IF signal=A and power=off then power=on
2 IF signal=A and power=on then power=off
دراقع هربار كه سيگنالي دريافت مي شود، كليه ي شرايط بررسي مي شود، براي همين است كه تلويزيونهاي قديمي تر با كمي تاخير مثلا" كانال را تعويض مي كردند و تلويزيونهاي جديد به سرعت ! تفاوت در سرعت پردازنده است.
براي نمونه، آپالو 11 كه انسان را به كرده ماه برد، پردازنده اش همان بود كه در بازي هاي آتاري قديمي بود ! كه مي توانست 100 دستور را در هر ثانيه پردازش كند، از اينرو تصميم گيري در خصوص شرايطي را به كامپيوتر سپرده بودند كه اولا" تعدادشان براي مثال در نهايت 100 عدد باشد، و در نهايت با تاخير 1 ثانيه اي پاسخگويي به آن مشكلات خطري را براي سرنشينان ايجاد نكند. براي مثال كنترل ميزان اكسيژن داخل كابين يكي از وظايف اين كامپيوتر بوده است، كه حالا اگر شير اكسيژن با 1 ثانيه تاخير هم باز مي شد، مشكلي را براي سرنشينان ايجاد نمي كرد.
اما ذكر اين نكته خوب است كه بدانيد در آن فضاپيما بيش از يك كامپيوتر وجود داشت، يعني بيش از 500 پروسيجر پروازي آن سفينه با حد اقل 5 كامپيوتر كنترل مي شده است.
ويژگي دستورات شرطي آن است كه اگر براي مثال شرط 1 برقرار نبود، دستور بعد از then اجرا نمي شود، و پردازنده به سراغ دستور دوم ( شرط بعدي ) مي رود كه اينرا منطق ديجيتالي مي نامند.
در برنامه نويسي گاهي اوقات مهم است كه كدام شرط اول بيايد، و كدام شرط دوم، كه به اين موضوع شرايط بحراني در علوم كامپيوتر مي گونيد. براي مثال به شرط ذيل دقت كنيد :
1 IF signal=A and power=off then power=on
2 IF signal=A and power=on then power=off
در توضيح بايد گفت كه اگر در دستور بالا، تلويزيون خاموش باشد و سيگنال A دريافت شود تلويزيون روشن مي شود، اما به محض اينكه CPU به خط دوم برسد، تلويزيون را خاموش مي كند ! چون سيگنال دريافتي A بوده و اينبار تلويزيون روشن است، پس بايد خاموش شود.
راه حل آن تغيير نشانه ي سيگنال است :
1 IF signal=A and power=off then power=on:signal=0
2 IF signal=A and power=on then power=off:signal=0
همانطور كه متوجه شديد در خط اول مي گويد اگر سيگنال برابر A بود و تلويزيون خاموش بود، تلويزيون را روشن كن و سپس سيگنال را برابر 0 يعني هيچي قرار بده.
حالا سي پي يو ( پردازنده ) مي خواهد خط دوم را اجرا كند، كه گفته اگر سيگنال برابر A بود و تلويزيون روشن بود، آنگاه تلويزيون را خاموش كن. اما اين دستور اجرا نمي شود، چون دستور قبلي مقدار سيگنال را برابر 0 قرار داده است، پس شرط دوم كامل نمي شود و اجرا نمي شود.
اميد وارم حوصله تان سر نرفته باشد، اما اين مقدمه ي طولاني براي بحث در خصوص يكي از عليل سقوط هواپيماهاي امروزي مخصوصا" ايرباسها ضروري است، چرا كه اصول همه جا يكي است.
( پرانتز : خودروي هاي امروزي اكثرا" داراي كامپيوتر هستند كه اصطلاحا" آنرا ECU مي گونيد كه آنهم همينطور كه در بالا شرح دادم كار مي كند )
ذكر اين نكته لازم است كه دستورات برنامه نويسي هنگام نوشته شدن توسط برنامه نويس به صورتي است كه من در مثالها نوشتم كه اصطلاحا" آنرا زبان سطح بالا مي نامند، و وقتي بخواهند آنرا به خورد كامپيوتر بدهند توسط نرم افزار ديگري به نام كامپايلر آنرا به 0 و 1 تبديل مي كنند ( به صورت خودكار ) كه آنرا زبان سطح پايين مي نامند، با شمال شهري و جنوب شهري فرق مي كند J ! زبان سطح پايين اجرايش براي كامپيوتر ساده تر و سرعتش بيشتر است
كاريكاتور بالا، يك كامپيوتر را نشان مي دهد به نام تيورينگ ماشين، درواقع كامپيوترهاي امروزي مطابق آنچه كه شرح دادم بر اساس يك نظريه ي رياضي به نام ماشين تيورينگ كار مي كنند كه توسط آلن تيورينگ در دهه 1940 ابداع شد:
تصوير آلن تيورينگ
ايرباس :
كارخانه ي هواپيما سازي ايرباس در سال 1970 ميلادي در فرانسه با حضور شركاي اروپايي منجمله سازمان هوافضاي اروپا تاسيس شد. اين شركت داراي 57 هزار كارمند در بيش از 60 دفتر در سرتاسر اروپا ( انگلستان، آلمان، فرانسه و ... ) مي باشد. درواقع در سال 1959 گروه كارخانه جات هواپيما سازي Hawker Siddeley در انگلستان اولين نسخه ي ايرباس را معرفي كرد كه ظرفيت 126 مسافر داشته و هزينه ي كل هواپيما به ازاي هر صندلي در مايل برابر 2 پوند بود.
اولين محصول ايرباس A300B بود كه طرح اوليه ي آن در سال 1969 ميلادي ريخته شده بود.
بايد به اين نكته توجه داشت كه گروه توليدي ايرباس GIE يا Economic Interest Group نام داشت، كه همانطور كه از نام آن بر مي آيد هدفشان ايجاد و توليد محصول با صرفه ي اقتصادي بود. يكي از دلايل موفقيت ايرباس نيز همين موضوع مي باشد كه با توجه به دارا بودن رقبايي مانند بويينگ و ... هواپيمايي در همان كلاس توليد كردند كه ارزانتر و با صرفه ي اقتصادي بيشتر چه از نظر نگهداري و چه از نظر مصرف و ... مي باشد.
تصوير بالا ايرباس A300
تصوير بالا، ايرباس آ330
تصوير بالا، ايرباس آ380
با توجه به اهداف شركتايرباس بر اساس شعار تيم GIE ، پس بايد هزينه ي توليد به شدت كاهش مي يافت. از اينرو چند دو حل داشتند، 1. فدا كردن كيفيت در قبال كاهش قيمت = تصميم خطرناك، 2.استفاده از فناوري نوين در جهت كاهش قيمت = تصميمي درست ولي سخت.
حالا سوال اين بود، كه در رقابت با بويينگ كه از دل ايالات متحده آمريكا برخواسته بود، چگونه مي توان به فناوري برتر دست يافت؟ شايد آمريكا در ظاهر خيلي پيشرفته باشد و انواع فناوري هاي روز دنيا را در اختيار داشته باشد، اما درواقع بايد به اين نكته اشاره داشت آمريكاييها همواره پول زيادي براي پروژه هاشان خرج مي كنند، از اينرو زياد براي سازنده در توليدات اوليه تفاوتي ندارد كه تامين مواد اوليه و يا اجراي يك سيستم چقدر مي تواند هزينه داشته باشد. اما در اروپا مسايل اقتصادي حرف اول را مي زند، براي روشن تر شدن اين مطلب به نوع توليدات خودرو هاي آمريكايي و اروپايي نگاهي بياندازيد، خودرويي مانند شورولت و پژو را باهم مقايسه كنيد؟ اروپاييها براي افزايش امنيت از Airbag و اسكلت خاص در بدنه استفاده كردند و بسيار كم مصرف، در حالي كه آمريكاييها سعي كردند خودروهايي مانند تانك محكم و در عوض بسيار پر مصرف بسازند!
از اينرو بود كه در طراحي و ساخت ايرباس، سعي شد از جديدترين فناوريهاي روز براي جلوگيري از برخي هزينه ها استفاده شود. براي مثال، آيا بويينگ 727 بزرگ تر است يا ايرباس ؟ مطمئنا" ايرباس، اما بوينگ 727 داراي 3 خدمه در كاكپيت است و ايرباس تنها 2 خدمه دارد!
تصوير بالا، داخل كاكپيت ايرباس َ300
تصوير بالا، داخل كاكپيت بويينگ 727
حذف يك خدمه ي اضافي در كاكپيت علاوه بر اينكه براي شركت خريدار منافعي را ايجاد مي كند، باعث حذف يك سري از ادوات پروازي نيز مي شود، اما جايگزين آنها چه خواهد بود ؟ دو راه حل وجود داشت، 1.واگذاري انجام وظايف پيشين به دو نفر بجاي سه نفر، كه كاهش ايمني پرواز را مي توانست در پي داشته باشد، 2. خودكار كردن آن مسئوليتها. در اينجا بود كه اولين توجهات جدي به استفاده از كامپيوتر در ايرباس آغاز شد.
تصوير بالا، كامپيوتر موجود در ايرباس A300 زير كاكپيت را نشان مي دهد، كه به آن اصطلاحا" حفره ي جهنمي مي گويند ! جعبه ي سياه رنگ كه با چند بست نگهداري شده است كامپيوتر اين هواپيما است كه اندازه ي آن در حدود دو كيس كامپيوتر خانگي امروزي است، من از زبان برخي آگاهان شنيده ام كه وزني در حدود 200 الي 300 كيلوگرم دارد.
وظيفه ي اين كامپيوتر انجام يك سري مسئوليتهاي روتين پروازي است، و حتي نمايشگرهاي وضعيت پروازي و رادار و سنسور چرخها و تراتلها، همه و همه به اين كامپيوتر متصل هستند.
و اما ايرباس آ320 و 321:
تصوير بالا، ايرباس آ320
در كتاب (سامانه هاي الكترونيك هواپيما، اويونيك، نويسنده مهندس رضا صدري علمداري، چاپ اول، 1386، انتشارات قلم آذين.) در خصوص معرفي اجمالي سيستم اويونيك ايرباس به ياد دارم كه نوشته شده بود كه شركت ايرباس استيك را جايگزين يوك نموده، و به كامپيوترهايش خيلي اطمينان دارد.
درواقع همين است، ايرباس آ320 درواقع انقلاب صنعت هوانوردي مي باشد، زيرا اولين تلاش موفق يك شركت هواپيما سازي در جهت توليد Glass Cockpit بوده است، در اين هواپيما ديگر خبري از قرقره ها و سيمهاي متداول به كاكپيت نمي باشد، لوله هاي هيدروليك ديگر به كاكپيت نيامده اند. در يك برآورد اوليه در حدود 3 تا 4 تن از وزن هواپيما كاسته شده است و اين يعني قابليت حمل 4 تن بار بيشتر و يا تا حدود 4 تن مسافر و بار بيشتر.
اما يك مشكل اساسي پيش آمد ! وقتي خلبان در سيستمهاي قديمي پرواز مي كرد ( مانند سيستمهاي بويينگ )، تاثيرات هوايي را بر روي هواپيما را با تكانها و لرزشهاي يوك مي توانست احساس كند، مانند يك راننده كه وقتي وارد يك جاده ي خاكي مي شود با لرزش فرمان رو به رو مي شود، و مي تواند سرعت و وضعيت خودرو را حفظ نمايد و حس كند! اما در ايرباس آ320 و بعد از آن به دليل اينكه ديگر خبري از سيمها و قرقره ها و حتي لوله هاي هيدروليكي نبود، ديگر تنشي از بالها به فرامين خلبان منتقل نمي شود.
شركت ايرباس مي خواست اين تنشها را براي خلبان شبيه سازي نمايد، يعني يك سنسور الكترونيكي تعبيه كند كه مثلا" مقاومت استيك را هنگام انجام فرامين توسط خلبان تعيين كند، اما اين كار علاوه بر اينكه هزينه بر بود، ريسك پرواز را بالا مي برد، چون در اصول مهندسي نرم افزار داريم كه " اگر احتمال خطر و يا خطايي وجود داشته باشد، حتما" رخ خواهد داد "، پس اگر احتمال خرابي سيستم وجود داشته باشد حتما" رخ مي دهد و مي تواند براي خلبان دردسر ساز باشد !!! ( مقاله ي اينجانب در خصوص روانشناسي سيستمهاي كامپيوتري مي تواند به درك اين موضوع كمك كند در لينك ذيل :
http://ejournal.irandoc.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2-453&slc_lang=fa&sid=1&sw=
و يا
http://www.mhdsoft.com/candhp.htm
از اينرو، طي يك پروژه ي برنامه نويسي عظيم، وظيفه ي هدايت هواپيما را براي اولين بار به صورت كامل به كامپيوتر هواپيما سپرد. براي بالاتر بردن امنيت پرواز، بجاي يك كامپيوتر از چند كامپيوتر استفاده نمود، كه به صورت موازي كار مي كنند، و در صورت خرابي و يا از كار افتادن هر يك ديگري بلافاصله جايگزين آن مي شود، و بايد به اين نكته توجه داشت كه ديگر وزن كامپيوترها چند صد كيلو نبود، بلكه در حدود بين 10 تا 30 كيلوگرم!
از طرف ديگر براي اينكه يكوقت سيم هاي يوك قطع نشود، بجاي يك سيم از چند سيم استفاده كرده است، كه هر سيم را از كانالي مجزا در داخل كاكپيت هدايت كرده است، براي مثال يكي را از بالاي كاكپيت عبور داده، يكي را از زير صندلي خلبان و يكي را از ديوراه كاكپيت.
از طرف ديگر، اين كار هزينه ي تعميرات و نگهداري ايرباس آ320 را نسبت به تمامي هواپيماهاي جهان به شدت كاهش داده است. براي مثال، در يك بويينگ در هر بار تعميرات بايد پس از اتمام دوره تعميرات يك ميزان فلاپ ( مثل ميزان فرمان ) انجام بگيرد، تا فلاپها و كليه ي ادوات متعادل باشند كه هم وقت گير است و هم پر هزينه ( 1.هزينه ي زماني خارج از خط بودن هواپيما در مدت تعمير = عدم سود آوري / 2.هزينه ي ريسك پس از تعمير كه ممكن است هواپيما به تعميرگاه در صورت بالانس نبودن عودت داده شود / 3.هزينه ي پاركينگ در تعميرگاه و .... ).
اما ايرباس آ320 پس از نصب فلاپها به صورت خودكار بالانس مي شود J
همچنين نكته ي مهم ديگر در اين هواپيما اين است كه خلبان فقط دستور مي دهد، و يا به عبارت بهتر تصميم كامپيوتر را كه با همان IF ها ايجاد مي شود تاييد مي كند ( ناظر انساني ).
كاكپيت خلوت ايرباس آ320 با دو استيك در كناره ها
حتي نكته ي جالب در اين خصوص اين است كه تراتلها نيز بسيار كوچك شده اند، و خلبان فقط حركت خودكار آنها را تماشا مي كند J ، براي مثال اگر خلبان تراتلها را تا انتها جلو ببرد درواقع از كامپيوتر خواهش كرده است كه لطفا" سرعت را تا آنجا كه من تراتل را جلو برده ام افزايش بده ! اما اينكه در چه مدت زماني اين اتفاق رخ بدهد، تصميمش با كامپيوتر است.
در دياگرام بالا دو تصوير وجود دارد، تصوير بالايي شكل هدايت قديمي و مرسوم انواع هواپيما كه با قرقره و ... بوده و در دياگرام پايين، fly by wire كه در ايرباس آ320 وجود دارد.
شركت ايرباس در دفترچه هاي آموزشي خود به هيچ عنوان از كلمه ي هوشمندي براي كامپيوتر هواپيما استفاده نكرده است، و اين بدان معني است كه مي خواسته به خلبانان اين را بفهماند كه اين هواپيما بي شعور است ( يعني شعور درك مانند انسان ندارد ) علي رغم اينكه همه كار را خودش انجام مي دهد. در مثالي ساده تر، فرض كنيم كه يك ايرباس در حالت فرود قرار دارد. كامپيوتر آن چند صد هزار شرط را در حال بررسي كردن دارد، براي مثال اگر ارتفاع شد فلان، سرعت بشود فلان، وضعيت فلاپ بال فلان شود، اگر VOR اينطور بود و .... آنگان چرخها باز شود و ... !
خب، خلبان هم طبق معمول اين هواپيما ها مشغول تماشاي كار هواپيما است، كه ناگهان يك توربالانس ( براي مثال ) ايجاد مي شود، حال اين بستگي به برنامه نويسان كامپيوتر اين هواپيما داشته است، كه در شرطهاي خودشان شرايط توربالانس مثلا" در ارتفاع 2000 پايي را براي هواپيما پيش بيني كرده باشند يا خير. يعني آيا IF اي در اين ميان وجود دارد كه اين شرايط را بسنجد و آيا اصلا" ادوات پروازي هواپيما مي توانند اين كار را انجام دهند؟
مطمئنا" پاسخ اين سوال آري است. اما بايد منصف بود، كه برنامه نويسان كامپيوتر اين هواپيما بر اساس داده هاي آماري پروازهاي مختلف اين سيستم را طراحي كرده اند! يعني براي مثال عمدتا" شرايط پروازي اروپا و آمريكا. براي مثال بر اساس داده هايي كه طي ده – بيست سال از flight records ها در فرودگاههاي مختلف جمع آوري كرده اند.
با توجه به اين قانون كه در مهندسي نرم افزار داريم : هيچگاه فقط يك عامل باعث بروز سانحه نمي شود، پس مي توان در خصوص ايرباس سقوط كرده ي پاكستاني اين نتيجه را گرفت كه فقط يك تلفن همراه و يا فقط يك رعد و برق ساده نمي توانسته هواپيما را به زمين بكوباند ! شايد خنده دار به نظر برسد، اما گاهي اوقات ممكن است شرايطي پيش بيايد كه كامپيوتر قفل كند، در اينصورت خلبان چقدر فرصت دارد كامپيوتر را ريستارت كند و يا هواپيما را حفظ نمايد ؟
اين ايراد اصلي است كه به ايرباس گرفته مي شود، البته مجموعه ي ايرباس هميشه مقتدرانه اعلام كرده است كه اين مشكلات از پيش، پيش بيني شده است !
كامپيوتر هاي هواپيما مانند كامپيوترهاي خانگي و خيلي ديگر از سيستمهاي كامپيوتري كه در ابتدا به آنها اشاره داشتم، از يك اصول پيروي مي كنند، براي مثال اگر شما دكمه ي روشن و خاموش كنترل تلويزيون خود را فشرده شده نگته داريد و سپس دكمه ي تعويض كانال را بفشاريد، مطمئنا" كار نخواهد كرد، مگر برخي تلويزيونهاي جديد كه ممكن است برنامه نويس آنرا پيش بيني كرده باشد.
پس شرايطي را در هواپيما در نظر بگيريد كه سيستم براي مثال منتظر دريافت پاسخ ميزان ارتفاع از ارتفاع سنج است و بلافاصله مي خواهد داده ي VOR را بررسي كند، و در اين ميان دو عدد به سيستم ارسال شود كه براي سيستم در كليه ي IF ها تعريف نشده باشد، در اين صورت اگر برنامه نويس كامپيوتر و يا برنامه نويسان آن زرنگ بوده باشند، سريعا" كدهايي را قرار داده اند كه ماجرا را مديريت كند، اما در غير اينصورت، كامپيوتر براي مدتي مثلا" در حدود چند ثانيه ( 10 ثانيه ) بدون هيچ واكنشي باقي مي ماند، تا سيستم از ابتدا همه چيز را چك كند! حال فرض كنيد، آخرين دستوري كه سيستم براي تراتلها ارسال كرده بوده، كاهش سرعت بوده باشد كه قرار بوده با كاهش قدرت موتور مثلا" تا 30 درصد و رسيدن به سرعت مثلا" 170 ناتيكال مايل، سيستم دوم تراتلها را كاهش دهد.
براي مثال، اينطور عمل كرده است، كامپيوتر اصلي فرمان داده است كه تراتلها را تا مرز 30 درصد پايين بياور، تا زماني كه من به تو دستور توقف دهم. اين راهكار را در برنامه نويسي چند نخي يا مولتي تردينگ مي گويند، يعني بخشي به كار خود ادامه دهد تا زمانيكه دستور توقف آن صادر شود.
حالا قرار بوده كه كامپيوتر مركزي ارتفاع و سرعت و چند چيز ديگر را نيز چك كند، و طبق پيش بيني برنامه نويسان مثلا" طي 3 ثانيه ي آينده دستور جديد براي توقف يا ادامه ي كار تراتلها صادر شود، اما بجاي 3 ثانيه، كامپيوتر مركزي 10 ثانيه بعد به سيستم دستور توقف كاهش سرعت را مي دهد، و اين درحالي است كه يكي دو ثانيه ي پيش تراتلهاي به مرز 30 درصدي كه قبلا" توسط كامپيوتر مركزي صادر شده است رسيده اند، و در اين ميان بخاطر پايين بودن ارتفاع تا كامپيوتر بخواهد در چند صدم ثانيه ي آينده دستور افزايش ارتفاع و افزايش قدرت موتور را بدهد، هواپيما متاسفانه ديگر به كوه برخورد كرده است !
براي مثال هواپيماي ايرباس ايرفرانس كه سال گذشته بر فراز اقيانوس سقوط كرد، خلبان قبل از سقوط چند بار تغيير سرعت داشته است، كه مطمئنا" تصميمات كامپيوتر و به طبع آن تاييد خلبان بوده است كه پس از آن سانحه خلبانان ايرفرانس همگي اعتصاب كردند و گفتند كه سيستم سرعت سنج هواپيما اشكال دارد و شركت ايرباس همه را در سرتاسر جهان تعويض كرد.
اما اينهمه بدي از سيستم گفتم، خوبي هاي آنرا نيز بايد اشاره كرد. چند سال پيش يك ايرباس آ320 در فرودگاه هامبورگ مي خواست كه فرود آيد كه با طوفان و توربالانسهاي بسيار شديد روبه رو شده بود، چند بار بال هواپيما تا فاصله ي چند متري زمين رسيد، اما در نهايت هواپيما نجات يافت، هيچكس از خلبان هواپيما تقدير نكرد، چون تمام همكاران آن خلبان مي دانستند كه خود هواپيما خودش را نجات داده است.
شركت ايرباس اين بي اعتنايي به خلبان را به جايي رسانيده است كه گاهي اوقات خلبانان استيك را تا انتها به چپ و يا راست و يا جلو و عقب مي برند، اما سيستم با پخش بوق اخطار اعلام مي كند كه اجراي دستور منتفي است! براي همين بسياري از خلبانان ايرباس هميشه اذعان داشته اند كه در هنگام فرود، هواپيما بهتر از آنها فرود مي آيد! J
تصوير بالا، خلبانان ايرباس كه احتمالا" دارند تلاش مي كنند تا هواپيما را درك كنند !
اگر به حوادث اخير ايرباس دقت كنيد، متوجه مي شويد كه در جاهايي سقوط كرده است كه خيلي جديد هستند، و اكثرا" هنگام فرود و يا لحظاني قبل از فرود بوده است.
تحليل شخصي من در خصوص سقوط ايرباس پاكستاني، اين است كه احتمالا" خلبان در شرايط پروازي IFR ( پرواز با ديد كم ) قرار داشته است و سيستم بر روي خلبان خودكار بوده، كامپيوتر پرواز در حال انجام محاسباتي بوده است كه با تصمي خلبان براي هولدينگ در ارتفاع كم مواجه مي شود، در اثر تغيير ناگهاني دما و يا افزايش شدت باران سنسورهاي موجود روي بدنه و يا موتور و حتي ارتفاع سنج بارومتريك اطلاعات مختلف و دور از انتظاري را براي كامپيوتر مركزي ارسال مي كند، احتمال هم دارد كه ارتفاع سنج راديويي LRRA در اثر برخورد امواج با قطرات آب و باران و ارسال داده ي اشتباه و متناوب از طرف كامپيوتر مركزي غير فعال شده بوده باشد، از اينرو با يك تصميم اشتباه كامپيوتر و صد البته به احتمال زياد بي توجهي خلبان به اين مسئله ( كه به خاطر ديد كم، پرواز را به سيستم سپرده است و نظارت خيلي دقيقي نداشته است )، هواپيما در شرايط كد بحراني كامپيوتري قرار گرفته است و متاسفانه منجر به سقوط شده است.
در خصوص روشن بودن تلفن همراه، شايد يكي از صدها دليل اين بوده است، اما من در تحقيقي كه چند سال پيش داشتم متوجه شدم كه علت اصلي كه مي گويند تلفن همراه را در هواپيما روشن ننماييد اين است كه شبكه ي تلفن همراه زميني را دچار اختلال مي كند. چون به هر حال فركانس تلفن همراه 900 و 1900 مگاهرتز است، و يك تلفن همراه فقط نيم يا كمي كمتر وات قدرت دارد، و در مقابل دكلهاي تلفن همراه اطراف فرودگاه كه تا 20 كيلوتر برد هم دارند بسيار ناچيز است. مخصوصا" كه آنها بيش از 3 وات قدرت دارند.
از طرف ديگر خود تلفن همراه داراي يك كامپيوتر است، تابحال آيا شده كه خود تلفن همراه ( مثلا" انواع پيشرفته آن مثل آي فون و ... ) در اثر امواج خودشان دچار اختلال شوند. اختلال در كامپيوتر هواپيما يعني مثلا" عاملي باعث شود بجاي دريافت عدد 2 از ورودي عدد 3 يا 1 و يا هر عدد ديگري وارد شود.
مسئله ي ديگر فاصله ي مسافران از كامپيوتر پروازي و ديگر سنسورها است، كه به نظر من اگر ده – بيست تا از اين تلفنها روشن هم باشند، اتفاق خاصي رخ نخواهد داد ! البته ، من هيچ مسئوليتي در قبال اين جمله ام قبول نمي كنم J ! خود من در چند پرواز كه از قشم به تهران داشتم، داخل ايرباس هاي جديد ايران اير، وقتي روي سر بندر عباس بوديم تلفنم را روشن كردم و اس ام اس ( پيامك ) ارسال كردم J !
و در مجموع اينكه شركت ايرباس محصولات زيادي دارد، و واقعا" به تيم برنامه نويسي خودش اعتماد دارد، و اتفاق بزرگ اين شركت در ايرباس آ380 شكل گرفته است:
تصوير بالا، كاكپيت ايرباس آ380 كه جلوي خلبان يك كيبورد كامل را مشاهده مي كنيد
تصوير بالا، نمايي ديگر از كاكپيت خلوت ايرباس آ380
اين هواپيما به قدري پيشرفته است كه فعالان عرصه ي اويونيك خود هواپيما را يك كامپيوتر بزرگ مي دانند، چون هر بخش هواپيما توسط كامپيوتري مجزا و مجموعه ي كامپيوتر ها توسط چند كامپيوتر ديگر كه مجموعا" حكم ابر كامپيوتر را دارند، كنترل مي شود!
يكي از مشخصه هاي كامپيوتر اين هواپيما، تعليم پذيري آن است كه با توجه به بهاي گزاف آن، درواقع دور از انتظار نبوده است. به عبارت ساده، تيم پروازي مي توانند IF هاي جديد نيز براي هواپيما ايجاد كنند، ويا IF هاي قديمي را تصحيح نمايند.
نكته ي مهم ديگر در اين هواپيما كه خيلي هم ترسناك است، اين است كه Fly by wire تبديل به Wireless شده است، يعني اكثر ارتباطات فرامين پروازي اين هواپيما به صورت Wireless (بي سيم )است.
تصوير بالا، مطمئن نيستم اما فكر مي كنم اتاق تنظيم فرامين ايراباس آ380 است كه در زير اتاق خلبان قرار داده شده است.
تصوير بالا، نمايي از ايرباس آ380 دو طبقه
قوانين توليد نرم افزارهاي پروازي :
از آنجا كه تجهيزات اويونيك اگرچه به ظاهر همه شان الكترونيكي هستند اما كار اصلي را نرم افزار درون آن انجام مي دهد، از سالها پيش استانداردهايي براي تهيه ي نرم افزارهاي تجهيزات اويونيكي تعريف شده است كه يكي از كاملترين آنها DO178B مي باشد كه متن آن كم و بيش در لينك ذيل قرار داده شده است :
http://en.wikipedia.org/wiki/DO-178B
هدف اصلي اين مجموعه قوانين اين است كه مرزي را كه خلبان مي تواند به سيستم اعتماد كند مشخص كنند، و همينطور فرآيند توليد و اجرا و پياده سازي نرم افزارهاي پروازي را دقيق و كارآمد نمايد.
از زماني كه يك شركت تصميم مي گيرد كه برنامه ي سيستم اويونيكي طراحي نمايد، يك فرآيند بسيار زيادي را بايد طي كند. اين فرآيندها شامل انتخاب تيم برنامه نويسي، مبلغ قرارداد برنامه نويسان، ميزان تعهدات برنامه نويسان، مسايل حقوقي بعد از اجراي برنامه مي شود تا فرآيند طراحي الگوريتم، و حتي اينكه مديران با چه روشي انتظارات خودشان را از نرم افزار و در كل از سيستم براي برنامه نويسان تشريح كنند، تا رسم UML و ER و EER و پياده سازي كد اوليه و نحوه ي تست كد، و زمان تست ووو مي شود.
براي مثال خدمت شما مي گويم، كه يكي از شركتهاي توليد كننده ي سيستمهاي اويونيك شركت Dynon است، كه براي توليد قطعات الكترونيكي سيستم Autopilot اي كه طراحي كرده است در حدود 100 دلار هزينه نموده اما اين سيستم را 3700 دلار مي فروشد، ( اين سيستم بر روي هواپيماهاي فوق سبك قابل نصب است )، و مبلغي كه دريافت مي كند درواقع هزينه ي برنامه نويسي سيستم است.
آينده ي پروازي:
بدون شك آينده ي صنعت هوانوردي كامل شدن glass cockpit مي باشد:
روزي خواهد رسيد كه كل پانل جلوي خلبان يك نمايشگر 10 اينچي خواهد شد ( كه اكنون كم و بيش در برخي هواپيما ها آنرا شاهد هستيم ) و خلبان با فرمانهاي صوتي خودش هواپيما را هدابت خواهد كرد.
صنعت كامپيوتر رو به رشد است، و مطمئنا" اشكالات مرگباري كه امروز شاهد آن هستيم مانند قبل به افزايش سطح ايمني پرواز كمك خواهد كرد.
با تشكر
محمد حسين دالوند
در پناه ایزد منان پاینده و جاوید باشید .
بهروز مدرسی
این پست ساعت۲۳:۳۰ دقیقه تاريخ نهم تيرماه ۱۳۸۹ پایان یافت .
پاینده و برقرار باد ارتشیان دلاور و قهرمان ایران 
آرشیو سایت اينجا آرشیو وبلاگ اینجا
پارسال دقیقآ همین ایام بود ( بیستم مرداد ماه ۱۳۸۸ ) که در باره سیستم های کامپیوتری در هواپیما و نقش آن ها مطلبی تقدیم حضورتون شد . مطالعه آن مطلب هم خالی از لطف نیست ! کافی است روي يكي از تصاوير ذيل ، كليك راست فرماييد .
مطالب خواندنی
پیشنهاد دو پست دولتی توسط احمدی نژاد ( اینجا )
چگونه به جای دختر خارجی ، برادر پاسداری را تحویل ام دادند !! ( اینجا )
شوخی با حاج آقا در جبهه ! ( اینجا
http://www.oldpilot.ir/
No comments:
Post a Comment