Druhy vrtulníkových autopilotů

Autopilot coby zařízení schopné ovládat trajektorii letu stroje bez asistence lidské posádky existuje u vrtulníků od dob amerického vrtulníku Piasecki HUP Retriever, vyráběného od roku 1949. Autopilot u dopravních prostředků obecně (např. u lodí) nemá za úkol nahradit lidského pilota, ale asistovat mu v ovládání stability ve vzduchu. Tím ubývá podstatná část činnosti, která jinak pilotovi zabírá velkou část pozornosti, takže pilot s autopilotem se může lépe soustředit na činnosti jiné - třeba na vojenské úkony.

Létání s vrtulníkem je považováno za obtížnější než létání s letadly s pevným křídlem, protože je zde o tolik více složek, které dohromady generují vztlak a poskytují stroji manévrovatelnost. S vrtulníkem je to složitější proto, že je dynamicky nestabilní. Pilot tedy musí mít ruce nohy neustále na ovladačích a jakmile by je pustil, vrtulník bude ihned sám měnit polohu. Kompletní autopiloty (hands-off autopilots), kde byste na ovládání nemusel vůbec sáhnout, mají spíše velká letadla.

V popisu autopilotů od výrobce Thales najdeme kupříkladu, že autopilot sestává ze softwaru, ovládacích panelů, regulace síly pohonu, aktuátorů, senzorů a výpočetní jednotky. Zařízení autopilota je překvapivě objemné a samozřejmě drahé, takže se osazuje jen do vrtulníků majících od čtyřech sedadel výše. Výjimkou je třeba Robinson R44, kolibří vrtulníček s jedním sedadlem a s autopilotem. Jeho autopilot však stojí 60 000 $.

Dnešní autopiloty stabilizují vrtulník ve třech nebo čtyřech osách pohybů. U vrtulníků to bývá jiná kombinace pohybů než u letounů s pevným křídlem. U dopravních letounů jsou čtyři kategorie autopilotáže podle výšky, ve které se letadlo nachází. U rádiově ovládaných modelů vrtulníků je autopilotem právě dálkové ovládání (zařízení, které samo … trajektorii …).

Problematika autopilotů je velmi obšírná a člověk by se v podstatě musel naučit většinu teorie kolem létání, aby porozuměl pojmům o autopilotech pojednávajících. Dokonce sem zasahuje i pojmová nedostatečnost češtiny, kdy například pojem "systém pro řízení letu" je společný dvěma pojmům v angličtině, jejichž významy se však rozchází. Jde o: Flight control system a o Flight management system.

Autopilot dovede letět se strojem na základě neustále akutalizovaných údajů z přístrojů a že je to hodně přístrojů. Při takových úkonech jako vzlétání, stoupání, zatáčení totiž autopilot daleko lépe sleduje všechny údaje a ihned na ně správně reaguje v reálném čase. Letí tedy při rutinních úkonech vlastně lépe než lidský pilot. On totiž ve skutečnosti jen zřídkakdy obstarává celý let. Většinou pouze dává pozor na dvě nebo tři charakteristiky letu a v případě potřeby zásahu odešle signál do ovládání letových výkonů jak je upravit, aby se letoun co nejdříve dostal zpět do nevychýlené polohy. 

Druhy vrtulníkových autopilotů

Stability Augmentation autopilot tak zajišťuje hladší a přesnější trajektorii letu. V horším případě upozorní člověka na nutnost zásahu nebo rozhodnutí.

Flight director zase hlídá informace o směru letu, tedy o kurzu a výšce.

Yaw damper autopilot třeba jen obstarává zvládání kolísání, vibrací a přetáčení letounu.

Altitude Retention systém se snaží udržet vrtulník přesně v takové výšce, v jaké pilot ovládání pustil. Když poryv větru či turbulence změní polohu vrtulníku, snaží se ji co nejdříve vyrovnat nazpět.

Coupled System je to, co si právě laik představí pod pojmem autopilot. Pokud správně nastaven, dovede s vrtulníkem letět zcela autonomně. Je to nejsložitější systém autopilota, který spojuje dílčí předchozí druhy v jeden systém. Sestává prakticky ze všech čidel, ovladačů a počítačů na palubě vrtulníku. Jeho součástí jsou skutečně stovky jednotlivostí, protože musí mít v povědomí to samé, co lidský pilot v živém mozku. Např.: rychlost, výšku, GPS pozici, ale v reakci na to právě také polohu ovládacích pák. Takový autopilot je situován do jedné skříňky na ovládacím panelu, která sice vypadá jako autorádio, ale má na sobě nespočet čudlíků a přitom žádné "budíky".

Čtyřosá kontrola ovládání ke standardním třem leteckým pohybům přidává automatické zdvižení. HOV system pak zajišťuje setrvání ve visu. Lidský pilot většinou neudrží vrtulník ve stejné poloze ve visu ani čtvrt hodiny - vrtulník každou chvíli sám inklinuje ke změně sklonu, změně kurzu nebo k vodorovnému posunu vlivem větru. S automatikou to pilot udrží do té doby, dokud vrtulníku nedojde palivo.

Jiný druh autopilota obstarává cruise mód, cestovní rychlost. To je ta rychlost, při které má stroj dlouhodobě nejnižší spotřebu paliva a ta se přirozeně pořád mění. Např. vlivem rostoucí výšky letadlo spaluje stále více paliva.

Tak sláva autopilotům.

Zdroje

https://www.thalesgroup.com/en/markets/aerospace/flight-deck-avionics-equipment-functions/thales-autopilot-solutions-aircraft

https://aerocorner.com/blog/how-helicopters-hover/

https://pilotteacher.com/do-helicopters-have-autopilots-depends-if-you-have

https://www.cnet.com/tech/darpa-flies-a-black-hawk-helicopter-without-a-pilot-for-30-minutes/