טייס אוטומטי

טייס אוטומטי הוא התקן שמפעיל כלי רכב בלי התערבות אדם. הוא יכול להיות מכני, חשמלי, הידראולי או משולב. במטוסים הטייס האוטומטי מנהל חלק מהטיסות, ובספינות יש בו שימוש דומה. בהקשר יומיומי הביטוי מתאר פעולה שמתרחשת בעצמה, ללא מעורבות אנושית. בתחום הרדיו זוהי תוכנית המשודרת בלי מגיש. כינוי זה משמש גם כמטפורה לבן אדם או גוף שפועל אוטומטית, בלי בדיקה או שיקול דעת.

בהתחלה הטייסים נאלצו לשמור על שליטה רצופה במטוס. זה היה מעייף במיוחד בטיסות ארוכות. טייס האוטומטי נועד להוריד מעומס העבודה ולצמצם את הצוות.
הטייס האוטומטי הראשון למטוסים פותח על ידי תאגיד סְפֵּרי (Sperry) ב־1912. לורנס ספרי הציג אותו לציבור והראו שהוא מסוגל להחזיק את המטוס כשידיו של הטייס משוחררות.
המערכת של ספרי חיברה "אופק מלאכותי", מכשיר שמראה את זווית המטוס, שנקרא גירוסקופ (גירוסקופ הוא גלגל מסתובב שמראה אם משהו מסתובב), ומצפן מגנטי אל מערכות ההיגוי ההידראוליות. בכך אפשר לטוס ישר ולשמור יציבות, וצמצמו כ־80% מעומס העבודה הרגיל.
הסוג הנפוץ ביותר של טייס אוטומטי מאז ועד היום מסוגל לאזן את המטוס בציר שעלרוד (רול) ובציר הסבסוב (יאו). בסוף שנות העשרים הותקן טייס אוטומטי ראשון בספינה, מכלית הנפט J.A. Moffet.

מערכות מודרניות מחלקות את הטיסה לשלביה: הסעה על המסלול, המראה, טיפוס, התיישרות, הנמכה, גישה ונחיתה. יש טייסים אוטומטיים השולטים בכל השלבים מלבד ההסעה.
"נחיתת CAT IIIb" היא נחיתה אוטומטית במצבי ראות קשים, ומבוצעת בשדות תעופה גדולים. "CAT IIIc" תיאורטית מאפשרת המשך אוטומטי גם אחרי הנחיתה, אך אינה בשימוש כיום.
חלק מהמערכות כוללות גם מניעת התנגשות. המערכת הנפוצה ביותר נקראת TCAS (מערכת המתריעה ומונעת התנגשות בתעבורה).
בטייסי אוטומטי מודרניים התוכנה קוראת נתוני ניווט ומניעה את משטחים ומנועים. מערכות אלה משליטות גם דחף מנועי והעברת דלק כדי לאזן את המטוס ולשמור על זווית טיסה טובה. באופן כללי טייסים אוטומטיים צורכים פחות דלק מהנהגים האנושיים.

הטייס האוטומטי מסתמך לעיתים על מערכת ניווט אינרציאלית. זו כוללת מדי תאוצה (חיישנים שמודדים שינוי מהירות) וגירוסקופים (חיישנים שמודדים סיבוב). מערכות אלה צוברות שגיאות עם הזמן. עזרי רדיו ו־GPS משמשים לתיקון המיקום. מערכת אינרציאלית עובדת בעצמה בתחילת הטיסה, אבל זקוקה לתיקון חיצוני ככל שהטיסה מתארכת.

מכיוון שבטיחות תלויה בטייס האוטומטי, מערכות אלה מתוכננות באמינות גבוהה. ברוב המערכות יש חמש מחשבים המבוססים על מעבד 80386, כל אחד על לוח נפרד. כל תהליך תוכנה רץ בסביבה מבודדת שנקראת מכונה וירטואלית. כך באג בתהליך אחד לא מוריד את כל המערכת.
המחשבים מבצעים בדיקות עצמאיות בזמן אמת. אותו תהליך מופעל על מספר מחשבים במקביל, והמערכת משווה בין התוצאות. בדרך זו מפסלים תוצאות שגויות לפני שמועברות למערכות ההיגוי. בחלק מהמערכות מריצים תוכנה שונה בכל מחשב כדי להפחית סיכון לכשל משותף, אך מדרג זה נעשה פחות נפוץ בגלל עלויות פיתוח גבוהות.

הארגון הבינלאומי לתעופה אזרחית (ICAO) מחלק מערכות נחיתה לפי רמת הראות הנדרשת. החלוקה מגדירה כמה מהנחיתה אפשר לבצע באופן אוטומטי, בהתאם לתנאי הראות והציוד בשדה התעופה.

טייס אוטומטי הוא מכשיר שמפעיל כלי רכב בלי שאדם נוגע בו. משתמשים בו בעיקר במטוסים. גם בספינות יש טייס אוטומטי.

לפני כן הטייסים עבדו קשה בזמן טיסות ארוכות. ב־1912 חברת סְפֵּרי בנתה את הטייס האוטומטי הראשון. לורנס ספרי הראה שהוא עובד כשהוא הורם ידיו.
האופק המלאכותי הוא מכשיר שמראה אם המטוס נטה. גירוסקופ (גלגל מסתובב) עוזר לו לדעת זאת. המערכת חיברה את המכשירים האלה אל הגלגלים והמשטחים של המטוס. כך המטוס יכול להישאר ישר ויציב.

היום הטייסים האוטומטיים עוזרים בכל חלקי הטיסה: המראה, הטיפוס והנחיתה. יש נחיתות אוטומטיות שנקראות CAT IIIb. יש גם מערכות שעוזרות למנוע התנגשות, כמו TCAS.

המכשיר קורא חיישנים כמו מד תאוצה. מד תאוצה מודד מתי מהירות משתנה. גירוסקופ מודד סיבוב. החיישנים האלה עושים טעויות עם הזמן. ה־GPS ותמרורים רדיו מתקנים את המיקום.
מספר מחשבים עובדים יחד. המחשבים משווים תוצאות ובוחרים את התוצאה הסבירה. כך המערכת בטוחה יותר.

יש חוקי נחיתה שמחלקים את המערכות לקטגוריות. החלוקה תלויה כמה רואים את המסלול וכמה מהנחיתה אפשר לבצע אוטומטית.