Vizitele mele la INCAS au devenit o obișnuință. Vă mărturisesc că de aici îmi iau rezerva de aer proaspăt. Unii se duc la munte pentru asta, dar mie o vizită la INCAS îmi este de ajuns. Găsesc aici acel ceva de nedefinit care mă remontează, oricât de obosit aș fi. Iar acel ceva este dat de entuziasmul cercetătorilor de aici și de lucrurile minunate pe care le fac. De această dată, am avut ocazia să vizitez două dintre simulatoarele de la INCAS.
Vreau să o spun încă de pe acum. Așa cum îmi sublinia domnul inginer Sorin Ștefănescu, nu este vorba despre niște simulatoare destinate instrucției piloților, ci despre simulatoare cu aplicații strict inginerești. Primul simulator mi-a fost prezentat de domnul Dr. ing. Dragoș Guță, cel cu care mă întâlnisem și data trecută, atunci când mi-au fost prezentate mai multe programe avansate ale INCAS.
Până să ajung la simulator, am vizitat un laborator de încercări funcționale pentru echipamentele aerospațiale, un loc în care sunt supuse la teste draconice, care simulează condițiile aspre în care vor funcționa. Deși mi-aș dori, nu vă voi vorbi acum despre acest laborator, deoarece aștept momentul în care voi avea ocazia să vi-l prezint mai pe larg. Apoi, domnul Dr. ing. Guță m-a condus către simulatorul pe care dorea să mi-l prezinte.
La o primă vedere nimic nu părea interesant. Doar o structură metalică foarte solidă, care avea în față un soi de cabină de pilotaj. Nimic care să semene cu simulatoarele spectaculoase pe care le vedem uneori la televizor. Însă, domnul Dr. ing. Guță, citindu-mi nedumerirea, a început să îmi explice, cu entuziasmul care îl caracterizează, despre ce este vorba.
„Mai devreme v-am arătat niște aparate cu care testăm echipamentele aerospațiale în diferitele condiții de mediu care se întâlnesc în timpul zborului. Aici avem altceva, un stand de încercări cu ajutorul căruia putem verifica mai fidel comportarea anumitor echipamente în timpul zborului, un echipament de tip Iron Bird.
El este alcătuit dintr-o structură metalică, pe care putem monta diverse simulatoare, cu utilități diferite, pentru cam tot ce ține de partea de aviație. Așa cum îl vedeți acum, simulatorul face parte dintr-un proiect de cercetare din Planul Național de Cercetare-Dezvoltare III, intitulat «Medii virtuale pentru domeniul aerospațial»”.
Apoi, domnul Dr. ing. Dragoș Guță a început să îmi explice inginerește cum stau lucrurile. Eu voi încerca să le prezint pe înțelesul a cât mai mulți dintre cititorii noștri.
Să ne imaginăm că avem un servomecanism, un actuator, care controlează o anumită suprafață de comandă a avionului. Pentru a-l testa avem două posibilități: fie îl montăm pe un avion și îi urmărim comportamentul în condiții reale, fie apelăm la un simulator capabil să reproducă solicitările mecanice din timpul zborului, cât mai aproape de realitate.
Prima soluție, dincolo de riscurile inerente testărilor în zbor, are dezavantajul că nu poate reproduce chiar toate situațiile imaginabile. Nu poți supune avionul la evoluții în care se află în imediata apropiere a cedării structurii. În plus, nu e convenabil să testezi în zbor durata de viață a produsului. Cea de-a doua variantă, în principiu, înlătură aceste dezavantaje.
La o primă vedere, un asemenea simulator este foarte simplu. Instalăm un servomecanism pe Iron Bird, împreună cu întregul său sistem de comandă. În cazul simulatorului de la INCAS, controlul servomecanismului se poate realiza atât manual, cât și prin intermediul unui calculator. Atunci când un servomecanism acționează o anumită suprafață de comandă, apare o forță aerodinamică.
Pe simulatorul INCAS această forță aerodinamică este reprodusă cu ajutorul unui actuator hidraulic. Din acest moment lucrurile simple devin ceva mai complicate.
Dr. ing. Dragoș Guță: „Această forță este calculată cu ajutorul unui model matematic al avionului. Am pus la punct un sistem de calcul în care am introdus dinamica de zbor a unui anumit avion, care calculează, în timp real, forțele aerodinamice care apar pe suprafețele de comandă, în funcție de comenzile date de pilot, iar aceste forțe sunt reproduse cu ajutorul actuatorului hidraulic.”
Cu ajutorul simulatorului de la INCAS se pot testa atât situațiile extreme care apar în timpul zborului, cât și anduranța diferitelor echipamente de acționare. Așa cum desigur v-ați dat seama, avem de-a face cu un simulator de solicitări mecanice. „De comportarea avionului se ocupă colegii mei de la dinamica zborului, care lucrează la un simulator de zbor. Vă conduc imediat acolo.” Și m-a condus.
În antecamera simulatorului m-am reîntâlnit cu domnul Dr. inginer Sorin Berbente, cel care m-a purtat prin lumea virtuală a Holodeck-ului de la INCAS. De această dată nu mai era singur, ci însoțit de întreaga echipă a simulatorului: ing. Sorin Ștefănescu, ing. Alina Chira, ing. Andreea Afloare și ing. Balaban Anton. Eram copleșit de această onoare, aproape că nu mai știam ce întrebări să pun. Noroc cu dl. Dr. ing. Berbente care m-a condus în camera simulatorului.
Pe trei ecrane uriașe erau proiectate imagini ale unui aeroport, așa cum se văd din cabina pilotului. „Acesta este aeroportul internațional Honolulu, de pe insula Oahu, din arhipelagul Hawaii. Vom zbura la bordul unui avion de tip Eclipse 500.”, m-a anunțat domnul Dr. ing. Berbente. Zis și făcut. Mi-a făcut o demonstrație de zbor, cu manevre acrobatice, cu apropieri periculoase de o altă aeronavă și așa mai departe. O prezentare foarte spectaculoasă, care m-a cam lăsat cu gura larg căscată.
„Întregul sistem este controlat de către patru calculatoare”, mi-a precizat domnul Dr. ing. Berbente. „Acum suntem abia la început. Ceea ce ați văzut aici vom face la o scară mai mare. Așteptăm să primim două cockpit-uri, unul de Boeing 737 și altul de Airbus 320, care vor avea aparatura de bord identică cu cea a aeronavelor reale. Atunci vom putea realiza scenarii de trafic foarte apropiate de traficul aerian real.”
Poate că veți crede că este vorba despre un soi de joc video. Nu este deloc așa. Ing. Sorin Ștefănescu: „Aici noi nu facem training pentru piloți. Noi facem cercetare, iar simulările le folosim pentru a valida niște modele matematice pentru dinamica zborului, care sunt realizate de către colegele noastre. Cu ajutorul lor sunt determinate performanțele avionului și comportarea în timpul zborului. Ele ne furnizează rezultatele obținute sub o anumită formă, iar noi le introducem în simulator. Simulatorul nostru este de tip engineering.”
Nu numai performanțele aeronavelor pot fi studiate cu acest simulator. Dl. ing. Ștefănescu: „De exemplu, mai devreme ați putut urmări un scenariu de coliziune între două aeronave. Acest tip de scenarii ne ajută să concepem un aparat și un algoritm de calcul, care să îmbunătățească sistemul de avertizare la coliziune. Scenariile pot fi foarte complexe, incluzând, de exemplu, mai multe aeronave care se apropie din mai multe direcții.”
Am fost curios să aflu dacă softul simulatorului de zbor a fost realizat la INCAS. Sorin Berbente: „Softul nu este realizat aici. Acesta este un soft utilizat de către liderii în domeniul aerospațial, cum ar fi NASA și Airbus. Gândiți-vă că în el sunt cuprinse datele referitoare la toate aeroporturile din lume. Este vorba despre un efort IT uriaș, care poate fi depus numai de către firme specializate. Noi folosim acest soft doar ca un punct de plecare, în care introducem modelele matematice realizate de către noi după care realizăm propriile scenarii. În momentul de față lucrăm la modelul matematic pentru avionul IAR 99. După finalizarea lui, vom putea zbura virtual aici chiar cu modelul unui avion proiectat de acest institut.”
Sorin Ștefănescu: „Pot fi analizate și efectele modificării performanțelor după modificările aduse acestui avion [care stă la baza demonstratorului tehnologic IAR 99 TD].” Dr. ing. Sorin Berbente: „Este posibil să realizăm și un ciclu de proiectare. Putem testa aici, cu ajutorul modelului matematic, cum sunt influențate caracteristicile de zbor în urma modificărilor aduse. Putem constata, încă din faza de proiectare, dacă acestea au ieșit din parametri.”
Vreau să vă spun că aceste modele matematice sunt extrem de complexe. Să transformi un avion real într-unul virtual nu este o treabă ușoară. Sunt foarte mulți parametri de intrare care trebuie luați în considerare pentru a crea în mediul virtual un aparat de zbor care să se comporte ca unul real.
Dr. ing. Sorin Berbente: „Într-o primă etapă vom introduce în calculator un model virtual al avionului IAR 99. Așa cum vă spunem, cunoaștem foarte bine cum se comportă acest avion și astfel avem posibilitatea să validăm procedurile pe care le folosim pentru a realiza modelul matematic.”
Ce alte aplicații mai poate avea acest simulator? Domnul Sorin Berbente mi-a spus că el poate fi folosit ca simulator de trafic aerian, așa cum tocmai văzusem mai devreme. Sorin Ștefănescu: „Aici sunt două aspecte. În prezent traficul aerian tinde să se îndrepte către spații necontrolate, în care nu mai există dirijare de la sol. Traficul aerian a devenit extrem de aglomerat, iar distanța dintre aeronavele aflate în zbor tinde să scadă.
Noi dorim să elaborăm un set de proceduri specifice acestui tip de trafic. Vom popula spațiul aerian virtual, folosindu-ne și de cockpit-urile pe care le vom primi, și vom putea vedea ce tip de colaborare ar trebui să existe între aeronave pentru a se evita orice tip de coliziune. De asemenea, așa cum am spus mai devreme, vom putea analiza și valida acele echipamente destinate evitării coliziunilor în zbor.
Un al doilea aspect este legat de așa numitul zbor în formație, specific aviației militare, în care avem un lider iar ceilalți îi urmează traseul și îi copiază manevrele. Vrem să vedem ce manevre pot fi efectuate în formație fără a se ieși din anvelopa de zbor.” Dr. ing. Sorin Berbente: „O altă aplicație foarte importantă a acestui simulator este legată de anchetarea accidentelor de zbor.”
Ing. Sorin Ștefănescu: „Da, atunci când se analizează un accident de zbor, noi vom putea reconstitui evenimentele care l-au precedat. Cunoscând modelul matematic al avionului, putem vedea foarte bine ceea ce s-a întâmplat în realitate. Putem vedea care dintre caracteristicile avionului au fost afectate înainte de accident. Astfel putem stabili dacă avem de-a face cu o cedare a avionului sau cu o eroare umană. Noi dorim să ajungem la un standard înalt în ceea ce privește analiza accidentelor de zbor, astfel încât să ne putem implica direct în anchetarea acestora.”
Unde vă vedeți peste cinci ani? Ce se va întâmpla aici, la acest simulator, peste cinci ani?
Dr. ing. Sorin Berbente: „Acum suntem abia la început. Peste cinci ani l-aș vedea ca pe un sistem complet virtualizat, încă de la faza de concept, până la construirea avionului real. Practic, prin virtualizarea avionului, vom reduce numărul de ore care trebuie să fie alocate încercărilor în zbor. Anumite decizii eronate, multe dintre erorile de proiectare, vor putea să fie eliminate înainte de construirea avionului real. Astfel vor scădea foarte mult costurile legate de proiectarea și construirea aeronavelor noi.”
Bineînțeles, discuția a fost mult mai lungă și îmi cer iertare că nu am reprodus-o decât parțial. Dar vreau să fiți siguri de un lucru. Aici la INCAS se pășește rapid către viitorul aerospațial al României. Sunt sigur de asta. Pasiunea pe care am întâlnit-o la oamenii de aici m-a convins.
