Hệ thống điều khiển boong tàu sân bay tương lai của Mỹ

Cách làm truyền thống này sắp đi vào dĩ vãng khi đội nghiên cứu của trường đại học MIT đang thiết kế phần mềm điện tử quản lý và điều hành bay trên các hàng không mẫu hạm.

Boong tàu sân bay luôn là một điểm nóng chật hẹp. Trong khoảng sân rộng 1,8 ha, hàm trăm con người cùng 60 chiến đấu cơ luôn túc trực. Trong khi những điều phối viên không lưu vẫy cờ hướng dẫn phi công hạ cánh thì đội bảo trì tất bật sửa chữa các máy bay đang đậu ngay sát mép boong tàu.

Cùng lúc đó, đội tiếp nhiên liệu cũng bơm xăng vào các máy bay ngay bên cạnh những người thợ bảo trì boong tàu bằng các cỗ máy cồng kềnh.

Boong tàu sân bay luôn là một điểm nóng và rất nguy hiểm đối với các kỹ thuật viên điều hành bay.

Để giữ cho mọi chuyện diễn ra an toàn và suôn xẻ thì theo truyền thống những điều phối viên sử dụng sa bàn có hình dáng như một bàn đánh bạc. Trên mặt bàn là các lá cờ đầy màu sắc, kẹp gim, giấy cắt hình tròn cùng những mô hình máy bay bằng sắt.

Cách làm truyền thống này sắp đi vào dĩ vãng khi nhóm nghiên cứu của trường đại học MIT đang thiết kế phần mềm điện tử quản lý và điều hành bay trên các hàng không mẫu hạm. Giảng viên Mary Cummings cùng nhiều du hành gia và các sinh viên của phòng thí nghiệm tự động và con người đang thiết kế giao diện người - máy có khả năng phân tích và lập lịch trình hoạt động trên boong tàu sân bay.

Quá trình giám sát sẽ giúp cắt giảm số lượng kỹ thuật viên cũng như nguy cơ xảy ra tai nạn. “Hiện tại, mọi người trên sàn tàu sân bay luôn phải làm việc ngay cạnh các cỗ máy có thể gây sát thương. Vì vậy câu hỏi là, liệu chúng tôi có thể tìm ra cách vận hành cỗ máy khổng lồ đó mà không làm bị thương các nhân viên?”, bà Cummings đề cao vấn đề an toàn cho các thủy thủ trên tàu sân bay.

Ứng dụng hệ thống máy tính với tốc độ xử lý nhanh

Giải pháp cho hệ thống điều hành bay trên boong tàu sân bay là phân tích các vấn đề ảnh hưởng tới giao thông trên boong tàu như: mức nhiên liệu của các chiến đấu cơ, lịch bay, tình trạng của bề mặt boong tàu cùng các máy móc. Sau đó, hệ thống thuật toán phức tạp sẽ tìm ra phương án tối ưu nhất cho từng tình huống có thể xảy ra.

Giao diện của hệ thống quản lý và điều hành boong tàu sân bay DCAP.

Giao diện giữa máy tính và các thủy thủ sẽ được lược giản hóa các thuật toán. Màn hình máy tính sẽ chỉ ra vị trí làm việc của kỹ thuật viên, nơi đặt máy bay cùng máy móc trên boong tàu. Những chiến đấu cơ chuẩn bị cất cánh được sắp xếp theo thứ tự trên màn hình lớn, trong khi trạng thái của máy phóng thủy lực, các cảnh báo được bố trí ở phía dưới.

Quá trình xử lý dữ liệu được diễn ra liên tục. Như vậy, các phương án sẽ thay đổi liên tục để phù hợp với tình huống thực thế như: máy phóng thủy lực bị hỏng, hay một máy bay sắp hết nhiên liệu bất chợt yêu cầu hạ cánh.

“Thời gian rất quan trọng. Máy tính có khả năng đưa ra những giải pháp ngay tức khắc trong khi con người không thể làm như vậy”, giáo sư Jason Ryan thuộc Đội hệ thống kỹ thuật, nhóm thiết kế DCAP cho biết.

Nhân tố con người

Dù mang lại nhiều lợi ích do khả năng xử lý dữ liệu nhanh chóng, DCAP vẫn không thể thay thế được nhân tố con người. Do vậy, DCAP sẽ đóng vai trò hỗ trợ và đưa ra phương án cho các kỹ thuật viên điều hành. Theo tiến sĩ Ryan, yếu tố con người là không thể thay thế.

Bà Cunninghams cùng thành viên trong nhóm DCAP phân tích các tình huống có thể xảy ra trên sơ đồ.

Với một phi công có xác suất hạ cánh thành công thấp trong một biên đội bay, điều hành viên sẽ xếp cho anh ta hạ cánh trước để đề phòng trường hợp người phi công hạn cánh trượt thì anh sẽ có cơ hội quay vòng máy bay và thực hiện lại. Đây là điều mà máy móc không thực hiện được.

Những thử nghiệm đầu tiên về hệ thống DCAP đã diễn ra thành công tại trung tâm nghiên cứu của Hải quân Mỹ. Thử nghiệm bao gồm những tình huống sự cố hỏng máy phóng thủy lực, máy bay chiến đấu sắp hết nhiên liệu… DCAP đã thực hiện thành công xuất sắc trong các trường hợp này.

DCAP sẽ là hệ thống điều hành bay rất hữu dụng trên tàu sâu bay của Mỹ trong tương lai, khi cường quốc này đang chuẩn bị tăng cường số lượng máy bay không người lái. Với các máy bay không người lái hiện đại có nhiều cảm biến cùng phần cứng liên lạc, DCAP sẽ cải thiện đáng kể khả năng tổ chức trên boong tàu sân bay của Mỹ.

Ngoài ra, hệ thống này cũng có tiềm năng ứng dụng cao trong các hoạt động dân sự như: điều hành bay ở các sân bay lớn, điều hành sản xuất trong công ty, nhà máy qui mô lớn, điều hành giao thông…

“Boeing đã đề nghị chúng tôi áp dụng DCAP để cải thiện hiệu suất cho dây chuyền sản xuất máy bay của họ. Nếu DCAP có thể chứng minh khả năng trên môi trường khắc nghiệt như boong tàu sân bay, hệ thống có thể làm được mọi việc”, bà Cummings tự hào phát biểu.

Hữu Nghĩa (theo Gizmag và MIT)