مؤشر الموقف

مؤشر الموقف ( AI )، المعروف سابقًا باسم أفق الجيروسكوب أو الأفق الاصطناعي ، هو أداة طيران تخبر الطيار عن اتجاه الطائرة بالنسبة لأفق الأرض ، ويعطي مؤشرًا فوريًا لأصغر تغيير في الاتجاه. تحاكي الطائرة المصغرة وشريط الأفق العلاقة بين الطائرة والأفق الفعلي. ^{[1] [2]} إنها أداة أساسية للطيران في الظروف الجوية الآلية . ^{[3] [4]}

يتم دائمًا عرض الموقف للمستخدمين بوحدات الدرجات (°). ومع ذلك، قد تستخدم العمليات الداخلية مثل المستشعرات والبيانات والحسابات مزيجًا من الدرجات والراديان ، حيث قد يفضل العلماء والمهندسون العمل بالراديان.

قبل ظهور الطيران، كانت الآفاق الاصطناعية تُستخدم في الملاحة السماوية . تعود مقترحات مثل هذه الأجهزة القائمة على الجيروسكوبات أو القمم الدوارة إلى أربعينيات القرن الثامن عشر، ^[5] بما في ذلك عمل جون سيرسون . استندت التطبيقات اللاحقة، والمعروفة أيضًا باسم آفاق الفقاعات ، إلى مستويات الفقاعات ومُلحقة بآلة قياس الزوايا . ^[6] في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم استرداد بقايا أفق اصطناعي باستخدام الزئبق السائل من حطام سفينة إتش إم إس إريبس . ^[7]

تتضمن المكونات الأساسية للذكاء الاصطناعي طائرة مصغرة رمزية مثبتة بحيث تبدو وكأنها تطير بالنسبة للأفق. يحرك مقبض التعديل، لمراعاة خط رؤية الطيار، الطائرة لأعلى ولأسفل لمحاذاتها مقابل شريط الأفق. النصف العلوي من الأداة أزرق لتمثيل السماء، بينما النصف السفلي بني لتمثيل الأرض. يوضح مؤشر الميلان في الأعلى زاوية ميل الطائرة. تشير الخطوط المرجعية في المنتصف إلى درجة الميل، لأعلى أو لأسفل، بالنسبة للأفق. ^{[2] [1]}

تتميز أغلب الطائرات الروسية بتصميم مختلف إلى حد ما. فشاشة الخلفية ملونة كما في الأجهزة الغربية، لكنها تتحرك لأعلى ولأسفل فقط للإشارة إلى درجة الميل. ويتحرك رمز يمثل الطائرة (المثبتة في جهاز غربي) إلى اليسار أو اليمين للإشارة إلى زاوية الميل. ^[8] ومن الممكن أن تكون النسخة الهجينة المقترحة من الأنظمة الغربية والروسية أكثر بديهية، لكنها لم تحظ بالقبول. ^[9]

قلب الذكاء الاصطناعي هو الجيروسكوب (الجيروسكوب) الذي يدور بسرعة عالية، إما من محرك كهربائي، أو من خلال عمل تيار من الهواء يدفع ريش الدوار الموضوعة على طول محيطه. يتم توفير تيار الهواء بواسطة نظام فراغ، مدفوعًا بمضخة فراغ، أو فنتوري. الهواء الذي يمر عبر أضيق جزء من فنتوري يكون ضغطه الجوي أقل من خلال مبدأ برنولي . يتم تثبيت الجيروسكوب في محور مزدوج، مما يسمح للطائرة بالميلان والتدحرج بينما يظل الجيروسكوب في وضع مستقيم عموديًا. تعمل آلية الانتصاب الذاتي، التي يتم تشغيلها بواسطة الجاذبية، على مواجهة أي تقدم بسبب احتكاك المحمل . قد يستغرق الأمر بضع دقائق حتى تتمكن آلية الانتصاب من جلب الجيروسكوبات إلى وضع مستقيم عمودي بعد تشغيل محرك الطائرة لأول مرة. ^{[2] [1] [10]}

تحتوي مؤشرات الموقف على آليات تحافظ على مستوى الجهاز فيما يتعلق باتجاه الجاذبية. ^[11] قد تتطور أخطاء صغيرة في الجهاز، في الميل أو الميل أثناء فترات طويلة من التسارع أو التباطؤ أو المنعطفات أو بسبب انحناء الأرض أسفل الطائرة في الرحلات الطويلة. في البداية، غالبًا ما يكون لها وزن أكبر قليلاً في الجزء السفلي، بحيث عندما تستقر الطائرة على الأرض ستعلق بشكل متساوٍ وبالتالي ستكون مستوية عند بدء التشغيل. ولكن بمجرد بدء تشغيلها، فإن هذا الوزن المتدلي في الجزء السفلي لن يسحبها إلى المستوى إذا كانت خارج المستوى، ولكن بدلاً من ذلك ستتسبب جاذبيتها في دوران الجيروسكوب . من أجل السماح للجيروسكوب بتوجيه نفسه ببطء شديد إلى اتجاه الجاذبية أثناء التشغيل، يحتوي الجيروسكوب النموذجي الذي يعمل بالفراغ على بندولات صغيرة على غلاف الدوار تغطي جزئيًا فتحات الهواء. عندما يكون الجيروسكوب خارج المستوى بالنسبة لاتجاه الجاذبية، فإن البندولات سوف تتأرجح في اتجاه الجاذبية وتكشف أو تغطي الثقوب، بحيث يُسمح للهواء بالخروج من الثقوب أو منعه، وبالتالي تطبيق قوة صغيرة لتوجيه الجيروسكوب نحو اتجاه الجاذبية. قد تحتوي الجيروسكوبات التي تعمل بالطاقة الكهربائية على آليات مختلفة لتحقيق تأثير مماثل. ^[12]

كانت أنظمة الذكاء الاصطناعي القديمة محدودة في مقدار الميل أو التدحرج الذي يمكنها تحمله. سيؤدي تجاوز هذه الحدود إلى انقلاب الجيروسكوب عندما يلامس غلاف الجيروسكوب المحاور، مما يتسبب في قوة تقدمية. يتطلب منع هذا آلية قفص لقفل الجيروسكوب إذا تجاوز الميل 60 درجة وتجاوز التدحرج 100 درجة. لا تحتوي أنظمة الذكاء الاصطناعي الحديثة على هذا القيد وبالتالي لا تتطلب آلية قفص. ^{[2] [1]}

تُستخدم مؤشرات الموقف أيضًا في المركبات الفضائية المأهولة وتُسمى مؤشرات موقف مدير الرحلة (FDAI)، حيث تشير إلى زاوية انحراف المركبة (الأنف إلى اليسار أو اليمين)، والانحدار (الأنف لأعلى أو لأسفل)، والانقلاب، والمدار بالنسبة لإطار مرجعي بالقصور الذاتي في الفضاء الثابت من وحدة قياس بالقصور الذاتي (IMU). ^[13] يمكن تكوين FDAI لاستخدام مواضع معروفة بالنسبة للأرض أو النجوم، بحيث يمكن للمهندسين والعلماء ورواد الفضاء توصيل الموضع النسبي والموقف ومدار المركبة. ^{[14] [15]}

تتمكن أنظمة مرجعية الاتجاه والموقف (AHRS) من توفير معلومات ثلاثية المحاور استنادًا إلى جيروسكوبات الليزر الحلقية ، والتي يمكن مشاركتها مع أجهزة متعددة في الطائرة، مثل شاشات الطيران الأساسية ( PFDs ) " مقصورة القيادة الزجاجية " . بدلاً من استخدام جيروسكوب دوار، تستخدم أنظمة مرجعية الاتجاه والموقف الحديثة إلكترونيات الحالة الصلبة ، وأجهزة استشعار بالقصور الذاتي منخفضة التكلفة ، وجيروسكوبات السرعة ، وأجهزة قياس المغناطيسية . ^{[2] : 8–20  [1] : 5–22}

في أغلب أنظمة AHRS، إذا فشلت أجهزة الذكاء الاصطناعي للطائرة، فسيكون هناك جهاز ذكاء اصطناعي احتياطي يقع في منتصف لوحة العدادات، حيث تتوفر أيضًا أجهزة أساسية احتياطية أخرى مثل مؤشر سرعة الهواء ومقياس الارتفاع. قد تظل هذه الأجهزة الاحتياطية الميكانيكية في الغالب متاحة حتى إذا فشلت أجهزة الطيران الإلكترونية، على الرغم من أن مؤشر الموقف الاحتياطي قد يكون مدفوعًا كهربائيًا وسيفشل بعد فترة قصيرة إذا فشلت طاقته الكهربائية. ^[16]

مؤشر اتجاه الموقف (ADI)، أو مؤشر مدير الرحلة (FDI)، هو ذكاء اصطناعي متكامل مع نظام مدير الرحلة (FDS). يشتمل مؤشر اتجاه الموقف على جهاز كمبيوتر يتلقى معلومات من نظام الملاحة، مثل AHRS، ويعالج هذه المعلومات لتزويد الطيار بإشارة مسار طيران ثلاثية الأبعاد للحفاظ على المسار المطلوب. تتخذ الإشارة شكل قضبان توجيه V. يتم تمثيل الطائرة برمز دلتا ويطير الطيار بالطائرة بحيث يتم وضع رمز دلتا داخل قضبان التوجيه V. ^{[1] : 5–23، 5–24}

• الاختصارات والاختصارات في مجال الطيران
• رحلة الخطوط الجوية الهندية رقم 855
• رحلة الشحن الجوي الكورية رقم 8509
• عرض أفق الرؤية المحيطية (PVHD)
• مؤشر الانعطاف والانزلاق