Nem todos os aviões de passageiros que voam hoje em dia têm um sistema de piloto automático. Os aviões de aviação geral mais antigos e mais pequenos, especialmente, ainda são voados à mão, e mesmo os pequenos aviões com menos de vinte lugares podem também ficar sem piloto automático, uma vez que são utilizados em voos de curta duração com dois pilotos. A instalação de pilotos automáticos em aeronaves com mais de vinte assentos é geralmente tornada obrigatória pelos regulamentos da aviação internacional. Há três níveis de controlo em pilotos automáticos para aeronaves de menor porte. Um piloto automático de um eixo controla uma aeronave apenas no eixo de rotação; tais pilotos automáticos são também conhecidos coloquialmente como “niveladores de asas”, reflectindo a sua capacidade única. Um piloto automático de dois eixos controla uma aeronave tanto no eixo de inclinação como no eixo de rotação, e pode ser pouco mais do que um nivelador de asas com capacidade limitada de correcção de oscilações de inclinação; ou pode receber entradas dos sistemas de radionavegação a bordo para fornecer uma verdadeira orientação de voo automática, uma vez que a aeronave tenha descolado até pouco antes da aterragem; ou as suas capacidades podem situar-se algures entre estes dois extremos. Um piloto automático de três eixos adiciona controlo no eixo de guinada e não é necessário em muitas aeronaves pequenas.
P>Piloto automático em aeronaves complexas modernas são três eixos e geralmente dividem um voo em táxi, descolagem, subida, cruzeiro (voo nivelado), descida, aproximação, e fases de aterragem. Existem pilotos automáticos que automatizam todas estas fases de voo, excepto o táxi e a descolagem. Uma aterragem controlada por piloto automático numa pista e o controlo da aeronave em rollout (ou seja, mantendo-a no centro da pista) é conhecida como aterragem CAT IIIb ou Autoland, disponível hoje em dia em muitos dos principais aeroportos, especialmente em aeroportos sujeitos a fenómenos meteorológicos adversos, tais como nevoeiro. A aterragem, a rolagem e o controlo do táxi para a posição de estacionamento do avião é conhecida como CAT IIIc. Este não é utilizado até à data, mas pode ser utilizado no futuro. Um piloto automático é frequentemente um componente integral de um Sistema de Gestão de Voo.
Piloto automático moderno utiliza software informático para controlar a aeronave. O software lê a posição actual da aeronave, e depois controla um sistema de controlo de voo para guiar a aeronave. Em tal sistema, além dos controlos de voo clássicos, muitos pilotos automáticos incorporam capacidades de controlo de impulsão que podem controlar os aceleradores para optimizar a velocidade do ar.
O piloto automático numa aeronave de grande porte moderna lê normalmente a sua posição e a atitude da aeronave a partir de um sistema de orientação inercial. Os sistemas de orientação por inércia acumulam erros ao longo do tempo. Incorporarão sistemas de redução de erros, tais como o sistema carrossel que roda uma vez por minuto de modo a que quaisquer erros sejam dissipados em diferentes direcções e tenham um efeito de nulling global. O erro nos giroscópios é conhecido como deriva. Isto deve-se a propriedades físicas dentro do sistema, seja mecânico ou guiado a laser, que corrompem os dados de posicionamento. Os desacordos entre os dois são resolvidos com o processamento digital de sinais, na maioria das vezes um filtro Kalman de seis dimensões. As seis dimensões são geralmente rolo, passo, guinada, altitude, latitude, e longitude. As aeronaves podem voar rotas que têm um factor de desempenho requerido, pelo que a quantidade de erro ou o factor de desempenho real deve ser monitorizada a fim de voar essas rotas específicas. Quanto mais longo for o voo, mais erros se acumulam dentro do sistema. Auxiliares de rádio como DME, actualizações DME, e GPS podem ser utilizados para corrigir a posição da aeronave.
Control Wheel SteeringEdit
Uma opção a meio caminho entre voo totalmente automatizado e voo manual é a Control Wheel Steering (CWS). Embora seja cada vez menos utilizada como opção autónoma em aviões modernos, a CWS continua a ser uma função em muitos aviões actualmente. Geralmente, um piloto automático que está equipado com CWS tem três posições: off, CWS, e CMD. No modo CMD (Command), o piloto automático tem o controlo total da aeronave, e recebe a sua entrada ou do rumo/altitude, rádio e navaids, ou do FMS (Flight Management System). No modo CWS, o piloto controla o piloto automático através de entradas no jugo ou no pau. Estas entradas são traduzidas para um cabeçalho e atitude específicos, que o piloto automático manterá então até receber instruções em contrário. Isto proporciona estabilidade no passo e rotação. Algumas aeronaves empregam uma forma de CWS mesmo em modo manual, tal como o MD-11 que utiliza uma CWS constante em rolo. De muitas maneiras, uma aeronave moderna Airbus fly-by-wire em modo normal está sempre em modo CWS. A principal diferença é que neste sistema as limitações da aeronave são guardadas pelo computador de voo, e o piloto não pode conduzir a aeronave para além destes limites.
Detalhes do sistema informáticoEditar
O hardware de um piloto automático varia entre implementações, mas é geralmente concebido com redundância e fiabilidade como considerações principais. Por exemplo, o sistema Rockwell Collins AFDS-770 Autopilot Flight Director System utilizado no Boeing 777 utiliza microprocessadores triplicados FCP-2002 que foram formalmente verificados e são fabricados num processo resistente à radiação.
O software e o hardware de um piloto automático são rigorosamente controlados, e são postos em prática procedimentos de teste extensivos.
alguns pilotos automáticos também utilizam diversidade de concepção. Nesta característica de segurança, os processos críticos de software não só funcionarão em computadores separados e possivelmente até utilizando arquitecturas diferentes, mas cada computador executará software criado por equipas de engenharia diferentes, sendo muitas vezes programado em linguagens de programação diferentes. É geralmente considerado improvável que diferentes equipas de engenharia cometam os mesmos erros. medida que o software se torna mais caro e complexo, a diversidade de concepção está a tornar-se menos comum porque menos empresas de engenharia o podem pagar. Os computadores de controlo de voo no vaivém espacial utilizaram esta concepção: havia cinco computadores, quatro dos quais funcionavam redundantemente com software idêntico, e um quinto software de cópia de segurança que era desenvolvido independentemente. O software do quinto sistema fornecia apenas as funções básicas necessárias para pilotar o Vaivém, reduzindo ainda mais qualquer possível semelhança com o software que funcionava nos quatro sistemas primários.