Авіаційне бойове командування ВПС США визнало вдосконалену автоматичну систему ухилення від зіткнення з землею (Auto-GCAS, Automatic Ground Collision Avoidance System) придатною для установки на винищувачі F-16 Fighting Falcon ранніх версій з аналоговою системою управління польотом. Як пише Aviation Week, нову систему, здатну рятувати життя льотчиків у разі втрати орієнтації або свідомості, планується встановити на майже 300 винищувачів F-16 Національної гвардії ВПС США версій до Block 40.
Випадки втрати свідомості льотчиками в бойовій авіації відносно не рідкісні, і часом вони закінчуються загибеллю пілотів. Як правило, втрата свідомості відбувається при непритомності при перевантаженнях. Такий стан викликається тимчасовим порушенням нормального кровотоку і постачання мозку киснем при різкому маневруванні з великими перевантаженнями. Крім того, при маневруванні льотчик може втратити орієнтацію і не зуміти правильно зорієнтуватися по приладах.
За даними ВПС США, щорічно фіксується в середньому два-три випадки вертиго, втрати свідомості або орієнтації. У більшості випадків такі епізоди закінчуються благополучно - льотчик встигає прийти в себе і вирівняти машину. Для того, щоб знизити ймовірність загибелі льотчика через втрату свідомості, була розроблена система Auto-GCAS. Під час польоту вона постійно відстежує висоту і напрямок польоту бойового літака, а також обробляє дані з його систем управління.
Якщо система визначає, що траєкторія польоту винищувача перетинається з поверхнею землі, льотчик не реагує на оповіщення про можливе зіткнення і не робить ніяких дій для зміни траєкторії польоту, вона автоматично перехоплює управління. Для ухилення від зіткнення з землею Auto-GCAS відводить літак вгору і трохи вправо з максимальним перевантаженням до 5g. Після того, як літак піде на безпечну висоту система вирівняє політ і відключиться.
Слід зазначити, що Auto-GCAS не має доступу до управління тягою двигуна, тому може бути не ефективна в разі, якщо потрібно різко набрати швидкість для відходу від зіткнення. Загалом, за даними ВПС США, з 2014 року Auto-GCAS, що стоїть на F-16 версій Block 40 і пізніших врятувала життя п'яти льотчиків, які втратили свідомість. Auto-GCAS було можливо встановити тільки на відносно нові винищувачі, оснащені цифровою системою управління польотом, оскільки і сама система є цифровою.
Застарілі версії винищувачів F-16 оснащені електричною аналоговою системою управління польотом. Вона являє собою аналоговий комп'ютер, в якому числові дані надходять у вигляді змінюються в часі електричних сигналів, зміну величин яких викликає, наприклад, фізичне зміщення приводів педалей і рукояток управління льотчиком або зміна швидкості повітряного потоку в приймачах повітряного тиску.
Ці сигнали проходять через аналогові електронні схеми, розташування електричних елементів в яких визначає «програму» управління польотом. Пройшовши такі схеми, аналоговий сигнал змінюється і подається на виконавчі механізми. У випадку з застарілими винищувачами F-16 виконавчими механізмами є електрогідравлічні системи, що приводять у рух механізацію. Аналоговий комп'ютер, порівняно з цифровим, ускладнює пілотування, оскільки постійно реагує на найменші зміни вхідних сигналів.
Для того, щоб систему Auto-GCAS стало можливим встановити на винищувачі F-16 версій більш ранніх, ніж Block 40, фахівці Дослідницької лабораторії ВПС США і американської компанії Lockheed Martin розробили цифро-аналогову перетворюючу систему. Вона дозволяє змонтувати компоненти Auto-GCAS і підключити їх до аналогової системи управління F-16 без внесення серйозних змін у конструкцію і дорогої модернізації літака.
Аналогова система управління польотом F-16 має чотири логічні блоки. Кожен блок має п'ять слотів, тільки в чотири з яких встановлені обчислювальні та керуючі матриці. Цифро-аналоговий перетворювач являє собою перетворювальні комутаційні плати, які необхідно встановлювати в п'ятий резервний слот в кожному логічному блоці. Встановлення вимагає заміни «материнської плати» аналогового комп'ютера. Комутуючі плати мають один з одним цифровий зв'язок і управляються процесором Auto-GCAS.
У винищувачах F-16 ранніх версій Auto-GCAS має власні системи контролю навколишнього простору (так само, як і на пізніх версіях з цифровими системами управління). Вона також отримує аналогові вхідні дані, переводить їх у цифровий вид для аналізу і або передає їх аналоговій системі управління польотом безпосередньо, або коригує вихідний аналоговий сигнал таким чином, щоб, керуючи літаком, відвести його від зіткнення із землею.
Система Auto-GCAS як повністю цифровому вигляді, так і з цифро-аналоговим перетворювачем, має примусовий вимикач. Він потрібен на той випадок, якщо льотчик буде вести маневрений бій на малій висоті. Без нього система просто не дозволить винищувачу вийти на надмалу висоту або виконувати маневреній політ у складках місцевості. В даний час для ВПС США ведеться розробка вдосконаленої автоматичної системи активної безпеки для винищувачів.
Перспективна система отримала назву ICAS (Integrated Collision Avoidance System, інтегрована система ухилення від зіткнень). Крім виконання функції Auto-GCAS нова система буде стежити і за повітряною обстановкою. У разі, якщо вона визначить, що винищувач може зіткнутися з іншим літаком, вона автоматично відведе його з траєкторії, що перетинається. Зараз американські військові проводять випробування нової системи.
У вересні минулого року ВПС США розсекретили запис індикатора на лобовому склі винищувача F-16 Fighting Falcon, на якому видно, як бортова автоматична система ухилення від зіткнення із землею врятувала життя льотчику, який втратив свідомість. Інцидент стався з винищувачем Національної гвардії ВПС США в Арізоні, а літаком керував іноземний курсант. Інцидент стався ще 5 травня 2016 року. Льотчик втратив свідомість під час виконання маневру, пікове перевантаження під час якого становило 8,3g.
Льотчик втратив свідомість на висоті 5,2 тисячі метрів і перестав керувати літаком. Винищувач увійшов у пікірування, причому двигун у цей момент працював у режимі форсажу. Інструктор двічі віддав льотчику команду відновити політ. На висоті 3,8 тисячі метрів швидкість винищувача становила 587 вузлів (1087 кілометрів на годину). Auto-GCAS включилася на висоті польоту 2,7 тисячі метрів і швидкості польоту 652 вузла. Незабаром після того, як система почала відведення літака від зіткнення з землею льотчик прийшов до тями і перехопив управління.
Після того, як Auto-GCAS перехопила управління винищувач встиг за інерцією знизитися до висоти 896 метрів. Льотчик отямився на висоті 1,3 тисячі метрів. В цілому з моменту, коли льотчик втратив свідомість, до моменту включення Auto-GCAS пройшло трохи менше 30 секунд.