เมื่อพูดถึงการบินในสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยหรือยามค่ำคืน นักบินอาจต้องเผชิญความท้าทายด้านการมองเห็นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ตั้งแต่หมอกหนา ฝนตกหนัก ไปจนถึงความมืดที่บดบังทัศนวิสัย ซึ่งในการบินแบบนี้ นักบินจะต้องใช้กฎการบินที่เรียกว่า “IFR (Instrument Flight Rule)” เป็นหลัก เพื่อให้สามารถบิน ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่ไม่สามารถพึ่งพาการมองเห็นด้วยสายตาได้เท่าที่ควร

หนึ่งในเทคโนโลยีที่เข้ามาช่วยเหลือนักบินอย่างมาก คือ “Synthetic Vision System” (SVS) หรือระบบวิสัยจำลอง ซึ่งทำหน้าที่เสมือน “ดวงตาที่สอง” ของนักบิน ช่วยให้สามารถรับรู้ข้อมูลเสมือนจริงของพื้นผิวโลกและสภาพแวดล้อมรอบตัว แม้ในสภาวะที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

จอระบบ Synthetic Vision System ของบริษัท Honeywell

ในอดีต การบินด้วยข้อมูลวัดจากอุปกรณ์ต่าง ๆ จำเป็นต้องอาศัยการแปลผลด้วยสายตาของนักบินเองหรือจากเครื่องวัดบนแผงควบคุมซึ่งอาจไม่ได้ให้ภาพรวมที่ชัดเจน แต่ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็ว ทำให้การเชื่อมโยงข้อมูลตำแหน่งเครื่องบิน จาก GPS เข้ากับข้อมูลการเคลื่อนไหวเครื่องบินจาก IRU และข้อมูลภูมิศาสตร์จากฐานข้อมูลพื้นผิวโลก สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สิ่งที่ได้คือข้อมูลตำแหน่งและข้อมูลความเคลื่อนไหวซึ่งจะถูกนำไปซ้อนทับกับภาพจำลองของภูมิประเทศบริเวณที่เครื่องบินกำลังบินอยู่ สร้างเป็นภาพ 3 มิติ (3D Rendering) ที่ปรากฏขึ้นบนหน้าจอในห้องนักบินหรืออุปกรณ์แสดงผลอื่น ๆ ได้แบบเรียลไทม์ ช่วยให้นักบินมองเห็นสภาพแวดล้อมรอบตัว แม้ในขณะที่สายตาไม่สามารถทำหน้าที่ได้อย่างเต็มที่

จอแสดงผลหลัก (Primary Flight Display) ซึ่งแสดงผลข้อมูลการบินรวมถึงขอบฟ้าจำลอง

ระบบ Artificial Horizon หรือ เส้นขอบฟ้าจำลอง นับเป็นหนึ่งในเครื่องมือมาตรฐานที่นักบินต้องอาศัยเพื่อรักษาทิศทางการบิน โดยจะถูกแสดงผลร่วมกับข้อมูลสำคัญอื่น ๆ เช่น ความเร็ว ความสูง และสภาพการบินรวมในจอแสดงผลหลัก (Primary Flight Display) ของเครื่องบิน เพื่อช่วยให้นักบินเข้าใจว่าเครื่องบินอยู่ในลักษณะการบินแบบใดเมื่อเทียบกับแนวราบหรือขอบฟ้าจำลอง

แม้ระบบนี้จะใช้งานแพร่หลายและเป็นโครงสร้างพื้นฐานของการบินในยุคปัจจุบัน แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการ โดยพื้นดินที่ปรากฏในเส้นขอบฟ้าจำลองมักจะเป็นระนาบเรียบ ไม่ได้ปรับสัดส่วนให้สอดคล้องกับความสูงของเครื่องบิน นักบินจึงไม่สามารถรับรู้ตำแหน่งของเครื่องบินในเชิงพื้นที่ได้ครบถ้วน ปัญหานี้ยิ่งชัดเจนในสภาวะที่ทัศนวิสัยต่ำหรือมีปัจจัยรบกวน ทำให้การใช้ Artificial Horizon อย่างเดียวอาจลดความสามารถในการเตรียมตัวรับมือกับสถานการณ์ฉุกเฉินได้ (Situational Awareness)

เมื่อเครื่องบินต้องพึ่งอุปกรณ์นำทางเป็นหลักในสภาวะวิสัยทัศน์จำกัด การขาดข้อมูลภูมิประเทศที่ละเอียดอาจทำให้นักบินเสียเปรียบเรื่องการควบคุมและการตัดสินใจ ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีเพิ่มเติม เช่น ระบบภาพจำลองแบบสามมิติ (Synthetic Vision System) จึงเป็นอีกก้าวที่สำคัญในการเสริมสร้างความปลอดภัยและประสิทธิภาพด้านการบิน

ระบบ Synthetic Vision Display ร่วมกับระบบมองเห็นในเวลากลางคืน

นอกจากนั้น SVS ยังสามารถทำงานร่วมกับระบบการมองเห็นอื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ระบบการมองเห็นในตอนกลางคืน (Night Vision) หรือระบบกล้องอินฟราเรด ซึ่งทำให้นักบินเห็นสนามบิน ทางวิ่ง (Runway) และทางขับ (Taxiway) รวมถึงสิ่งกีดขวางโดยรอบได้ชัดเจนยิ่งกว่าเดิม

SVS สามารถทำงานร่วมกับระบบ Flight Director ซึ่งนักบินใช้เพื่อกำหนดเส้นทางบินไปยังเป้าหมายที่ตั้งไว้ได้ ส่งผลให้นักบินมองเห็นเส้นทางการบินในรูปแบบสามมิติ แทนที่จะเป็นเพียงสองมิติ (ความสูงและทิศทาง) ที่ Flight Director ปกติให้ได้เท่านั้น

จอแสดงผลระบบ Synthetic Vision System ระหว่างการร่อนลงจอด

นอกจากนี้ SVS ยังรองรับการทำงานกับระบบลงจอดอย่าง ILS (Instrument Landing System) ได้อีกด้วย โดยระบบจะสร้าง “กรอบเส้นทางบิน” (Glideslope) ขึ้นมาในรูปแบบสามมิติ นักบินจึงสามารถควบคุมเครื่องบินให้อยู่ภายใน Glideslope เพื่อรักษาความสูงและทิศทางได้อย่างเหมาะสม แม้ในสภาพที่ทัศนวิสัยจำกัด

เรียบเรียงโดย โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

รู้จัก Synthetic Vision System สำหรับการบินในสภาวะทัศนวิสัยต่ำ