Краткая история автопилота

Надо «Горячие головы» пересмотреть.

Кадр из фильма «Горячие головы»

Вообще-то это кадр из Аэроплана

Королева Виктория в поезде на линии Лондон Виктория, 1969 год

Королева Виктория скончалась в 1901 г.

Очень жаль, что в разделе про рельсовый транспорт не были упомянуты современные УСАВП/ИСАВП (которым, насколько мне известно, аналогов в мире нет) и метрополитеновские КСАУП и ПА-КСД, которые, между прочим, применяются и сейчас. И была еще гора исторических систем.

Возможно, стоило бы написать в ЛС, но все же:

>>Curtiss C-2 компании Sperry Corporation

Тут некоторая путаница с названиями. На фото Кертисс и даже немного Ц-2, но не тот, хоть и тоже примечательный. Это N2C-2, один из первых американских беспилотников (управлялся по радио, планировался к применению в разных модификациях, как летающая мишень и носитель заряда в ~500 кг), летавший в 30-х годах. А эксперименты 1914 года делались на вот такой симпатичной этажерочке:

Смысл автопилота состоит в том, чтобы система поддерживала правильную ориентацию аппарата. В случае с самолётом ориентация в пространстве определяется тремя углами.

Смысл автопилота в том, чтобы поддерживать заданный режим полета. Ориентация в данном случае — вопрос несколько десятый, грубо говоря, могут задаваться курс, высота и горизонтальная (приборная и число М)/вертикальная скорости. Самолету, в общем-то совершенно необязательно быть сориентированным «носом по направлению движения» и система поддерживает именно курс-высоту-скорость, а ориентацию и изменение тяги двигателей она как раз для этого поддержания использует. Если быть более точным, то в случае современных АБСУ имеется множество режимов, которые можно задавать — в принципе, можно задать и «удержание тангажа-крена», но это не единственный и не основной режим.

и могли не только летать без участия лётчика, но и взлетать и садиться.

Тут нужно указать, что взлет и посадка эта хоть и автоматическая, но не автономная. Возможность автоленда зависит не только от автопилота, но и установленного на аэродроме оборудования для обеспечения посадки.

Самолёты сегодня осуществляют взлёт и посадку в автоматическом или ручном режиме?
Если в автоматическом, то какие авиакомпании и/или какие модели самолётов это умеют?

«Умеют» самолеты, авиакомпании «разрешают». Подавляющее большинство (навскидку >97%) пассажиских/грузовых лайнеров сегодня может осуществлять весь полет, включая взлет и посадку, с использованием автоматики.
С очень большой вероятностью и взлет, и посадка осуществляются в полностью автоматическом режиме под контролем пилотов. При этом их скиллы, к сожалению, падают, что препятствует быстрому и грамотному принятию решений при развитии аварийных ситуаций (как выход — регулярные занятия на тренажерах с отработкой соответствующих упражнений).
Использование автоматики и полуавтоматического взлета/посадки запрещено нормами ИКАО:
при сложных метеоусловиях (в руководствах по летной эксплуатации указываются для каждого конкретного самолета критерии, при которых он может садиться и взлетать полностью на автомате или контроллировать отдельные процессы при основном управлении со стороны пилота);
в случае возникновения отдельных аварийных ситуаций, когда не только взлет и посадка, но и весь полет регламетируется осбыми инструкциями, которые также содержатся в руководстве по летной эксплуатации.