Стеклянная кабина - Glass cockpit

В Airbus A380 стеклянная кабина с «выдвижными клавиатурами и двумя широкими компьютерными экранами по бокам для пилотов»[1]

А стеклянная кабина является кабина самолета с электронным (цифровым) прибор для полета отображает, как правило, большой ЖК-дисплей экраны, а не традиционный стиль аналог циферблаты и датчики.[2] В то время как в традиционной кабине для отображения информации используются многочисленные механические датчики (в авиационных кругах они называются «парометры»), в стеклянной кабине используются несколько многофункциональные дисплеи которую вел системы управления полетом, который можно настроить для отображения полетной информации по мере необходимости. Это упрощает эксплуатацию и навигацию самолета и позволяет пилоты сосредоточиться только на самой актуальной информации. Они также популярны среди авиакомпаний, поскольку обычно исключают необходимость в бортинженер, экономия затрат. В последние годы эта технология также стала широко доступной для небольших самолетов.

По мере модернизации авиационных дисплеев модернизировались и датчики, которые их питают. Традиционный гироскопический летные инструменты были заменены электронными системы ориентации и курса (AHRS) и ЭВМ (ADC), повышая надежность и снижая затраты и обслуживание. GPS приемники обычно встраиваются в стеклянные кабины экипажа.

Ранние стеклянные кабины, найденные в Макдоннелл Дуглас MD-80, Боинг 737 Классик, ATR 42, ATR 72 и в Airbus A300-600 и A310, использовал Системы электронных летных приборов (EFIS) для отображения только информации о положении и навигационной информации, с традиционными механическими датчиками, сохраненными для воздушной скорости, высоты, вертикальной скорости и характеристик двигателя. В Боинг 757 и 767-200/-300 представил электронный Система индикации двигателя и оповещения экипажа (EICAS) для контроля характеристик двигателя с сохранением механических датчиков воздушной скорости, высоты и вертикальной скорости.

Позже стеклянные кабины, найденные в Боинге. 737NG, 747-400, 767-400, 777, Airbus A320, позже Аэробусы, Ильюшин Ил-96 и Туполев Ту-204 полностью заменили механические приборы и сигнальные лампы на самолетах предыдущих поколений. В то время как самолеты, оборудованные стеклянной кабиной, в конце 20 века все еще сохраняли аналог. высотомеры, отношение, и индикаторы воздушной скорости в качестве резервных инструментов на случай выхода из строя дисплеев EFIS, более современные самолеты все чаще используют цифровые резервные инструменты, такие как интегрированная резервная приборная система.

История

Аналоговая панель приборов C-5A
Модернизированный "стакан" С-5М приборная доска

Стеклянные кабины появились в военных самолетах в конце 1960-х - начале 1970-х годов; ранним примером является авионика Mark II самолета F-111D (впервые заказана в 1967 г., поставлена ​​с 1970–73 гг.), которая имела многофункциональный дисплей.

До 1970-х годов воздушные перевозки не считались достаточно требовательными, чтобы требовать современного оборудования, такого как электронные индикаторы полета. Кроме того, компьютерные технологии были не на том уровне, где была доступна достаточно легкая и мощная электроника. Возрастающая сложность транспортных самолетов, появление цифровых систем и растущая загруженность воздушного движения вокруг аэропортов начали это менять.

В Боинг 2707 был одним из первых коммерческих самолетов со стеклянной кабиной. Большинство приборов кабины все еще были аналоговыми, но Электронно-лучевая трубка (CRT) дисплеи должны были использоваться для Индикатор отношения и Индикатор горизонтального положения (HSI). Однако модель 2707 была списана в 1971 году из-за непреодолимых технических трудностей и, в конечном итоге, из-за прекращения финансирования проекта правительством США.

Средний транспортный самолет в середине 1970-х годов имел более сотни приборов и органов управления в кабине, а основные летные приборы были уже заполнены индикаторами, поперечинами и символами, а растущее число элементов кабины конкурировало за пространство кабины и внимание пилота. .[3] Как результат, НАСА провела исследование дисплеев, которые могли обрабатывать необработанные данные о системе самолета и полетных данных в единую, легко понимаемую картину полетной ситуации, завершившуюся серией полетов, демонстрирующих полностью стеклянную систему кабины.

Успех работы над стеклянной кабиной под руководством НАСА отражается в всеобщем признании электронных индикаторов полета. От этого выиграли и авиакомпании, и их пассажиры. Безопасность и эффективность полетов были увеличены за счет лучшего понимания пилотом ситуации, в которой находится самолет относительно окружающей среды (или "ситуационной осведомленности ").

К концу 1990-х гг. жидкокристаллический экран Производители самолетов все чаще предпочитают ЖК-панели из-за их эффективности, надежности и удобочитаемости. Более ранние ЖК-панели страдали от плохой разборчивости под некоторыми углами обзора и плохого времени отклика, что делало их непригодными для использования в авиации. Современные самолеты, такие как Боинг 737 Следующее поколение, 777, 717, 747-400ER, 747-8F 767-400ER, 747-8, и 787, Семейство Airbus A320 (более поздние версии), A330 (более поздние версии), A340-500 / 600, A340-300 (более поздние версии), A380 и A350 оснащены стеклянными кабинами, состоящими из ЖК-блоков.[4]

Стеклянная кабина в Cirrus SR22. Обратите внимание на три аналоговых резервных прибора в нижней части главной приборной панели.

Стеклянная кабина стала стандартным оборудованием в авиалайнеры, бизнес-джеты, и военный самолет. Он был установлен в НАСА Космический шатл орбитальные аппараты Атлантида, Колумбия, Открытие, и Стараться, а нынешний русский Союз Модель космического корабля ТМА, запущенная в 2002 году. К концу века стеклянные кабины стали появляться в авиация общего назначения самолет тоже. В 2003 г. Cirrus Дизайн с SR20 и SR22 стал первым легкий летательный аппарат оборудованы стеклянными кабинами, которые они сделали стандартными на всех самолетах Cirrus. К 2005, даже базовые тренеры, такие как Пайпер Чероки и Cessna 172 поставлялись со стеклянной кабиной в качестве опции (которую выбрали почти все клиенты), а также со многими современными служебными самолетами, такими как Алмазный DA42. В Lockheed Martin F-35 Lightning II оснащен сенсорным экраном "панорамный дисплей кабины", который заменяет большинство переключателей и тумблеров в кабине самолета. Гражданский Cirrus Vision SF50 теперь имеет такую ​​же стеклянную кабину, которую они называют "Perspective Touch".

Использует

Коммерческая авиация

Сухой Суперджет 100 стеклянная кабина

В отличие от предыдущей эпохи стеклянных кабин, где дизайнеры просто скопировали внешний вид обычных электромеханических инструментов на электронно-лучевые трубки, новые дисплеи представляют собой истинное отличие. Они выглядят и ведут себя так же, как другие компьютеры, с окнами и данными, которыми можно управлять с помощью устройств «укажи и щелкни». Они также добавляют местность, карты подхода, погоду, вертикальные дисплеи и трехмерные навигационные изображения.

Усовершенствованные концепции позволяют производителям самолетов настраивать кабины в большей степени, чем раньше. Все вовлеченные производители так или иначе решили сделать это - например, используя трекбол, подушечку большого пальца или джойстик в качестве пилотного устройства ввода в компьютерной среде. Многие модификации, предлагаемые производителями самолетов, улучшают ситуационную осведомленность и настраивают интерфейс человек-машина для повышения безопасности.

Современные стеклянные кабины могут включать в себя системы Synthetic Vision (SVS) или Enhanced Vision (EVS). Системы Synthetic Vision отображают реалистичное трехмерное изображение внешнего мира (похожее на симулятор полета ), основанный на базе данных о местности и геофизических характеристиках в сочетании с информацией об ориентации и местоположении, полученной от навигационных систем самолета. Системы Enhanced Vision добавляют информацию в реальном времени от внешних датчиков, таких как инфракрасная камера.

Все новые авиалайнеры, такие как Airbus A380, Боинг 787 и частные самолеты, такие как Бомбардье Глобал Экспресс и Learjet использовать стеклянные кабины.

Авиация общего назначения

Garmin G1000 в Cessna 182

Многие современные авиация общего назначения самолеты доступны со стеклянной кабиной. Такие системы, как Garmin G1000 теперь доступны на многих новых GA самолет, в том числе классический Cessna 172. Многие небольшие самолеты также можно модифицировать после производства, чтобы заменить аналоговые приборы.

Стеклянные кабины также популярны в качестве модернизации старых частных самолетов и турбовинтовых самолетов, таких как Dassault Falcons, Raytheon Hawkers, Бомбардирские претенденты, Цитаты Cessna, Гольфстримс, King Airs, Learjets, Astras, и много других. Авиационные сервисные компании тесно сотрудничают с производителями оборудования, чтобы удовлетворить потребности владельцев этих самолетов.

Потребительская, исследовательская, любительская и развлекательная авиация

Сегодня смартфоны и планшеты используют мини-приложения или «приложения» для удаленного управления сложными устройствами через радиоинтерфейс WiFi. Они демонстрируют, как идея «стеклянной кабины» применяется к потребительским устройствам. Приложения включают игрушечный класс БПЛА которые используют дисплей и сенсорный экран планшета или смартфона, чтобы использовать каждый аспект «стеклянной кабины» для отображения приборов, и по проводам для управления самолетом.

Космический полет

В Космический шатл стеклянная кабина

Идея стеклянной кабины попала в новости в отраслевых журналах 1980-х, таких как Авиационная неделя и космические технологии, когда НАСА объявило о замене большей части электромеханических полетных инструментов в космических челноках на стеклянные компоненты кабины. В статьях упоминалось, что стеклянные компоненты кабины экипажа имели дополнительное преимущество - они были на несколько сотен фунтов легче, чем оригинальные летные приборы и системы поддержки, используемые в космических шаттлах. В Космический шатл Атлантида был первым орбитальным аппаратом, оснащенным стеклянной кабиной в 2000 году с запуском СТС-101. Колумбия был вторым орбитальным аппаратом со стеклянной кабиной на СТС-109 в 2002 г., затем Открытие в 2005 году с СТС-114, и Стараться в 2007 году с СТС-118.

НАСА Космический корабль Орион будут использовать стеклянные кабины, полученные из Boeing 787 Dreamliner.[5]

Безопасность

Поскольку эксплуатация воздушного судна зависит от систем кабины из стекла, летные экипажи должны быть обучены работе с возможными отказами.[6] В Семейство Airbus A320 видел пятьдесят инцидентов, когда было потеряно несколько индикаторов полета.[7]

25 января 2008 г. United Airlines В рейсе 731 произошло серьезное затемнение стеклянной кабины кабины, потеря половины электронного централизованного монитора самолетов (ECAM ) дисплеи, а также все радио, транспондеры, систему предотвращения столкновений (TCAS ) и индикаторы отношения.[6] Пилоты смогли приземлиться в аэропорту Ньюарка без радиосвязи при хорошей погоде и дневных условиях.

Airbus предложила дополнительное исправление, которое США Национальный совет по безопасности на транспорте (NTSB) предложил США Федеральная авиационная администрация (FAA) как обязательное, но FAA еще не сделало это требованием.[8] Доступен предварительный информационный бюллетень NTSB.[9] Из-за возможности затемнения стеклянная кабина самолета также имеет интегрированная резервная приборная система что включает (как минимум) искусственный горизонт, высотомер и индикатор воздушной скорости. это в электронном виде отдельно от основных инструментов и может работать несколько часов от резервного аккумулятора.

В 2010 г. NTSB опубликовал исследование, проведенное на 8000 легких самолетов авиации общего назначения. Исследование показало, что, хотя самолеты, оборудованные стеклянной кабиной, имели более низкую общую аварийность, они также имели больше шансов попасть в аварию со смертельным исходом.[10] Председатель NTSB сказал в ответ на исследование:

Обучение, несомненно, является одним из ключевых компонентов снижения аварийности легких самолетов, оборудованных стеклянными кабинами, и это исследование ясно демонстрирует важность соответствующей подготовки по этим сложным системам для жизни и смерти ... В то время как технологические инновации и инструменты управления полетом, которые Самолеты, оборудованные стеклянной кабиной, приносят авиационному сообществу общего назначения должны сократить количество несчастных случаев со смертельным исходом, чего мы, к сожалению, не видели.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чуй, Сэм. "А380 визит в Австралию, ноябрь 2005 г.". Samchuiphotos.com. Получено 2009-08-12.
  2. ^ С. Нагабхушана, Л. К. Судха (2010). Приборы и системы для самолетов. Нью-Дели: I.K. International. п. 21. ISBN  9789380578354.
  3. ^ Уоллес, переулок. "Первопроходец в воздухе: два десятилетия с летающей лабораторией 737 НАСА в Лэнгли". НАСА. Получено 2012-04-22. До 1970-х годов авиаперевозки не считались достаточно требовательными, чтобы требовать современного оборудования, такого как электронные индикаторы полета. Однако возрастающая сложность транспортных самолетов, появление цифровых систем и растущая загруженность воздушного движения вокруг аэропортов начали это менять. Она добавила, что средний транспортный самолет в середине 1970-х годов имел более 100 приборов и органов управления в кабине, а основные летные приборы уже были заполнены индикаторами, поперечинами и символами. Другими словами, растущее количество элементов кабины конкурировало за пространство кабины и внимание пилота.
  4. ^ «Кабина экипажа А320». airbus.com. Архивировано из оригинал 22 августа 2008 г.. Получено 2009-08-12.
  5. ^ Коппингер, Роб (6 октября 2006 г.). «Экипаж NASA Orion будет использовать голосовое управление в интеллектуальной кабине Boeing 787 Honeywell». Международный рейс. Получено 6 октября, 2006.
  6. ^ а б Кац, Питер. "Журнал Plane & Pilot - Затемнение в кабине". Planeandpilotmag.com. Получено 2009-08-12.
  7. ^ «Рекомендация по безопасности A08-53» (PDF). Национальный совет по безопасности на транспорте. 22 июля 2008 г. с. 2. По данным Airbus, по состоянию на май 2007 года произошло 49 событий, аналогичных рейсу 731 United Airlines и событиям в Великобритании, в результате которых отказ электрических автобусов привел к потере индикаторов полета и различных систем самолета.
  8. ^ "Затемнения в кабине". Архивировано из оригинал 17 августа 2008 г.. Получено 30 августа, 2016.
  9. ^ "DCA08IA033" (PDF). Ntsb.gov. 2008-01-25. Получено 2009-08-12.
  10. ^ SB-10-07, пресс-релиз NTSB, «Исследование NTSB показывает, что внедрение« стеклянных кабин »в самолетах авиации общего назначения не привело к ожидаемому повышению безопасности»

дальнейшее чтение