Что такое glass cockpit
Стеклянная кабина
«Стеклянная кабина» — панель кабины пилотов самолёта, включающая в себя электронные дисплеи. В традиционной кабине устанавливается множество механических указателей для отображения информации. В «стеклянной» кабине установлено несколько дисплеев системы управления полётом, которые могут быть настроены для отображения необходимой информации. Это упрощает управление самолётом, навигацию и позволяет пилотам сконцентрироваться на наиболее важной информации. Такая конфигурация востребована авиакомпаниями, поскольку позволяет отказаться от бортинженера. В последние годы данная технология получила распространение даже на небольших самолётах.
По мере совершенствования дисплеев самолёта эволюционировали и датчики, отправляющие на них информацию. На смену традиционным гироскопическим пилотажным приборам пришли электронные курсовертикали и системы воздушных сигналов, повышающие точность, снижающие стоимость эксплуатации и обслуживания. В «стеклянную» кабину, как правило, включаются приёмники GPS.
Ранние «стеклянные» кабины, устанавливавшиеся в самолётах McDonnell Douglas MD-80/90, Boeing 737 Classic, 757 и 767-200/-300, Airbus A300-600 и A310, использовали электронную информационную систему полётов (EFIS) только для отображения пространственного положения самолёта и навигационной информации. Для отображения скорости полёта, высоты и вертикальной скорости применялись традиционные механические указатели. В более современных «стеклянных» кабинах на самолётах Boeing 737NG, 747-400, 767-400, 777, Airbus A320 и более поздних моделях, Ил-96, Ту-204, SSJ100, Ан-148, CRJ, E-Jet и EMB-145/-140/-135 механические указатели и контрольные лампы полностью отсутствуют.
Содержание
История
До 1970-х гг. авиаперевозки не считались достаточно сложными, чтобы требовать высокотехнологичного оборудования, такого как электронные индикаторы режимов полёта. Кроме того, компьютерные технологии тех лет не обладали достаточной лёгкостью по весу и производительностью. Возросшая сложность транспортных самолётов, появление цифровых систем и растущая нагрузка на аэропорты привели к серьёзным переменам в данной области.
В кабине обычного транспортного самолёта тех лет было установлено более ста приборов и органов управления. Основные приборы были окружены множеством индикаторов, шкал и символов, а растущее число элементов кабины пилотов занимали много места и рассеивали внимание пилотов. В попытке решить проблему NASA провело исследование по разработке дисплеев, способных обрабатывать данные от бортовых систем самолёта и полётных данных и отображать полётную ситуацию. Результатом этого исследования стала серия полётов для демонстрации полностью стеклянной кабины.
Успех инициативы NASA по разработке стеклянной кабины подтверждается повсеместным внедрением электронных индикаторов режимов полёта, впервые появившихся на самолёте MD-80 в 1979 году. Внедрение новой технологии пошло на пользу как авиакомпаниям, так и пассажирам. Повышение осведомленности пилота о своем пространственном положении в полете повысило безопасность и эффективность полётов.
К концу 1990-х годов большинство авиапроизводителей устанавливали в кабины своих самолётов жидкокристаллические дисплеи (ЖКД) — инженеров привлекли их КПД, надёжность и чёткость изображения. Ранние модели ЖКД страдали плохими показателями чёткости при некоторых углах обзора и слишком большим временем отклика, что делало их непригодными для авиации. Современные самолёты, такие как Boeing 737 Next Generation, 777, 717, 747-400ER, 767-400ER, 747-8 и 787, семейства Airbus A320 (более поздние варианты), A330 (более поздние варианты), A340-500/600, A340-300 (более поздние варианты), A380 и A350 оснащены стеклянными кабинами, включающими ЖКД. [2]
Стеклянные кабины стали стандартным оборудованием для авиалайнеров, самолётов бизнес-класса и военных самолётов. Стеклянные кабины также установлены на космические челноки Atlantis, Colummbia, Discovery, Endeavour и российский космический корабль Союз ТМА, запущенный в 2002 году. К концу 20 века стеклянные кабины начали появляться на самолётах Авиации общего назначения. К 2005 году даже тренировочные самолёты, такие как Piper Cherokee и Cessna 172 по заказу оснащались стеклянными кабинами (этот вариант заказывали почти все покупатели), а некоторые модели, такие как Diamond Aircraft DA42 и Cirrus Design SR20 и SR22 предлагаются только со стеклянной кабиной.
Применение
В коммерческой авиации
В отличие от стеклянных кабин первого поколения, в которых инженеры просто копировали внешний вид и поведение обычных электромеханических приборов на электронно-лучевые трубки, новые дисплеи являются значительным шагом вперёд. Они передают информацию подобно обычным компьютерам, в них есть окна и возможность перемещать данные с помощью устройств, схожих по принципу действия с компьютерной мышью. Они также могут отображать карту местности, схемы захода на посадку, карту погоды, вертикальный индикатор трёхмерные навигационные подсказки.
Технологический прогресс позволяет авиационным инженерам подбирать необходимую компоновку кабины в гораздо более широких пределах, чем ранее. Все авиапроизводители выбрали такой путь построения кабины пилотов — в новых системах в качестве устройства ввода используются трекбол, манипулятор под большой палец или джойстик. Предлагаемые авиапроизводителями системы повышают ситуационную ориентацию пилота и повышают безопасность полётов путём оптимизации интерфейса «пилот-машина».
Современные стеклянные кабины могут включать системы технического зрения (Synthetic Vision System) или системы ночного видения (Enhanced Vision Systems). Системы технического зрения передают реалистичную трёхмерную картинку окружающего мира (как в авиасимуляторах) на основании заложенных в них баз данных о геофизических особенностях местности в сочетании с информацией о пространственном положении самолёта, получаемой от навигационной системы. Системы ночного видения в масштабе реального времени добавляют информацию от внешних источников, таких как инфракрасные камеры.
Все новые авиалайнеры, такие как Airbus A380, Boeing 787 и бизнес-самолёты, такие как Bombardier Global Express и Learjet оснащаются стеклянными кабинами.
В авиации общего назначения
Некоторые самолёты авиации общего назначения, такие как 4-местные Diamond Aircraft DA40, DA42 и DA50 и 4-местный Cirrus Design SR20 и SR22 можно заказать со стеклянной кабиной. Комплекс Garmin G1000 устанавливается на многие небольшие самолёты, включая Cessna 172. Некоторые производители разработали программы установки стеклянных кабин на уже выпущенные самолёты с обычными приборами.
Стеклянные кабины также устанавливаются на бизнес-самолёты предыдущих поколений, такие как Dassault Falcon, Raytheon Hawker, Bombardier Challenger, Cessna Citation, Gulfstream, King Air, Learjet, Astra и многие другие. Компании, предоставляющие услуги по обслуживанию авиатехники, в сотрудничестве с производителями авиационного оборудования могут произвести такую замену по требованию клиента.
Безопасность
При отказе одного прибора пилот может воспользоваться резервным или лететь по остальным приборам. При отказе «стеклянной кабины» теряются сразу несколько приборов (а иногда и вся кабина), поэтому остро встаёт вопрос подготовки пилотов к отказам оборудования. [3] При эксплуатации только одной модели, Airbus A320, зафиксировано пятьдесят случаев отключения стеклянной кабины. [3] [4] 25 января 2008 года экипаж самолёта, выполнявшего рейс 731 авиакомпании United Airlines столкнулся с серьёзной неполадкой стеклянной кабины, в результате которой вышли из строя половина мониторов, радиостанция, передатчики, система TCAS и индикаторы пространственного положения. [3] Хорошая погода и полёт в дневное время суток позволили экипажу успешно посадить самолёт в аэропорту г. Ньюарк. Airbus предложил доработку самолёта, которую Национальное бюро по безопасности на транспорте (NTSB) рекомендовало ввести как обязательную, однако Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) ещё не приняло решение по этому вопросу. [4] NTSB выпустило технический бюллетень. [5]
В 2010 году NTSB опубликовало исследование, объектом которого стали 8 000 лёгких самолётов авиации общего назначения. Исследование позволило сделать вывод о том, что самолёты, оборудованные стеклянными кабинами, имеют меньший уровень аварийности, однако вероятность аварии с тяжёлыми последствиями на них выше. [6] Комментируя результаты исследования, руководитель NTSB заявил:
Стеклянная кабина
Из Википедии — свободной энциклопедии
«Стеклянная кабина» — панель кабины пилотов самолёта, включающая в себя электронные дисплеи. В традиционной кабине устанавливается множество механических указателей для отображения информации. В «стеклянной» кабине установлено несколько дисплеев систем управления полётом, которые могут быть настроены для отображения необходимой информации. Это упрощает управление самолётом, навигацию и позволяет пилотам сконцентрироваться на наиболее важной информации. Такая конфигурация востребована авиакомпаниями, поскольку позволяет отказаться от бортинженера. В последние годы данная технология получила распространение даже на небольших самолётах.
По мере совершенствования дисплеев самолёта эволюционировали и датчики, отправляющие на них информацию. На смену традиционным гироскопическим пилотажным приборам пришли электронные курсовертикали и системы воздушных сигналов, повышающие точность, снижающие стоимость эксплуатации и обслуживания. В «стеклянную» кабину, как правило, включаются приёмники GPS.
Ранние «стеклянные» кабины, устанавливавшиеся в самолётах McDonnell Douglas MD-80/90, Boeing 737 Classic, 757 и 767-200/-300, Airbus A300-600 и A310, использовали электронную информационную систему полётов (EFIS) только для отображения пространственного положения самолёта и навигационной информации. Для отображения скорости полёта, высоты и вертикальной скорости применялись традиционные механические указатели. В более современных «стеклянных» кабинах на самолётах Boeing 737NG, 747-400, 767-400, 777, Airbus A320 и более поздних моделях, Ил-96, Ту-204, SSJ100, Ан-148, CRJ, E-Jet и EMB-145/-140/-135 механические указатели и контрольные лампы полностью отсутствуют.
«Стеклянная кабина» – воплощение фантастики
Современная панель кабины пилота помогает оперативно обрабатывать информацию
Система под названием «Стеклянная кабина» помогает пилоту как можно более вдумчиво и оперативно пользоваться поступающей информацией. Все данные отображаются на системе экранов, что позволяет разработчикам авиационной электроники создавать все более сложные программы для воздушных судов. Это значительно повышает безопасность полетов.
Когда-то авиаперевозки не были настолько сложными как в наши дни. Но с развитием технологий и увеличением перелетов управление полетом становилось все более сложной задачей. В начале 70-х годов прошлого века в кабине обычного транспортного самолёта было установлено более ста приборов и органов управления. Основные приборы были окружены множеством индикаторов, шкал и символов, а растущее число элементов кабины пилотов занимали много места и рассеивали внимание летчиков. Пилоты тратили много времени и сил, чтобы собрать и обработать всю необходимую информацию.
В попытке решить проблему NASA провело исследование по разработке дисплеев, способных обрабатывать данные от бортовых систем самолёта и полётных данных и отображать ситуацию.
«Стеклянную кабину» или в английском варианте glass cockpit, нельзя назвать совсем уж новинкой, прототипы нынешней кабины появились в 80-х годах. Но современное развитие компьютерных технологий позволило сегодня сделать качественный прорыв в развитии этого устройства. Что же это такое?
Термином «стеклянная кабина» называют усовершенствованную панель управления, которая включает в себя некоторое количество цифровых дисплеев, а не традиционные аналоговые датчики. Эта система устанавливается как и на самолетах высокого класса, так и на судах общего назначения. Экраны «стеклянной кабины» располагаются в определенном порядке в соответствии с размером. Они более оперативно чем раньше отображают навигацию, состояние систем и информацию о погоде. Все это позволяет летному составу собирать необходимую информацию за более короткий период времени.
В «стеклянной кабине» обычно устанавливают несколько дисплеев системы управления полетом, которые можно индивидуально настраивать для отображения информации. В зависимости от сложности типа самолёта, иногда подобная система позволяет даже отказаться от бортинженера. В «стеклянной кабине» на смену привычным гироскопическим пилотажным приборам приходят электронные курсовертикали и системы воздушных сигналов. Также в эту систему обязательно включается прибор приема GPS. Всё это вместе повышает точность показаний и оптимизирует расходы на эксплуатацию и обслуживание самолетов.
Основной целью создания «стеклянной кабины» является повышение ситуационной осведомленности экипажа во время полета. Пилоты могут контролировать многие системы нажатием одной кнопки. В обычной кабине, им приходится сверяться с большим количеством инструментов, чтобы получить ту же самую информацию.
 |
| A-380 на выставке Ле Бурже-2013 |
| Источник: Марина Лысцева. fotografersha.livejournal.com |
Первые разработки прототипа «стеклянной кабины» были созданы по инициативе NASA, и с 1979 года в самолетах началось внедрение электронных индикаторов режима полета. К концу 1990-х годов большинство производителей устанавливали в кабины самолетов жидкокристаллические дисплеи. В наши дни такие кабины стали стандартным оборудованием для самолетов бизнес-класса, военных самолетов, авиалайнеров, вертолетов и даже применяются на яхтах и катерах. Все современные авиалайнеры, такие как Airbus A380, Boeing 787 оснащаются «стеклянными кабинам».
В самолетах бизнесс-класса система обычно представлена двумя экранами, которые заменили привычные основные шесть пилотажных приборов. Первый экран, это основной пилотажный индикатор, который и заменяет пилотажные приборы. Второй экран, это многофункциональный индикатор, состав которой зависит только от того, сколько опций может позволить себе владелец самолета.
При создании «стеклянных кабин» первого поколения конструкторы просто повторяли внешний вид электромеханических приборов. Новые разработки обрабатывают информацию подобно полноценным компьютерам. На современные дисплеи может выводиться карта местности, схема захода на посадку, карта погоды и другие навигационные подсказки. Иногда в «стеклянные кабины» могут входить системы ночного видения и технического зрения, которые создают трехмерную картинку окружающего мира (подобно картинке из авиастимулятора).
Одной из «фишек» усовершенствованной кабины является так называемое «устройство отбора информации». Система может самостоятельно скрывать с экрана ненужные в данные момент индикаторы и значки. Это позволяет пилотам выполнять важные задачи без отвлекающих факторов.
В нашей стране постоянно ведутся разработки по улучшению модификаций «стеклянной кабины».
В прошлом году на ежегодной вертолетной выставке-ярмарке HeliExpo-2013 был проведен традиционный «Русский час», в рамках которого холдинг «Вертолеты России» презентовал несколько новых машин. Вертолет Ми-172А2, последняя версия машины семейства Ми-8, удовлетворяет современным требованиям в части безопасности полетов и комфортности, в том числе, благодаря установленной в ней суперсовременной версии «стеклянной кабины». Повышение степени автоматизации бортового оборудования вертолета позволяет и на этой машине сократить количество членов экипажа до двух человек (пилота и второго пилота).
Кроме того, вертолетостроительное предприятие «Роствертол». входящее в стурктуру «Вертолетов России», провело кардинальную модификацию легендарного вертолета Ми-26 и представило новую версию Ми-26Т2. Вертолет станет первым российским представителем класса тяжелых вертолётов, полностью соответствующим требованиям нового тысячелетия и максимально вобравшим все достижения современной науки и техники. Главной отличительной особенностью новой машины станут применение цифрового бортового радиоэлектронного оборудования и сокращённый до двух человек экипаж. На его борту установлен модифицированный бортовой комплекс авионики БРЭО-26.
 |
| Тяжелый транспортный вертолет Ми-26Т2 |
| Источник: http://military-photos.livejournal.com/ |
Стеклянная кабина Ми-26Т2 оборудована пятью многофункциональными ЖК-дисплеями, на которые может выводиться цветное изображение груза на внешней подвеске, новым цифровым автопилотом и новым навигационным комплексом с поддержкой ГЛОНАСС. Для визуального контроля за грузом на внешней подвеске в ночное время установлен дополнительный прожектор. Он имеет режим стандартного свечения, а также режим ИК-свечения для применения с очками ночного видения. Аналогичная бортовая система ранее была уже установлена на ударный вертолет Ми-28, также выпускаемый на этом предприятии.
Еще одной уникальной российской разработкой является полностью цифровой комплекс бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) установленный в двухместный реактивный учебно-боевой самолет нового поколения Як-130. Его «стеклянная кабина» разработана в опытно-конструкторском бюро «Электроавтоматика», которое в ходит в концерн КРЭТ. Для Як-130 были разработаны и произведены передовые системы навигационного, пилотажного и боевого БРЭО. Таким образом, Як-130 является первым российским самолетом, не имеющим на борту аналоговых приборов.
Стеклянная кабина
По мере модернизации авиационных дисплеев модернизировались и датчики, которые их питают. Традиционные гироскопические летные приборы были заменены электронными системами ориентации и курса (AHRS) и компьютерами данных о воздухе (ADC), что повысило надежность и снизило затраты и техническое обслуживание. Приемники GPS обычно встраиваются в стеклянные кабины.
Содержание
История [ править ]
До 1970-х годов авиаперевозки 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.
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 повысились за счет лучшего понимания пилотом ситуации самолета относительно окружающей среды (или « ситуационной осведомленности »).
Использует [ редактировать ]
Коммерческая авиация [ править ]
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.
Современные стеклянные кабины могут включать в себя системы Synthetic Vision (SVS) или Enhanced Vision (EVS). Системы Synthetic Vision отображают реалистичное трехмерное изображение внешнего мира (аналогично авиасимулятору ) на основе базы 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.
Авиация общего назначения [ править ]
Потребительская, исследовательская, любительская и развлекательная авиация [ править ]
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 в себя беспилотные летательные аппараты, использующие дисплей и сенсорный экран планшета или смартфона для использования всех аспектов «стеклянной кабины» для отображения приборов, а также дистанционное управление самолетом.
Космический полет [ править ]
Безопасность [ править ]
Поскольку эксплуатация воздушного судна зависит от систем кабины из стекла, летные экипажи должны быть обучены работе с отказами. [6] Семейство Airbus A320 было свидетелем пятидесяти инцидентов, когда несколько летных дисплеев были потеряны. [7]
25 января 2008 года рейс 731 United Airlines столкнулся с серьезным отключением электроэнергии в кабине экипажа, в результате чего была потеряна половина дисплеев электронного централизованного контроля самолетов ( ECAM ), а также все радиомодули, транспондеры, система предотвращения столкновений ( TCAS ) и индикаторы ориентации. [6] Пилоты смогли приземлиться в аэропорту Ньюарка без радиосвязи при хорошей погоде и дневных условиях.
В 2010 году NTSB опубликовал исследование 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:
По мере модернизации авиационных дисплеев модернизировались и датчики, которые их питают. Традиционные гироскопические летные приборы были заменены электронными системами ориентации и курса (AHRS) и компьютерами данных о воздухе (ADC), что повысило надежность и снизило затраты и техническое обслуживание. Приемники GPS обычно встраиваются в стеклянные кабины.
СОДЕРЖАНИЕ
История
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.
Успех работы над стеклянной кабиной под руководством НАСА отражается в всеобщем признании электронных индикаторов полета. От этого выиграли как авиакомпании, так и их пассажиры. Безопасность и эффективность полетов повысились за счет лучшего понимания пилотом ситуации самолета относительно окружающей среды (или « ситуационной осведомленности »).
Использует
Коммерческая авиация
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 захода на посадку, погоду, вертикальные дисплеи и трехмерные навигационные изображения.
Современные стеклянные кабины могут включать в себя системы синтетического зрения (SVS) или улучшенные системы обзора полета (EFVS). Системы синтетического зрения отображают реалистичное трехмерное изображение внешнего мира (аналогично авиасимулятору ) на основе базы данных о местности и геофизических характеристиках в сочетании с информацией об ориентации и местоположении, полученной от навигационных систем самолета. Усовершенствованные системы обзора полета добавляют информацию в реальном времени от внешних датчиков, таких как инфракрасная камера.
Авиация общего назначения
Потребительская, исследовательская, любительская и развлекательная авиация
Сегодня смартфоны и планшеты используют мини-приложения или «приложения» для удаленного управления сложными устройствами с помощью радиоинтерфейса WiFi. Они демонстрируют, как идея «стеклянной кабины» применяется к потребительским устройствам. Приложения включают в себя беспилотные летательные аппараты игрушечного уровня, которые используют дисплей и сенсорный экран планшета или смартфона для использования всех аспектов «стеклянной кабины» для отображения приборов, а также дистанционное управление воздушным судном.
Космический полет
Безопасность
Поскольку эксплуатация воздушного судна зависит от систем кабины из стекла, летные экипажи должны быть обучены устранению отказов. Семейство Airbus A320 было свидетелем 50 инцидентов, в результате которых были потеряны несколько индикаторов полета.
25 января 2008 года в рейсе 731 United Airlines произошло серьезное отключение света в кабине экипажа, в результате чего была потеряна половина дисплеев электронного централизованного контроля самолетов ( ECAM ), а также все радиомодули, транспондеры, система предотвращения столкновений ( TCAS ) и индикаторы ориентации. Пилоты смогли приземлиться в аэропорту Ньюарка без радиосвязи при хорошей погоде и дневных условиях.
В 2010 году NTSB опубликовал исследование 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. Председатель NTSB сказал в ответ на исследование: