.jpg/1280px-AirBaltic_Bombardier_CS300_launch_event_(31581897816).jpg)
Стеклянная кабина — это кабина самолета , в которой имеется множество электронных (цифровых) дисплеев летных приборов , обычно больших ЖК- экранов, а не традиционных аналоговых циферблатов и датчиков. [1] В то время как в традиционной кабине для отображения информации используются многочисленные механические датчики (так называемые «паровые датчики»), в стеклянной кабине используются несколько многофункциональных дисплеев , управляемых системами управления полетом , которые можно настроить для отображения полетной информации по мере необходимости. Это упрощает управление самолетом и навигацию и позволяет пилотам сосредоточиться только на самой важной информации. Они также популярны среди авиакомпаний, поскольку обычно устраняют необходимость в бортинженере , экономя затраты. В недавних [ когда? ] лет эта технология также стала широко доступна в небольших самолетах.
По мере модернизации авиационных дисплеев модернизировались и датчики, питающие их. 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. GPS- приемники обычно интегрируются в стеклянные кабины.
Ранние стеклянные кабины, установленные в McDonnell Douglas MD-80 , Boeing 737 Classic , ATR 42 , ATR 72 и в Airbus A300-600 и A310 , использовали системы электронных пилотажных приборов (EFIS) для отображения только ориентации и навигационной информации, с традиционными технологиями. Сохранены механические датчики воздушной скорости, высоты, вертикальной скорости и работы двигателя. В самолетах Boeing 757 и 767-200/-300 появилась электронная система индикации двигателя и оповещения экипажа (EICAS) для мониторинга работы двигателя при сохранении механических датчиков воздушной скорости, высоты и вертикальной скорости.
Более поздние стеклянные кабины, встречающиеся в Боингах 737НГ , 747-400 , 767-400 , 777 , Airbus A320 , более поздних Airbuss, Ильюшинах Ил-96 и Туполевах Ту-204, полностью заменили механические приборы и сигнальные лампы в самолетах предыдущих поколений. В то время как самолеты со стеклянной кабиной на протяжении всего конца 20-го века все еще сохраняли аналоговые высотомеры , указатели ориентации и воздушной скорости в качестве резервных инструментов на случай выхода из строя дисплеев EFIS, более современные самолеты также все чаще используют цифровые резервные приборы, такие как встроенный резервный прибор. система .
Стеклянные кабины появились в военных самолетах в конце 1960-х - начале 1970-х годов; Ранним примером является авионика Mark II самолета F-111D (впервые заказанная в 1967 году, поставка с 1970 по 1973 год), которая имела многофункциональный дисплей .
До 1970-х годов операции воздушного транспорта не считались достаточно требовательными, чтобы требовать современного оборудования, такого как электронные табло полета. Кроме того, компьютерные технологии находились не на том уровне, на котором была доступна достаточно легкая и мощная электроника. Растущая сложность транспортных самолетов, появление цифровых систем и растущая перегруженность воздушного движения вокруг аэропортов начали менять ситуацию.
Боинг 2707 был одним из первых коммерческих самолетов со стеклянной кабиной. Большинство приборов кабины по-прежнему были аналоговыми, но дисплеи с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) должны были использоваться для указателя ориентации и указателя горизонтального положения (HSI). Однако проект 2707 был отменен в 1971 году из-за непреодолимых технических трудностей и, в конечном итоге, прекращения финансирования проекта правительством США.
Среднестатистический транспортный самолет середины 1970-х годов имел более ста приборов и органов управления, причем основные пилотажные приборы уже были переполнены индикаторами, поперечинами и символами, а все большее количество элементов кабины конкурировало за пространство в кабине и внимание пилота. . [3] В результате НАСА провело исследование по дисплеям, которые могли бы обрабатывать необработанные данные систем самолета и полетные данные в интегрированную, легко понимаемую картину полетной ситуации, кульминацией которых стала серия полетов, демонстрирующая полностью стеклянную систему кабины.
Успех работы над стеклянной кабиной под руководством НАСА отражен в полном принятии электронных полетных дисплеев. Безопасность и эффективность полетов были повышены за счет улучшения понимания пилотами ситуации самолета относительно окружающей среды (или « ситуационной осведомленности »).
К концу 1990-х годов жидкокристаллические дисплеи (ЖК-панели) пользовались все большей популярностью среди производителей самолетов из-за их эффективности, надежности и четкости. Ранее ЖК-панели страдали от плохой читаемости под некоторыми углами обзора и плохого времени отклика, что делало их непригодными для авиации. Современные самолеты, такие как Boeing 737 Next Generation , 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 , А340-300 (более поздние версии), А380 и А350 оснащены стеклянными кабинами, состоящими из ЖК-дисплеев. [4]
Стеклянная кабина стала стандартным оборудованием авиалайнеров , бизнес-джетов и военных самолетов . Он был установлен на орбитальных кораблях космических кораблей НАСА «Атлантис» , «Колумбия» , «Дискавери » и «Индевор» , а также на российской модели космического корабля «Союз ТМА», которые были впервые запущены в 2002 году. К концу века стеклянные кабины начали появляться и на самолетах авиации общего назначения . . В 2003 году самолеты SR20 и SR22 компании Cirrus Design стали первыми легкими самолетами , оснащенными стеклянной кабиной, которая стала стандартной для всех самолетов Cirrus. К 2005 году даже базовые учебно-тренировочные самолеты, такие как Piper Cherokee и Cessna 172 , поставлялись со стеклянной кабиной в качестве опции (которую выбрали почти все клиенты), а также многие современные самолеты общего назначения, такие как Diamond DA42 . Lockheed Martin F-35 Lightning II оснащен сенсорным экраном с «панорамным дисплеем кабины», который заменяет большинство переключателей и переключателей, имеющихся в кабине самолета. Гражданский Cirrus Vision SF50 имеет то же самое, которое они называют стеклянной кабиной «Perspective Touch».
В отличие от предыдущей эпохи стеклянных кабин, когда дизайнеры просто копировали внешний вид обычных электромеханических приборов на электронно-лучевые трубки, новые дисплеи представляют собой настоящий прорыв. Они выглядят и ведут себя очень похоже на другие компьютеры, с окнами и данными, которыми можно манипулировать с помощью устройств «укажи и щелкни». Они также добавляют рельеф, схемы захода на посадку, погоду, вертикальные дисплеи и трехмерные навигационные изображения.
Усовершенствованные концепции позволяют производителям самолетов настраивать кабины в большей степени, чем раньше. Все участвующие производители так или иначе решили сделать это, например, использовать трекбол , подушечку для большого пальца или джойстик в качестве устройства пилотного ввода в компьютерной среде. Многие модификации, предлагаемые производителями самолетов, улучшают ситуационную осведомленность и настраивают человеко-машинный интерфейс для повышения безопасности.
Современные стеклянные кабины могут включать системы синтетического видения (SVS) или улучшенные системы полетного видения (EFVS). Системы синтетического зрения отображают реалистичное трехмерное изображение внешнего мира (похожее на симулятор полета ), основанное на базе данных о местности и геофизических характеристиках в сочетании с информацией о положении и положении, полученной от навигационных систем самолета. Усовершенствованные системы полетного видения добавляют информацию в реальном времени от внешних датчиков, таких как инфракрасная камера.
Все новые авиалайнеры, такие как Airbus A380 , Boeing 787 и частные самолеты, такие как Bombardier Global Express и Learjet, используют стеклянные кабины.
Многие современные самолеты авиации общего назначения имеют стеклянную кабину. Такие системы, как Garmin G1000, теперь доступны на многих новых самолетах GA , включая классический Cessna 172 . Многие небольшие самолеты также могут быть модифицированы после производства для замены аналоговых приборов.
Стеклянные кабины также популярны в качестве модернизации старых частных самолетов и турбовинтовых самолетов, таких как Dassault Falcons , Raytheon Hawkers , Bombardier Challengers , Cessna Citations , Gulfstreams , King Airs , Learjets , Astras и многих других. Авиационные сервисные компании тесно сотрудничают с производителями оборудования для удовлетворения потребностей владельцев этих самолетов.
Сегодня смартфоны и планшеты используют мини-приложения или «приложения» для удаленного управления сложными устройствами через радиоинтерфейс Wi-Fi. Они демонстрируют, как идея «стеклянной кабины» применяется к потребительским устройствам. Приложения включают в себя игрушечные БПЛА , которые используют дисплей и сенсорный экран планшета или смартфона для использования всех аспектов «стеклянной кабины» для отображения приборов, а также электродистанционное управление для управления самолетом.
Идея стеклянной кабины попала в новости в отраслевых журналах 1980-х годов, таких как Aviation Week & Space Technology , когда НАСА объявило, что заменит большинство электромеханических пилотажных приборов на космических кораблях компонентами стеклянной кабины. В статьях упоминалось, что компоненты стеклянной кабины имеют дополнительное преимущество: они на несколько сотен фунтов легче оригинальных пилотажных приборов и вспомогательных систем, используемых в космических шаттлах. Космический челнок «Атлантис» был первым орбитальным аппаратом, оснащенным стеклянной кабиной в 2000 году с запуском STS-101 . «Колумбия» была вторым орбитальным аппаратом со стеклянной кабиной на STS-109 в 2002 году, за ней следовали «Дискавери» в 2005 году с STS-114 и «Индевор» в 2007 году с STS-118 .
Космический корабль НАСА «Орион» будет использовать стеклянную кабину, заимствованную у Boeing 787 Dreamliner . [5]
Поскольку работа самолета зависит от систем стеклянной кабины, летные экипажи должны быть обучены справляться с неисправностями. Семейство Airbus A320 стало свидетелем пятидесяти инцидентов, когда несколько дисплеев полета были потеряны. [6]
25 января 2008 года у рейса 731 United Airlines произошло серьезное затемнение стеклянной кабины, в результате чего была потеряна половина дисплеев электронного централизованного монитора самолета (ECAM), а также все радиоприемники, транспондеры, система предотвращения столкновений ( TCAS ) и указатели ориентации. [7] Пилоты смогли приземлиться в аэропорту Ньюарка без радиосвязи в хорошую погоду и при дневном свете.
Airbus предложил дополнительное исправление, которое Национальный совет по безопасности на транспорте США (NTSB) предложил Федеральному управлению гражданской авиации США (FAA) как обязательное, но FAA еще не сделало его обязательным. [8] [ сомнительно ] Доступен предварительный информационный бюллетень NTSB. [9] Из-за возможности затемнения самолеты со стеклянной кабиной также имеют встроенную резервную приборную систему , которая включает (как минимум) авиагоризонт , высотомер и указатель воздушной скорости . Он электронно отделен от основных приборов и может работать в течение нескольких часов от резервной батареи.
В 2010 году NTSB опубликовал исследование, проведенное на 8000 легких самолетах авиации общего назначения. Исследование показало, что, хотя у самолетов, оснащенных стеклянной кабиной, общий уровень аварийности ниже, у них также больше шансов попасть в аварию со смертельным исходом. [9] Председатель NTSB сказал в ответ на исследование: [10]
Обучение, несомненно, является одним из ключевых компонентов снижения аварийности легких самолетов, оснащенных стеклянными кабинами, и это исследование ясно демонстрирует жизненно важное значение соответствующего обучения работе с этими сложными системами... В то время как технологические инновации и инструменты управления полетами, которые Самолеты со стеклянной кабиной, которые принесут пользу авиационному сообществу общего назначения, должны сократить количество несчастных случаев со смертельным исходом, но мы, к сожалению, не видели, чтобы это произошло.
До 1970-х годов операции воздушного транспорта не считались достаточно требовательными, чтобы требовать современного оборудования, такого как электронные табло полета.
Однако растущая сложность транспортных самолетов, появление цифровых систем и растущая перегруженность воздушного движения вокруг аэропортов начали менять ситуацию.
Она добавила, что средний транспортный самолет середины 1970-х годов имел более 100 приборов и органов управления в кабине, а основные пилотажные приборы уже были переполнены индикаторами, перекладинами и символами.
Другими словами, растущее число элементов кабины конкурировало за пространство в кабине и внимание пилота.
По данным Airbus, по состоянию на май 2007 года произошло 49 событий, аналогичных рейсу 731 United Airlines и событиям в Великобритании, в которых отказ электрических автобусов привел к потере полетных дисплеев и различных систем самолета.
