.jpg/1280px-AirBaltic_Bombardier_CS300_launch_event_(31581897816).jpg)
Стеклянная кабина — это кабина самолета , которая оснащена множеством электронных (цифровых) дисплеев пилотажных приборов , как правило, больших ЖК- экранов, а не традиционных аналоговых циферблатов и датчиков. [1] В то время как традиционная кабина использует многочисленные механические датчики (называемые «паровыми датчиками») для отображения информации, стеклянная кабина использует несколько многофункциональных дисплеев и основной дисплей полета , управляемый системами управления полетом , которые можно настраивать для отображения информации о полете по мере необходимости. Это упрощает эксплуатацию самолета и навигацию и позволяет пилотам сосредоточиться только на самой важной информации. Они также популярны среди авиакомпаний, поскольку обычно устраняют необходимость в бортинженере , что экономит расходы. В последние [ когда? ] годы эта технология также стала широко доступна в небольших самолетах.
По мере модернизации бортовых дисплеев модернизировались и датчики, которые их питают. Традиционные гироскопические приборы управления полетом были заменены электронными системами ориентации и направления (AHRS) и вычислителями воздушных данных (ADC), что повысило надежность и снизило стоимость и обслуживание. GPS- приемники обычно встраиваются 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 электронные системы пилотажных приборов (EFIS) только для отображения информации об ориентации и навигации, при этом традиционные механические приборы для воздушной скорости, высоты, вертикальной скорости и производительности двигателя были сохранены. Boeing 757 и 767-200/-300 представили электронную систему индикации двигателя и оповещения экипажа (EICAS) для контроля производительности двигателя, сохранив при этом механические приборы для воздушной скорости, высоты и вертикальной скорости.
Более поздние стеклянные кабины, найденные в Boeing 737NG , 747-400 , 767-400 , 777 , Airbus A320 , более поздних Airbus, Ильюшин Ил-96 и Туполев Ту-204, полностью заменили механические датчики и сигнальные лампы предыдущих поколений самолетов. В то время как самолеты, оборудованные стеклянными кабинами в конце 20-го века, все еще сохраняли аналоговые высотомеры , указатели положения и скорости полета в качестве резервных приборов на случай отказа дисплеев EFIS, более современные самолеты все чаще используют также цифровые резервные приборы, такие как интегрированная резервная система приборов .
Стеклянные кабины появились в военных самолетах в конце 1960-х и начале 1970-х годов; ранним примером является авионика Mark II самолета F-111D (впервые заказанная в 1967 году, поставлявшаяся с 1970 по 1973 год), которая была оснащена многофункциональным дисплеем .
До 1970-х годов воздушные транспортные операции не считались достаточно сложными, чтобы требовать передового оборудования, такого как электронные дисплеи полета. Кроме того, компьютерные технологии не были на том уровне, когда была доступна достаточно легкая и мощная электроника. Растущая сложность транспортных самолетов, появление цифровых систем и растущая загруженность воздушного движения вокруг аэропортов начали менять это.
Boeing 2707 был одним из первых коммерческих самолетов, спроектированных со стеклянной кабиной. Большинство приборов в кабине все еще были аналоговыми, но дисплеи на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) должны были использоваться для указателя положения и индикатора горизонтального положения (HSI). Однако 2707 был отменен в 1971 году из-за непреодолимых технических трудностей и, в конечном итоге, прекращения финансирования проекта правительством США.
Средний транспортный самолет в середине 1970-х годов имел более сотни приборов и органов управления в кабине, а основные пилотажные приборы уже были переполнены индикаторами, перекладинами и символами, а растущее количество элементов кабины конкурировало за пространство в кабине и внимание пилота. [3] В результате НАСА провело исследование дисплеев, которые могли бы обрабатывать необработанные данные систем самолета и полета в интегрированную, легко понимаемую картину полетной ситуации, что привело к серии полетов, демонстрирующих полностью стеклянную систему кабины.
Успех работы NASA над стеклянной кабиной отражается в общем принятии электронных индикаторов полета. Безопасность и эффективность полетов возросли благодаря улучшенному пониманию пилотом ситуации самолета относительно его окружения (или « ситуационной осведомленности »).
К концу 1990-х годов жидкокристаллические дисплеи (ЖК-панели) стали пользоваться все большей популярностью среди производителей самолетов из-за их эффективности, надежности и читаемости. Ранние ЖК-панели страдали от плохой читаемости при некоторых углах обзора и низкого 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 , A340-300 (более поздние версии), A380 и A350 оснащены стеклянными кабинами, состоящими из ЖК-блоков. [4]
Стеклянная кабина стала стандартным оборудованием в авиалайнерах , бизнес-джетах и военных самолетах . Она была установлена на орбитальных кораблях NASA Space Shuttle Atlantis , Columbia , Discovery и Endeavour , а также на российском космическом корабле модели Soyuz TMA, которые были впервые запущены в 2002 году. К концу века стеклянные кабины начали появляться и на самолетах гражданской авиации . В 2003 году Cirrus Design SR20 и SR22 стали первыми легкими самолетами, оснащенными стеклянными кабинами, которые они сделали стандартными для всех самолетов Cirrus. К 2005 году даже базовые учебные самолеты, такие как Piper Cherokee и Cessna 172, поставлялись со стеклянными кабинами в качестве опции (которые выбрали почти все клиенты), а также многие современные самолеты общего назначения, такие как Diamond DA42 . Lockheed Martin F-35 Lightning II оснащен сенсорным экраном "panoramic cockpit display", который заменяет большинство переключателей и тумблеров, имеющихся в кабине самолета. Гражданский Cirrus Vision SF50 имеет то же самое, которое они называют "Perspective Touch" glass cockpit.
В отличие от предыдущей эпохи стеклянных кабин, где дизайнеры просто копировали внешний вид и ощущения от обычных электромеханических приборов на электронно-лучевые трубки, новые дисплеи представляют собой настоящий отход. Они выглядят и ведут себя очень похоже на другие компьютеры, с окнами и данными, которыми можно манипулировать с помощью устройств point-and-click. Они также добавляют рельеф, карты захода на посадку, погоду, вертикальные дисплеи и 3D-изображения навигации.
Улучшенные концепции позволяют производителям самолетов настраивать кабины в большей степени, чем раньше. Все вовлеченные производители решили сделать это тем или иным способом — например, используя трекбол , панель большого пальца или джойстик в качестве устройства ввода пилота в компьютерной среде. Многие из модификаций, предлагаемых производителями самолетов, улучшают ситуационную осведомленность и настраивают интерфейс человек-машина для повышения безопасности.
Современные стеклянные кабины могут включать системы синтетического зрения (SVS) или улучшенные системы видения полета (EFVS). Системы синтетического зрения отображают реалистичное трехмерное изображение внешнего мира (похожее на имитатор полета ), основанное на базе данных рельефа и геофизических характеристик в сочетании с информацией об ориентации и положении, собранной из навигационных систем самолета. Улучшенные системы видения полета добавляют информацию в реальном времени от внешних датчиков, таких как инфракрасная камера.
Все новые авиалайнеры, такие как Airbus A380 , Boeing 787, а также частные самолеты, такие как Bombardier Global Express и Learjet , используют стеклянные кабины.
Многие современные самолеты авиации общего назначения доступны со стеклянными кабинами. Такие системы, как Garmin G1000, теперь доступны на многих новых самолетах гражданской авиации , включая классическую 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. Компании по обслуживанию авиатехники 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 с помощью радиоинтерфейса WiFi. Они демонстрируют, как идея «стеклянной кабины» применяется к потребительским устройствам. Приложения включают игрушечные БПЛА , которые используют дисплей и сенсорный экран планшета или смартфона для использования каждого аспекта «стеклянной кабины» для отображения приборов и управления самолетом по проводам .
Идея стеклянной кабины стала новостью в отраслевых журналах 1980-х годов, таких как Aviation Week & Space Technology , когда NASA объявило, что заменит большую часть электромеханических бортовых приборов в космических шаттлах на стеклянные компоненты кабины. В статьях упоминалось, что стеклянные компоненты кабины имели дополнительное преимущество, будучи на несколько сотен фунтов легче оригинальных бортовых приборов и вспомогательных систем, используемых в космических шаттлах. Космический челнок Atlantis был первым орбитальным аппаратом, который был модернизирован со стеклянной кабиной в 2000 году с запуском STS-101 . Columbia был вторым орбитальным аппаратом со стеклянной кабиной на STS-109 в 2002 году, за ним последовали Discovery в 2005 году с STS-114 и Endeavour в 2007 году с STS-118 .
Космический корабль НАСА Orion будет использовать стеклянную кабину, заимствованную у Boeing 787 Dreamliner . [5]
Поскольку эксплуатация самолета зависит от систем стеклянной кабины, летные экипажи должны быть обучены справляться с отказами. Семейство Airbus A320 пережило пятьдесят инцидентов, в которых было потеряно несколько индикаторов полета. [6]
25 января 2008 года рейс 731 авиакомпании United Airlines столкнулся с серьезным затемнением стеклянной кабины, в результате чего вышла из строя половина дисплеев электронного централизованного бортового монитора (ECAM), а также все радиостанции, транспондеры, система предотвращения столкновений в движении ( TCAS ) и индикаторы положения самолета в пространстве. [7] Пилотам удалось приземлиться в аэропорту Ньюарка без радиосвязи при хорошей погоде и дневном освещении.
Airbus предложила опциональное исправление, которое Национальный совет по безопасности на транспорте США (NTSB) предложил Федеральному управлению гражданской авиации США (FAA) в качестве обязательного, но FAA еще не сделало это требованием. [8] [ сомнительно – обсудить ] Предварительный информационный листок NTSB доступен. [9] Из-за возможности отключения электроэнергии самолеты со стеклянной кабиной также имеют интегрированную резервную систему приборов , которая включает (как минимум) искусственный горизонт , высотомер и указатель скорости полета . 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 самолеты, оборудованные стеклянными кабинами, имели более низкий общий уровень аварийности, они также имели большую вероятность попасть в смертельную аварию. [9] Председатель NTSB сказал в ответ на исследование: [10]
Обучение, несомненно, является одним из ключевых компонентов снижения уровня аварийности легких самолетов, оборудованных стеклянными кабинами, и это исследование наглядно демонстрирует жизненно важную роль надлежащего обучения работе с этими сложными системами... Хотя технологические инновации и инструменты управления полетом, которые самолеты, оборудованные стеклянными кабинами, привносят в сообщество гражданской авиации, должны сократить количество смертельных случаев, мы, к сожалению, этого не увидели.
До 1970-х годов воздушные перевозки не считались достаточно сложными, чтобы требовать передового оборудования, такого как электронные индикаторы полета. Однако растущая сложность транспортных самолетов, появление цифровых систем и растущая загруженность воздушного движения вокруг аэропортов начали менять это. Она добавила, что в середине 1970-х годов средний транспортный самолет имел более 100 приборов и органов управления в кабине, а основные приборы управления полетом уже были переполнены индикаторами, перекладинами и символами. Другими словами, растущее количество 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 шин привел к потере индикаторов полета и различных систем самолета.
