Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2005 №3

Модули ЖК-дисплеев для авионики

Самарин Александр


Начиная с 1994 года, отмеченного первым полетом Боинга 777, оснащенного ЖКдисплеями, стало ясно, что дисплеи этого типа скоро будут доминировать в бортовой аппаратуре самолетов нового поколения.

После 40 лет разработок ЖК-дисплеи достиг ли, наконец, качества, соответствующего тре бованиям, которые предъявляются к первич ным дисплеям на приборной панели гражданских или транспортных самолетов. ЖК-дисплеи прогрес сировали от низкоконтрастных дисплеев с пассивной адресацией, которые применялись в наручных часах и калькуляторах, к дисплеям с высоким контрастом, разрешением и цветовой гаммой. Началом конца эры ЭЛТ-дисплеев в авионике было отмечено оснащени ем ЖК-дисплеями всей приборной панели кабины управления пассажирского самолета Боинг 777. С это го же самого момента стало происходить переосна щение приборных панелей старых моделей самоле тов, находящихся в эксплуатации. Электромехани ческие индикаторные приборы стали заменяться плоскопанельными дисплеями.

В середине 90-х годов технология ЖК-дисплеев становится доминирующей технологией для замены электромеханических приборов в кабине самолетов старых типов.

С приходом в авионику ЖК-дисплейных модулей поменялась и концепция оформления приборной панели современного самолета. Появилась возмож ность использовать один универсальный модуль ЖК-дисплея, который можно вставлять на место лю бого электромеханического индикатора.

Конфигурирование функции индикаторного мо дуля производится через режимные перемычки на интерфейсном разъеме. При установке дисплея на конкретную позицию панели происходит автома тическая конфигурация его функций под индика цию конкретного параметра с соответствующей шка лой и маркировкой.

Приборная панель боевого вертолета
Рис. 1. Приборная панель боевого вертолета

Сферы применения и классификация дисплейных систем для авионики

Первыми индикаторными устройствами на при борной панели кабины самолета были транспаран ты с лампами прямого накаливания и стрелочные приборы. Стрелочные приборы были напрямую свя заны с датчиками скорости, высоты, скорости ветра, гирокомпасом. Индикаторные лампы обеспечивали подсветку типа включенных режимов, подавали сиг налы предупреждения и аварии. Управление режи мами производилось с помощью тумблеров и механических переключателей. Основные приборы, без которых невозможно управление самолетом, об разуют группу PFD (Primary Flight Displays)— пер вичных полетных дисплеев. Приборы эти для по вышения надежности системы управления дубли руются. Группа индикаторов, дублирующая первичные полетные приборы, называется Backup Instruments.

Со временем росла сложность системы управле ния самолетом. Возросло число локальных систем управления, число датчиков и индицируемых пара метров. Для увеличения надежности электромеха нические индикаторы стали заменяться на электрон ные. Вместо линеек стрелочных приборов и дискрет ных индикаторов стали применяться более компактные интегральные компьютерные дисплей ные системы. С увеличением уровня интеграции в дисплейные модули стали перемещаться и сами си стемы управления с процессорными модулями, а так же интерфейсы с датчиками.

Приборные панели самолетов и вертолетов стали оснащаться несколькими дисплейными системами на основе TFT-панелей высокого разрешения.

В центральной части находятся четыре дисплея для индикации основных полетных параметров, общих для обоих пилотов, сидящих в кабине. Справа и сле ва — дисплейные поля для левого и правого пило тов. Показания однотипных полетных приборов на них дублируются, однако каждый из пилотов мо жет выбрать свой режим индикации для своего ниж него поля дисплея. Например, у левого пилота вы брана карта метеоусловий. В нижней части находится группа дублирующих полетных приборов с эмуляцией стрелочных электромеханичес ких индикаторов. Чуть ниже под ними поле режимных переключателей, а еще ниже— па нель управления бортовым вооружением.

Ко второму уровню дисплейной системы относится мониторинг параметров двигателя и топливной системы. К ним относятся тем пература и давление масла турбин, скорость вращения турбин, уровень топлива, развива емая мощность двигателя и т. д.

К третьему уровню относятся приборы ин дикации навигационной обстановки, план шетные карты, карты метеоусловий, карты ме стности с высотным рельефом, GPS-карты.

Для ориентации в окрестностях аэропорта при взлете или посадке, особенно в плохих ме теоусловиях, может использоваться загружа емая с CD-привода карта окрестностей опре деленного аэропорта с компьютерной привяз кой к курсу самолета.

Четвертый уровень — дисплейные системы для информационных и развлекательных пас сажирских видеосистем.

Вот неполный перечень типов использу емых в настоящее время дисплейных авиа ционных систем:

  • Дисплейный модуль для отображения одного полетного параметра (шкального или с эмуляцией стрелочного прибора).
  • Дисплей вертикального обзора по курсу самолета.
  • Универсальный графический модуль с программированием функции отображения.
  • Интегрированная дисплейная система с отображением нескольких параметров.
  • Интегрированная дисплейная система с процессорным модулем управления.
  • Консольные дисплеи пассажирских кресел.
  • Нашлемные дисплеи пилотов.
  • Дисплеи козырькового типа кабины.
  • Дисплейные системы ночного зрения.
  • Дисплей расширенного обзора.
  • Дисплейные системы синтезированного зрения.
  • Дисплей посадочной глиссады.
  • Дисплей электронной карты окрестности аэропорта.

На рис. 2 показаны типы экранов для некото рых дисплейных систем, перечисленных выше.

Изображения полей экранов различных дисплейных систем на приборной панели летательного аппарата
Рис. 2. Изображения полей экранов различных дисплейных систем на приборной панели летательного аппарата

Модули ЖК-дисплеев используются как в гражданской, так и в военной авиации. В дан ной отрасли работает множество фирм, которые поставляют оснащенные ЖК-дисплеями авиационные приборы. Дисплейные модули применяются в военных и гражданских верто летах, самолетах малой авиации и частных са молетах, авиалайнерах, палубных самолетах.

Архитектура приборной панели кабины летательного аппарата

На рис. 3 показана архитектура приборной панели боевого вертолета. Приборная панель образована совокупностью нескольких отдель ных дисплейных систем. Каждая дисплейная система имеет интерфейс с одним или несколь кими модулями датчиков или модулем систе мы управления.

Структура связей дисплейных модулей кабины в системе управления боевым вертолетом
Рис. 3. Структура связей дисплейных модулей кабины в системе управления боевым вертолетом

Сокращения, используемые на рис. 3 (Aerospace Display Systems):

  • ADU — Air Data Unit (модуль измерения скорости ветра);
  • APM — Auto Pilot Module (модуль автопилота);
  • APIRS — Aircraft Piloting Internal Reference;
  • APMS — Auto Pilot Mode Selector (блок выбора режима автопилота);
  • FCDM — Flight Control Display Module (интегральный модуль полетного дисплея);
  • HUMS — Health and Usage Monitoring (мониторинг системы — «черный ящик»);
  • ICP — Instrument Control Panel (панель управления);
  • ND — Navigation Display (навигационный дисплей);
  • NAUM — Navigation Module (модуль навигации);
  • NAV CDU — навигационный дисплейный модуль;
  • PFD — Primary Flight Display (первичный полетный дисплей);
  • Rate Gyro — модуль гироскопа;
  • RCM — Radio Control Module (модуль управления радиосвязью);
  • RCU — Recognition Control Unit (модуль системы распознования «свой-чужой»);
  • SA — Series Actuator (линейка механических приводов);
  • VEMD — Vehicle and Engine Management Display (дисплей параметров управления элеронами и двигателем);
  • Backup instruments — дублирующие полетные приборы;
  • EFIS — Electronic Flight Instruments (полетный приборный дисплей);
  • EIDS — Engine Instrument Display System (приборный дисплей параметров двигателя).

Требования к приборным дисплеям кабины самолета

Характеристики бортовых дисплейных моду лей должны соответствовать ряду определен ных требований. Прежде всего, это обусловле но жесткими условиями работы приборов в ка бине летательного аппарата. К ним относятся наличие повышенной вибрации, широкий тем пературный диапазон, изменения давления воз духа в кабине, широкий диапазон изменения яр кости фоновой подсветки. Уровень надежности дисплейного оборудования должен соответст вовать определенным нормам, регламентирую щим уровни надежности для бортового обору дования. В большинстве случаев на дисплеях приборной панели управления эмулируются привычные механические или электромехани ческие приборы, предназначенные для навига ции и управления, а также световые табло с пре дупреждающими сообщениями. Специфика применения определяет для дисплеев свои фор маты для отображения символьной, символьно-графической и графической информации, не совпадающие с привычными форматами дис плеев для настольных компьютеров.

Дисплеи, расположенные на приборной па нели кабины самолета, должны обеспечивать считывание информации при полетах в ноч ное время. Фоновая подсветка имеется толь ко от соседних приборов на приборной доске в кабине летательного аппарата. При полете над белыми облаками уровень фоновой ярко сти солнечного света в кабине может дости гать до 27400 кд/м2. Таким образом, перепад яркости фонового освещения составляет не сколько десятков тысяч раз. Поэтому для дис плеев авионики требуется автоматическая ре гулировка яркости, причем в очень широком диапазоне — 20000:1! При этом требуется обес печивать поддержание контраста на уровне не менее 100:1.

В соответствии с принятыми эргономичес кими нормами приемлемый уровень яркости дисплейного изображения по отношению к фоновому уровню должен соотносится как:

1.2 <= 1+LD/LB

где LD — уровень яркости дисплея, а LB — уро вень яркости фона.

Подставляем в неравенство величину 27400 кд/м2 и получаем максимальный уро вень яркости для дисплеев, применяемых в ка бине самолета около 5480 кд/м2.

Данным требованиям удовлетворяют цвет ные TFT-дисплеи. STN-дисплеи имеют гораз до худший контраст по сравнению с ЖК-дис плеями с активной адресацией, и поэтому не применяются в приборных панелях само летных кабин. Расширение рабочего темпера турного диапазона для ЖК-дисплейных мо дулей достигается введением нагревателя в конструкцию модуля. При низких темпера турах за счет включения нагревателя поддер живается рабочая температура жидкого кри сталла в зазоре панели. Выпуском дисплейных модулей для авиационных приложений зани маются специальные фирмы. В качестве ис ходных компонентов ими используются как стандартные, так, заказные панели известных производителей. Так, например, интеграль ную дисплейную систему для приборной па нели кабины истребителей F-14 выпускает фирма Palomar Display Products. Форматы эк ранов авиационных дисплейных систем мо гут отличаться от форматов ЖК-экранов, ко торые используются в дисплеях ноутбуков или промышленных терминалов. В одной фирме даже разработана технология обрезки стан дартных TFT-панелей под формат авиацион ных дисплеев. Обрезка части экранного поля производится со стороны, на которой нет кон тактных площадок для монтажа драйверов. После герметизации места резки произво дится монтаж микросхем драйверов и сборка модуля. Операция не нарушает однороднос ти зазора в панели и не влияет на качество и состав ЖК-материала.

Механическая устойчивость дисплейных модулей к вибрации и ударам обеспечивается использованием специальной конструкции крепления панели в модуле.

Универсальные графические модули ЖКдисплеев для авионики

В качестве примера универсального графи ческого модуля для авиаприложений можно привести модель дисплейного модуля фир мы ImageQuest Technologies с диагональю эк рана 5,66 дюйма. В дисплее с разрешением 120 пикселей на дюйм используется типа дельта. Он способен воспроизводить 256 гра даций яркости для каждого из основных цве тов. Рабочий температурный диапазон моду ля составляет –40...+70 °С. Диапазон обеспечи вается дополнительным нагревом устройства подсветки и панели с активной матрицей. Кадровая развертка 60 Гц. Мощность потреб ления составляет 400 мА от 12вольтной бор товой сети. Нагревательный элемент может потреблять до 24 Вт при питании от 12 до 28 В. На рис. 4 показан другой универсальный при борный дисплейный модуль фирмы Honeywell, который применяется в кабине боевого верто лета системы Сикорского.

Универсальный модуль первичного полетного прибора, используемого в кабине вертолета Сикорского
Рис. 4. Универсальный модуль первичного полетного прибора, используемого в кабине вертолета Сикорского

Модульные индикаторы приборной панели кабины самолета

Таблица. Основные характеристики дисплейного модуля ICDS 2000
Основные характеристики дисплейного модуля ICDS 2000

Другой подход для создания модульного пер вичного полетного прибора использовала фир ма MOOG Component Group (www.moog.com) В качестве индикатора в модуле применяется многосегментный ЖК-индикатор, на экране которого могут отображаться показания пря мых или круговых аналоговых шкал, а также цифровые данные. Конструкция модуля поз воляет использовать его вместо стрелочных электромеханических полетных индикаторов, показывающих высоту скорость, курс, крен самолета и т. д. На рис. 5 показана конструк ция универсального модуля первичного по летного прибора.

Структура модуля приборного ЖК дисплея
Рис. 5. Структура модуля приборного ЖК"дисплея

Модульный подход позволяет адаптировать универсальный блок простым и дешевым спо собом — сменой маски на ЖКИ стандартно го формата. Шкалы, цвета, название прибора, название фирмы производителя, все это мо жет быть нанесено на маску и обеспечивает гибкость при конфигурировании специфиче ских функций.

Интегрированные дисплейные системы для приборной панели кабины

Интегрированная дисплейная система для кабин самолета заменяет сразу несколько полетных индикаторов и позволяет отобра жать несколько параметров на одном дисплее. Интегральные системы имеют встроенные процессоры, память, цифровые и аналоговые интерфейсы с датчиками и функциональны ми модулями. Обычно интегральные системы устанавливаются в центральной части при борной панели кабины летательного аппарата. Выбор отображаемых параметров может быть определен пользователем для конкретного при менения. На рис. 6 показана передняя панель ин тегрированной дисплейной системы ICDS 2000 американской фирмы Arnav System.

Передняя панель интегрированной дисплейной системы ICDS 2000
Рис. 6. Передняя панель интегрированной дисплейной системы ICDS 2000

На основном экране отображается курс и по летная карта с высотным рельефом (внизу). Слева от основного поля отображаются поля индикации параметров работы двигателей (число оборотов, расход топлива, давление и температура масла в системе двигателя, ре сурс мощности двигателя и т. д.).

«Живые» дисплейные карты

В полете необходимо использовать несколь ко типов различных карт. Это и карты местно сти, карты боевого задания, карты метеоусло вий, подробные карты аэропортов. Ранее ши роко использовались бумажные карты, которые хранились в пластиковых планшетах. Опера тивная информация наносилась на карты цвет ными карандашами. Бумага быстро изнашива лась в местах сгиба и требовала частой замены. Применялись также карты на целлулоидных листах (рис. 7). Срок службы карт на целлуло идных полосках был заметно выше, чем у бу мажных карт.

Планшет для целлулоидных авиационных карт
Рис. 7. Планшет для целлулоидных авиационных карт

Замена обычных бумажных карт на цифро вые значительно облегчила и упростила про цедуру пользования картой. Электроника обеспечила новый уровень оперативности при пользовании картографической информацией. Загрузка и обновление карт может произво диться как с лазерных дисков, так и через ка налы оперативной связи. Привязка пилоти руемого объекта к координатам карты производится с помощью нескольких навигацион ных систем, в том числе и системы GPS. На рис. 8 показан универсальный дисплейный модуль для индикации картографической ин формации.

Дисплейный модуль фирмы Harris для отображения картографической информации
Рис. 8. Дисплейный модуль фирмы Harris для отображения картографической информации

Тип карты выбирается с помощью функци ональных кнопок, расположенных слева и спра ва на передней панели дисплейного модуля.

На рис. 9 показана дисплейная система для военного вертолета Сикорского. Система име ет интерфейс SCSI для привода CD-ROM. В основе системы — такая же архитектура, как в обычном персональном компьютере, толь ко в упрочненном исполнении.

Дисплей рельефной карты боевых операций
Рис. 9. Дисплей рельефной карты боевых операций

На рамке передней панели вдоль всего пе риметра находятся функциональные клави ши для управления выбором карт, сменой режимов, навигации по карте, нанесения специ альных картографических символов в поле карты.

Цифровой дисплей планирования боевых операций

На рис. 10 показана передняя панель дис плея Flight2 фирмы Rockwell Collins, предназ наченного для отображения комплексного изо бражения и состоящего из нескольких полей. На экране одновременно может отображать ся, например, карта курсового высотного про филя, маршрутная карта, карта аэропорта и карта боевого задания. Дисплей предназна чен для применения в самолетах и вертолетах тактической авиации США.

Передняя панель дисплея Flight2 фирмы Rockwell Collins
Рис. 10. Передняя панель дисплея Flight2 фирмы Rockwell Collins

Программное обеспечение позволяет эмули ровать различные электронные карты для дис плея — маршрутные карты, топографические карты с рельефом местности и карты препят ствий. Режим wizard позволяет пилоту опти мизировать выбор при составлении маршрута полета. Программная поддержка обеспечивает автоматическое обновление карты погодной обстановки в зоне полета. Новые данные метео условий поступают по запросу через специаль ный служебный канал связи.

Многофункциональные дисплеи для авиации

В дисплейной системе фирмы Garmin (рис. 11) на компактной панели блока интег рированы функции отображения нескольких типов дисплеев, а также органы управления функциональными модулями летательного аппарата.

Дисплейная система Garmin
Рис. 11. Дисплейная система Garmin

На панели находятся три дисплейных по ля — одно большое поле графического дис плея и одно поле малого графического дис плея, а также монохромный графический дис плей еще меньшего формата для вывода символьной информации.

Планшетная дисплейная система Magellan

Рассмотренные дисплейные системы для ото бражения картографической информации име ли блочную конструкцию для встраивания в приборную панель кабины самолета или вер толета. Однако есть и автономные «живые» кар ты, которые можно держать в руках и перено сить. Примером устройства такого типа может быть дисплейный авиационный планшет «Магеллан» фирмы Holmes Research (рис. 12).

Планшетная система «Магеллан»
Рис. 12. Планшетная система «Магеллан»

На рис. 12 использованы следующие обо значения:

  • NR — кнопка поиска 10 ближайших аэропортов для аварийной посадки;
  • MENU — кнопка управления выбором из меню;
  • Zoom In\Out — кнопки изменения масштаба карты;
  • ARROWS — стрелочные кнопки для панорамирования карты;
  • ENTER — кнопка переключения режимами курсора и навигации;
  • Navigation — навигационная информация;
  • Airport information — подробные данные по аэропорту (связные частоты, топология посадочных полос).

Авиационная дисплейная система «Магел лан» разработана в виде планшета и содер жит процессорный модуль, связной модуль, ЖК-дисплей, GPS-приемник и функциональ ную клавиатуру. Положение самолета отображается на карте с окружающими дорогами и прочими навигационными объектами. Кроме карт и навигационных данных дисплей ная система способна отображать план полета, планы аэропортов, вспомогательную навига ционную информацию из баз данных Jeppesen. Разрешение дисплея 640x480 (модель Magellan EC-10X). Изображение реальных карт синтези руются из базы данных. При этом использует ся навигационная информация от встроенно го GPS-приемника.

Козырьковые ЖКдисплеи

Head Up Display (HUD) — дословно «над головный дисплей». Более точно этому типу дисплея соответствует название «козырько вый» дисплей, поскольку изображение вир туального прибора, например, навигацион ного курсового указателя, проецируется на прозрачный козырек, который находится пе ред глазами пилота. Пилот видит показания прибора (шкалу, карту, цифровые данные) на фоне реальных объектов (рис. 13). Конст рукция козырькового экрана может крепить ся на приборной панели. Козырек может в случае необходимости откидываться вверх или вниз. Функция виртуального экрана в этом случае не используется. В качестве та кого козырька может использоваться и солн цезащитный козырек, закрепленный на шле ме пилота (рис. 14).

Изображение виртуального полетного индикатора, проецируемое на экран козырькового дисплея
Рис. 13. Изображение виртуального полетного индикатора, проецируемое на экран козырькового дисплея
Изображение проецируется на внутреннюю поверхность солнцезащитного козырька
Рис. 14. Изображение проецируется на внутреннюю поверхность солнцезащитного козырька

Head Up Display позволяет пилоту сохра нять направление взгляда при наблюдении полетной символики. Символы проецируют ся с фокусировкой в бесконечность. Это по лезно не только в тактических ситуациях, но и в процессе захода на посадку в плохих метеоусловиях. Пилот может выбирать оп ределенные режимы наложения изображений в зависимости от типа выполняемой в дан ное время операции кнопкой на приборной панели.

В первых моделях козырьковых дисплеев в качестве проекторов использовались миниа тюрные ЭЛТ высокой яркости. На рис. 15 по казана оптическая схема козырькового дисплея.

Оптическая схема козырькового проекционного дисплея
Рис. 15. Оптическая схема козырькового проекционного дисплея

В качестве устройства, регулирующего яр кость, используется обычный лепестковый за твор (диафрагма, как в фотоаппаратах). Сиг нал с фотодатчика внешней освещенности по ступает на схему механического привода (шаговый микроэлектродвигатель), который

и обеспечивает регулировку диафрагмы. Уст ройство простое, но, поскольку содержит ме ханическую систему, имеет недостаточный уровень надежности. Для повышения уровня надежности в Rockwell Science Center разрабо тан электрооптический затвор для регулиров ки яркости.

Нашлемные дисплеи

Helmet Mounted Display (HMD) — нашлем ные дисплеи. В данном случае дисплейная си стема размещается на шлеме пилота. Изоб ражение может проецироваться как на по верхность солнцезащитного козырька, так и непосредственно на глазное дно.

В настоящее время проекционные ЭЛТ за меняются на ЖК-микродисплеи. Замена поз волит улучшить эргономические и надежно стные показатели, увеличить срок службы, уменьшить вес. Снижение веса является наи более ощутимым фактором, поскольку вся конструкция монтируется в шлеме пилота. При наличии значительных перегрузок вслед ствие ускорений по всем направлениям каж дый лишний грамм даст ощутимую нагрузку на шейные позвонки и мышцы шеи. Ожида ется и снижение стоимости такой системы. В качестве альтернативы ЭЛТ могут приме няться модуляторы на основе ЖК-дисплеев отражательного типа на LCOS-структуре. На рис. 16 показана оптическая схема двух цветного дисплея, имеющего формат XGA и размер пикселя 19 микрон.

Оптическая схема двухцветного проекционного дисплея на основе ЖК модуляторов LCOS
Рис. 16. Оптическая схема двухцветного проекционного дисплея на основе ЖК"модуляторов LCOS

Оптическая система обеспечивает разделе ние цветовых компонентов светового потока, спектральную фильтрацию, раздельную мо дуляцию для двух цветовых потоков, сложе ние модулированных потоков, увеличение и направление на диффузный проекционный экран. Экран находится непосредственно пе ред глазами пилота в поле зрения 24 градусов по вертикали и 30 градусов по горизонтали. Источник света — металлогалогеновая лампа мощностью 50 Вт.

Непосредственно после лампы стоят инфра красный (IR) и ультрафиолетовый фильтры (UV). Их цель — отсечь в световом потоке лишние спектральные компоненты, которые могут вызвать лишь излишний нагрев оптических элементов системы или вызвать дегра дацию поляризационных фильтров иЖК-ма териала.

Polarization Beam Splitter (PBS) — поляри зационный спектральный расщепитель — об разует два раздельных потока красного и зе леного цвета. Цветовые потоки имеют раз ные плоскости поляризации. Каждый из них проходит через свой модулятор отражатель ного типа на LCOS-структурах. На оба моду лятора поступают уже поляризованные по токи света. Такая оптическая схема позволя ет исключить применение цветных фильтров и поляризаторов в структуре модулятора. Это дает возможность значительно умень шить рабочую температуру для ЖК-матери ала модулятора. Среднее время наработки на отказ (MTBF) такого дисплея составляет около 10000 часов.

Отраженный и модулированный потоки света сливаются вместе и проходят через уве личительную систему линз. Размер изображе ния на выходе соответствует размеру экрана.

Проекционная система — диффузный эк ран — вмонтирована в шлем таким образом, что прямые лучи солнечного света не могут попасть прямо на экран. На рис. 17 показано изображение виртуального прицела на солн цезащитном козырьке, который закреплен на шлеме пилота.

Поле проецируемого изображения в нашлемном дисплее
Рис. 17. Поле проецируемого изображения в нашлемном дисплее

Сенсорная система для определения положения головы пилота самолета

Система определяет положение головы пи лота посредством электромагнитной трекин говой сенсорной системы слежения. Ортого нальные электромагнитные волны излучают ся шлемом, который связан с модулем Aircraft Retained Unit. Сигналы этого модуля определя ют положение головы пилота и поступают на выход шины 1553 или порт RS-232. Систе ма трекинга способна работать в нескольких базовых режимах: нормальном, пеленгования, резервном и в режиме теста (BIT). Трекинг поз воляет синхронизировать положение курсор ного указателя на проецируемом изображении нашлемного дисплея, например в процессе при целивания и при наведении бортового оружия.

Дисплеи систем ночного видения

Нашлемные дисплеи могут использовать ся в качестве системы ночного зрения. Инфра красная оптическая система закрепляется на шлеме пилота. Сигналы инфракрасной си стемы конвертируются в сигналы синтеза изо бражения на козырьке пилотного шлема. На рис. 18 показано наблюдаемое на нашлем ном дисплее пилота вертолета изображение военной техники в ночное время.

Нашлемный дисплей системы ночного видения пилота боевого вертолета
Рис. 18. Нашлемный дисплей системы ночного видения пилота боевого вертолета

Дисплейная система в кресле пассажира

В современных моделях пассажирских авиа лайнеров кресла пассажиров оснащаются дис плеями с пультами управления. Дисплейный модуль может быть встроенным в спинку крес ла, откидываться на консоли или же входить в состав отдельного терминального устройст ва с полной клавиатурой. Пользуясь пультом управления, пассажир может выбирать кана лы видео, запрашивать справочную информа цию о полете, получать доступ в Интернет, от правлять электронную почту и даже совершать покупки через интернет-магазины. На рис. 19 показаны терминальные коммуникационные устройства для пассажиров авиалайнеров.

Терминальные коммуникационные устройства для пассажиров
Рис. 19. Терминальные коммуникационные устройства для пассажиров

Пассажирский 14,2-дюймовый дисплей (рис. 20) отображает 16 млн цветов, имеет не сколько видеоинтерфейсов (NTSC, PAL, SECAM, композитный видеосигнал, VGA и S-видео). Глубина дисплея всего 50 мм.

Структура селекторного видеоинтерфейса пассажирского салона
Рис. 20. Структура селекторного видеоинтерфейса пассажирского салона
Консольная ЖК панель на кресле пассажира
Рис. 21. Консольная ЖК"панель на кресле пассажира

На рис. 22 показана панель SoftToch, встро енная в спинку кресла впереди пассажира, с пультами ДУ.

Видеоконсоль для пассажирского кресла
Рис. 22. Видеоконсоль для пассажирского кресла

Панель управления позволяет регулировать положение кресла несколькими прикоснове ниями к управляющим полям. Панель SoftToch предназначена для применения в пассажир ских креслах салонов бизнес-класса.

Дисплейная система синтезированного зрения

Одним из замечательных применений авиа дисплеев является полное устранение фрон тального фонаря кабины пилотов!

Для летательного аппарата, который име ет высокие скорости полета, нежелательно иметь вертикальные окна на носу и толстый нос. По этой причине сверхзвуковые самоле ты Concord и Ту-144 имели заостренный нос. Поскольку самолет летает с очень большими углами атак при взлете и посадке, то его пе редняя носовая секция должна была иметь возможность поворачиваться вниз, чтобы обеспечить пилотам обзор плоскости взлет ной полосы при маневрировании на малой высоте. Этот опускающийся «клюв» на носу самолета имеет очень сложную, тяжелую и до рогую механику. Впервые проблема полета скоростных летательных аппаратов с высоки ми углами атак на малых высотах возникла еще в 1950 году при разработке самолета Concord SST. Можно избежать применения крайне сложной и потенциально ненадежной системы с подвижным носом, если совсем от казаться от концепции прозрачного фонаря ка бины. В этом случае визуальный обзор прост ранства перед самолетом может обеспечить дис плейная система синтезированного зрения. Пилоты смогут наблюдать изображение на па норамном дисплее. Исходная информация бу дет получена от нескольких типов датчиков изображения. Это обычные видеокамеры, ин фракрасные камеры и радары, работающие в миллиметровом диапазоне. Наличие несколь ких систем позволит «видеть» сквозь туман и сильный дождь. На рис. 23 показана конст рукция самолета будущего без фонаря кабины. Система без фронтального кабинного фона ря была разработана фирмой McDonnel-Douglas незадолго до того, как эта фирма была приоб ретена гигантом Boing. Такая конструкция ка бины называется No Windscreen.

Самолет будущего без фонаря кабины пилотов
Рис. 23. Самолет будущего без фонаря кабины пилотов

Литература

  1. Standards For Next — Generation Systems. Boeing Commercial Airplanes. USA, 10.03.2002
  2. ICDS System Overview. ARNAV Systems, Inc..USA, October 2001.
  3. Head Up Displays. BAE Systems. UnitedKingdom, 2004.
  4. Lynda J. Kramer, Lawrence J. Prinzel, Jarvis J. Arthur, Randall E. Bailey. Pathway design effects on synthetic vision head-up displays. NASA Langley Research Center. USA, 2004
  5. http://www.aeronautics.ru/archive/reference/Avionics_Glossary.htm (глоссарий по авионике).

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке