Sistem electronic de instrumente de zbor

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
EFIS pe un Airbus A380
EFIS pe Eclipse 500

Sistemul electronic de instrumente de zbor (EFIS) este un sistem de instrumente de bord , care face parte din filozofia cabinei de sticlă , în care informațiile sunt prezentate piloților în formă digitală pe ecranele LCD sau CRT , mai degrabă decât electromecanice.

Indicatorii complexi de atitudine electromecanică și poziție orizontală (HSI) au fost primii înlocuiți cu EFIS.

Prezentare generală

Compoziția EFIS variază foarte mult în funcție de tipul de aeronavă pe care este instalat. O aeronavă de aviație generală poate fi, de asemenea, echipată cu un singur afișaj care arată parametrii de zbor și direcțiile de navigație. Avionele de transport civil, pe de altă parte, pot avea până la șase sau mai multe ecrane.

Un EFIS poate fi rezumat schematic în componentele sale fundamentale: ecrane , comenzi și interfețe digitale.

Ecrane

Într-o cabină , cea mai vizibilă parte a unui sistem EFIS este prezența monitoarelor, care este, de asemenea, motivul denumirii „ cabină de sticlă ” dată acestei configurații.

EFIS este alcătuit în mod normal dintr-un afișaj primar de zbor (PFD), un ecran digital multifuncțional (MFD) și un ecran EICAS ( Sistem de indicare a motorului și de echipare a echipajului ) pe care sunt indicați parametrii motorului și mesajele de alertă ale pilotului. Deși ecranele cu raze catodice (CRT) au fost primele introduse, astăzi sunt afișajele cu cristale lichide cele mai utilizate datorită ușurinței și fiabilității lor. Foarte des monitoarele sunt identice fizic între ele și funcția specială pe care trebuie să o îndeplinească (PFD sau MFD, mai degrabă decât ecranul EICAS) este determinată de interfața la care sunt conectate, pentru a optimiza gestionarea pieselor de schimb.

Un afișaj principal de zbor al unei cabine de sticlă Garmin G1000

Afișaj primar de zbor (PFD)

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu:Afișajul principal al zborului .

Unitatea care ia locul orizontului artificial se numește afișajul primar de zbor (PFD). Dacă indicatorul de situație orizontală (HSI) este afișat pe un ecran separat, acesta se numește afișaj de navigare . PFD arată toate informațiile critice pentru comportamentul aeronavei, inclusiv viteza, altitudinea, arcul, atitudinea și rata de urcare, condensând informațiile a 6 instrumente altfel distincte într-un singur spațiu în beneficiul așa-numitei conștientizări situaționale , adică a percepției a situației aeronavei în raport cu mediul înconjurător de către piloți. În cazul apariției unei anomalii a parametrilor (cum ar fi viteza redusă, viteza de coborâre excesivă etc.), sistemul îl poate evidenția și în diferite culori sau schimbând forma indicatorului sau cu avertismente sonore pentru a avertiza echipajul.

Un ecran MFD al unui Garmin G1000 care arată direcțiile de navigație și diferiți parametri de funcționare a motorului

Afișaj multifuncțional (MFD) / Afișaj de navigație (ND)

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Ecran digital multifuncțional .

Ecranul multifuncțional (MFD) afișează informații despre vreme și navigație de la diferite sisteme de la bord. Cele mai recente permit, de asemenea, gestionarea cartografică, suprapunând pe harta de navigație diferite informații, cum ar fi ruta așteptată, informațiile meteo primite de la radarul de la bord sau de la stațiile terestre și poziția și direcția aeronavelor din apropiere.

În plus, de asemenea, pe MFD, este posibil să vizualizați informații referitoare la diferitele sisteme ale aeronavei, cum ar fi sistemul electric, sistemul pneumatic, sistemul de alimentare cu combustibil, comenzile de zbor și altele (a se vedea, de asemenea, EICAS mai jos). În ceea ce privește PFD, de asemenea, pe MFD, orice anomalie a parametrilor este evidențiată cu culori adecvate sau avertismente acustice.

Indicații ale motorului și sistem de alertă a echipajului (EICAS) / Monitorizare electronică centralizată a aeronavelor (ECAM)

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: EICAS .

EICAS (Motor Indications and Crew Alerting System) este dedicat informațiilor referitoare la motoare și sisteme de bord. Ecranele EICAS sunt deseori concepute în așa fel încât să afișeze un desen schematic al instalației care indică valorile parametrilor de funcționare ai diferitelor sale componente, actualizate în timp real.

EICAS îmbunătățește conștientizarea situației, oferind piloților informații complexe într-un format grafic simplu și alertând echipajul în cazul unei situații anormale sau de urgență. De exemplu, dacă presiunea uleiului unui motor scade anormal, EICAS emite un avertisment sonor, afișează pagina schemei sistemului de ulei pe un ecran și evidențiază parametrul anormal în roșu. Sistemele moderne EICAS sunt proiectate în conformitate cu o filozofie a cabinei întunecate , conform căreia pilotului i se prezintă doar informații strict necesare zborului, în timp ce parametrii de funcționare ai sistemelor sunt gestionați în fundal de controlere digitale și sunt evidențiați pe ecrane sau numai cu avertismente acustice.în caz de avarii sau anomalii.

ECAM este un sistem similar dezvoltat de Airbus care, pe lângă ceea ce arată EICAS, oferă și soluții posibile pentru orice inconvenient care ar putea apărea.

Panouri de control

Piloții au dispozitive de intrare (tastaturi, butoane, trackballs, panouri cu butoane) cu care pot introduce sau selecta moduri de operare sau pot introduce valori (cum ar fi titlul selectat pentru pilotul automat).

Odată ce piloții au introdus date, EICAS se ocupă de reproducerea acestora pe toate dispozitivele în cauză. De exemplu, atunci când pilotul selectează altitudinea dorită, EFIS actualizează eroarea aferentă de pe PFD, pilotul automat se ajustează corespunzător și sistemul de control al altitudinii este informat despre noua valoare a altitudinii dorite pentru orice avertismente de anomalie din profilul de coborâre sau ascensiune.

Interfețe digitale

Toate datele care trebuie reprezentate pe ecranele EFIS trec printr-o interfață ( generatorul de simboluri ) care convertește semnalele digitale provenite de la senzori, computer de date aer, radar și alte surse de date digitale pentru a le prezenta pe afișajele din grafic formatul planificat. Generatorul de simboluri este un adevărat driver hardware care are, de asemenea, grijă să verifice dacă datele care sosesc din diferitele autobuze sunt coerente și intacte.

Monitorizarea

La fel ca în cazul computerelor personale normale, sistemul de instrumente de zbor are și capacitatea de a verifica funcționarea corectă a componentelor sale la pornire și monitorizare continuă în timpul funcționării. Sistemul verifică, de asemenea, dacă fiecare senzor furnizează date valabile, că informațiile de la mai mulți senzori similari sunt în concordanță unul cu celălalt și este, de asemenea, capabil să detecteze defecțiunile componentelor sale.

Sistemele tradiționale de reprezentare electromecanică au fost echipate cu un mecanism special de sincronizare care, în caz de diferență excesivă între valorile prezentate pe instrumentele pilot și copilot, a avertizat cu privire la posibila defecțiune a unuia dintre cele două instrumente sau a lanțului de control relativ. .

Verificare comparativă

Cu EFIS, funcția de comparație este foarte simplă. Datorită redundanței, fiecare măsurare ajunge la sistem de la doi senzori separați sau de la două canale digitale separate din același senzor. Dacă aceste două valori sunt discordante, EFIS îi avertizează pe piloți cu un semnal audio și un mesaj pe PFD-uri. Unitatea dedicată acestui tip de control se numește Fault Warning Computer (FWC).

Verificați afișajul

Deoarece nu este ușor să retransmiteți și să verificați ceea ce apare de fapt pe un ecran EFIS, afișajele sunt construite în cel mai simplu mod, astfel încât electronica de pe monitor să nu poată introduce erori în afișajul de date. În cazul defectării afișajului, unitatea nu mai funcționează și generatorul de simboluri , prin intermediul FWC, activează mesajul de eroare corespunzător pe ecranele rămase. FWC, apoi, la rândul său, verifică generatorul de simboluri al pilotului și copilotului, verificând că nu există discrepanțe în datele trimise de aceștia pe ecranele lor respective.

Factorul uman

Mulțime de informații

În funcție de faza de zbor, pilotul are nevoie mai degrabă de unele informații decât de altele. În mod ideal, pilotul ar trebui să fie prezentat doar cu cele de fapt necesare în acel moment, permițându-i să se concentreze mai mult. Cu toate acestea, în instrumentele tradiționale, toate informațiile sunt întotdeauna prezente, contribuind la creșterea distragerii piloților.

Cu EFIS, este posibil ca unele indicații (de exemplu, vibrațiile motorului) să nu fie afișate în timpul fazelor normale de zbor, dar dacă limitele de funcționare sunt depășite, sistemul va evidenția valorile. În mod similar, EFIS este programat să afișeze indicatori de traseu de alunecare numai în timpul unei abordări ILS .

În cazul defectării unui instrument electromecanic, apare un indicator suplimentar (de obicei o bară sau un steag). Cu toate acestea, în cazul EFIS, secțiunea care conține informații nevalide este ascunsă și înlocuită cu un avertisment adecvat (de obicei un X roșu).

Dacă este necesar să atragă atenția pilotului asupra evenimentelor deosebit de periculoase sau în timpul situațiilor de urgență, se elimină o mulțime de informații inutile, astfel încât pilotul să aibă doar parametrii necesari pentru direcția aeronavei.

Culori

Culorile au fost întotdeauna utilizate pe indicatorii tradiționali, dar numai odată cu apariția EFIS a fost posibil să le schimbați în timp real, după cum este necesar. De exemplu, în ecranul de navigare, culorile elementelor grafice oferă informații despre originea datelor, cu indicatori verzi care identifică sursele VOR și sistemele ILS și magenta pentru navigația GPS , precum și, în timpul unei abordări ILS, indicația se schimbă de la albastru (sistemul activat) la verde atunci când calea a fost angajată de pilotul automat.

Beneficii

EFIS este un sistem versatil, deoarece ocolește unele dintre limitările fizice ale instrumentelor tradiționale. Același ecran poate afișa ruta previzionată de sistemul de navigație, suprapusă pe harta de navigație a spațiului aerian sau situația meteo oferită de radarul de la bord.

Flexibilitatea este garantată de posibilitatea de a modifica sistemul prin intermediul software - ului în loc de a schimba aranjamentul sau tipul instrumentației electromecanice. Actualizările de software, de exemplu, au permis introducerea GPWS și TCAS îmbunătățite încă din anii nouăzeci .

Un anumit grad de redundanță permite, de asemenea, în cazul unei defecțiuni a ecranului, să transfere informațiile pierdute pe un afișaj care funcționează încă, de exemplu prin transferul unei părți din indicații de la un PFD la un MFD (sau invers).

Dezvoltarea EFIS

La sfârșitul anilor 1980, utilizarea instrumentelor digitale a devenit standard în echipamentul majorității avioanelor de transport Boeing și Airbus . Primul EFIS complet a fost adoptat în 1990 de McDonnell Douglas pentru MD-11 . [1]

Progresele recente în domeniul microprocesoarelor și scăderea costurilor în producția de afișaje cu cristale lichide și senzori de navigație (tip GPS), au permis extinderea acestor tehnologii și la aeronave mici de aviație generală, cu soluții care pot fi adaptate la avioane foarte diferite, gândiți-vă, de exemplu, la carlinga de sticlă Garmin G1000 care poate echipa un avion cu un singur motor cu piston, precum și un avion de afaceri bimotor, cum ar fi Cessna Mustang .

Notă

  1. ^ NASA Glenn Research Center Arhivat la 31 mai 2010 la Internet Archive . Avionică digitală multimodală pentru aplicații comerciale.

Bibliografie

Elemente conexe

Aviaţie Portalul aviației : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu aviația