индикатор српбз

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
АВИАЦИОННЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра «Техническая эксплуатация радио электрооборудования
летательных аппаратов и аэропортов»
На правах рукописи
Самослед Иван Александрович
Магистерская диссертация
на тему:
«Повышение эффективности системы раннего предупреждения
столкновения самолета с поверхностью земли»
по специальности 5А 310403 «Техническая эксплуатация радио электрооборудования летательных аппаратов и аэропортов»
Диссертация на соискание академической степени
магистра наук
Научный руководитель:
д.т.н., проф. Ибадуллаев М. И
Ташкент 2013
1
Аннотация
На тему «Повышение эффективности системы раннего предупреждения
столкновения самолета с поверхностью земли»
В диссертационной работе рассмотрена модернизация системы раннего
предупреждения приближения самолета к поверхности земли, путем замены
индикатора на сенсорный жидкокристаллический планшетный навигатор.
Ушбу диссертация ишида ерга якинлашишни огохлантириш курилма
тизимининг индикаторини сенсорли суюк кристалли навигаторга
алмаштириш ёрдамида модернизациялаш масаласи куриб чикилган.
In given article it is considered modernization early warning systems of
collision of the plane with an earth surface by indicator replacement on the touch
liquid crystal navigator.
2
Оглавление
Глава 1
Система раннего предупреждения приближения самолета к поверхности
земли.
§1.1 Назначение, задачи, системы предупреждения.
§1.2 Описание системы и состав оборудования
§1.3 Работа
Выводы по главе 1
Глава 2
Индикация информации, выдаваемой пилотам, удобство эксплуатации.
§2.1. Способы индикации информации
§2.2 Кодирование информации
§2.3. Характеристики индикаторов
§2.4 Форма и размер экрана.
§2.5 Углы обзора.
§2.6 Яркость.
§2.7 Контраст.
§2.8 Цветность.
§2. 9 Временные характеристики.
§2. 10 Геометрические искажения
Выводы по главе 2
Глава 3
Краткий обзор Индикатора системы раннего предупреждения приближения
самолета к поверхности земли – описание и работа.
§3.1 Технические данные.
§3.2 Описание индикатора системы раннего предупреждения приближения
самолета к поверхности земли
3.3 Взаимодействующее оборудование
§3.4 Основные характеристики входных сигналов
§3.5 Работа индикатора СРПБЗ.
§3.6 Основные функции
§3.7 Состав блока индикатора
§3.8Порядок функционирования
§3.9 Недостатки индикатора СРПБЗ
Выводы по главе 3
3
Глава 4
Краткий обзор многофункционального планшетного навигатора Garmin 796
§4.1 Внешний вид устройства
§4.2Управление
§4.3 Доступ к функциям системы
§4.4 Использование экранов карты
§4.5 Предупреждение об опасности
§4.6 Рельеф
§4.7Звуковые предупреждения
Выводы по главе 4
Глава 5
Модернизация системы раннего предупреждения приближения самолета к
поверхности земли путем замены индикатора СРПБЗ на сенсорный
жидкокристаллический навигатор Garmin aera 796.
§5.1 Суть исследований
§5.2 Демонтаж индикатора СРПБЗ
§5.3 Установка и интерфейс Garmin aera 796
Выводы по главе 5
Заключение
Приложения
4
Введение
Диссертационная работа посвящена повышению эффективности
и
модернизация системы раннего предупреждения приближения самолета к
поверхности земли, путем замены индикатора на сенсорный
жидкокристаллический планшетный навигатор. С этой целью исследуется
назначение и принцип действия электроприборного оборудования, систем
раннего предупреждения столкновения с землей, вопросы монтажа
индикатора на воздушное судно, модернизация и повышение надежности.
Предотвращение столкновения с поверхностью земли во время управляемого полета гражданских воздушных судов за последнее время стало одной
из основных забот авиационных властей во всем мире. По данным
статистики, именно этот вид авиационных происшествий доминирует среди
факторов, приведших к наиболее тяжелым летным происшествиям. Вот
почему за прошедшие годы последовательно принимается ряд
организационных мер, направленных на ужесточение требований к
бортовому оборудованию гражданских самолетов и усовершенствование
соответствующих бортовых систем.
В настоящее время широко применяемые устройства сигнализируют об
опасном сближении самолета с поверхностью, базируясь на показаниях барометрических систем воздушных сигналов (барометрических высотомеров),
либо
радиовысотомеров,
сигналы
которые
преобразуются
в
соответствующие звуковые и визуальные предупреждения. Их развитие идет
в основном, в направлении повышения точности измерений и скорости
изменений показаний датчиков.
За рубежом системы с этой функцией обозначаются как EGPWS (Enhanced
Ground Proximity Warning System) - усовершенствованные системы
предупреждения близости земли.
EGPWS отличается наличием обширной встроенной базы данных о рельефе
местности, что по оценке зарубежных специалистов является значительным
шагом вперед но сравнению с обычными системами GPWS, которые
работают на основе данных бортового радиовысотомера.
С технической точки зрения раннее предупреждение осуществляется путем
вывода на экран многофункционального индикатора данных о высоте профиля местности, над которой пролетает самолет.
5
Поэтому в настоящее время существует актуальная научно техническая
задача выбора типа устройства индикации полетной информации.
Целью диссертационной работы является анализ основных параметров,
улучшение технических и эксплуатационных характеристик системы
раннего предупреждении близости земли.
Объектом исследования диссертационной работы является система раннего
предупреждения приближения самолета к поверхности земли а в частности
индикатор системы.
Предметом исследования диссертационной работы является определение
оптимального подходящего для решения функций СРПБЗ индикатора, и
свойств его крепления.
Задачей исследования работы является:
1. Решение задачи выбора индикатора
2. Описание устройства, элементов конструкции, элементов комплекта.
3. Описание подключения, настройки, запуска в эксплуатацию
устройства.
Научная новизна заключается в том, что технологии не стоят на одном
месте, одним из последних продуктов инженерной мысли является
многофункциональный планшетный навигатор Garmin aera 796, 7дюймовый
емкостный сенсорный экран 480х800 (способный отображать карты в
ландшафтном или портретном режиме) и использует технологию Garmin 3D
Vision, предоставляющую пользователям обзор местности под самолетом, в
том числе, рек, взлетно-посадочных полос или любых других препятствий, а
также популярные функции GPSMAP 696.
Это устройство может также служить в качестве электронного планшета
летчика, что позволяет командирам воздушных судов хранить в электронном
виде маршруты полетов и диаграммы аэропортов непосредственно на своих
устройствах. Мы предлагаем использовать его так как он обладает не
большими размерами и малым
весом по сравнению со старым
многофункциональным индикатором.
Практическая значимость: в ходе анализа системы СРПБЗ а в
особенности блока индикатора был обнаружен ряд недостатков.
А именно: представленный блок индикатора имеет большие габариты –
это загромождает итак небольшие размеры кабины пилотов.
6
Если даже блок индикатора представлен в виде жидкокристаллического
индикатора, как это было обнаружено проходя ознакомительную практику в
аэропорту Ташкент, на современных самолетах типа AIRBUS и BOEING то
это создает маленькое неудобство в его эксплуатации так как механическое
нажатие кнопок производит задержку выполнения операций.
В отличие от сенсорного индикатора, где процесс функциональных
действий будет на порядок быстрей.
7
Глава 1
Система раннего предупреждения приближения
самолета к поверхности земли
§1.1 Назначение, задачи, системы предупреждения.
Изделие предназначено для обеспечения летного экипажа достаточной
информацией и сигнализацией, позволяющей своевременно определить
потенциальную опасность столкновения с землей (с подстилающей
поверхностью или с иным препятствием) и предпринять эффективные
действия для предотвращения столкновения.
Изделие решает следующие задачи:
- Прием информации от бортовых систем и устройств воздушного судна
(ВС);
- Обработка принятых данных;
- Сравнение контролируемых параметров с границами сигнализации
режимов стандартной системы СППЗ, а также режимов раннего
предупреждения (РППЗ);
- Выдача соответствующей сигнализации на лампы, СПУ и СГУ, передача
информации на МФИи регистратор.
Изделие функционирует в любое время суток и года в простых и сложных
метеоусловиях в различных географических широтах, втом числе над
горными массивами и водными поверхностями.
Время готовности Изделия после включения или перебоя питания не более
10 с.
Время готовности встроенного приемоизмерителя СНС при «холодном»
старте не более 8 мин.
Время непрерывной работы до 15 часов с последующим выключением на
время не менее 1 часа.
Режимы работы:
- Режим 1 «Чрезмерная скорость снижения» активен на всех этапах полета.
- Режим 2.1 «Опасная скорость сближения с ПП – положение закрылков
не соответствует посадочному».
- Режим 2.2 «Опасная скорость сближения с ПП – положение закрылков
соответствует посадочному».
- Режим 3.1 «Снижение до достижения высоты 210 м после взлета или
ухода на второй круг».
- Режим 3.2 «Потеря высоты после взлета».
- Режим 4.1
«Приближение к ПП – шасси не зафиксированы в
выпущенном положении».
- Режим 4.2
«Приближение к ПП – закрылки не в посадочной
конфигурации.
8
- Режим 5 «Значительное отклонение ниже линии глиссады».
- Режим 6 «Проверка относительной барометрической высоты».
- Режим 7 «Функция оценки местности в направлении полета». Активен на
всех этапах полета.
- Режим 8.1 «Предупреждение о недостаточной истинной высоте».
Активен на всех этапах полета.
- Режим 8.2 «Предупреждение о недостаточной высоте над порогом ВПП».
Активен на этапе посадки.
- Режим 9.1 «Сигнализация прохода истинной высоты 150 м». Активен на
этапе посадки.
- Режим 9.2 «Сигнализация прохода высоты принятия решения». Активен
на этапе посадки.
-Режим9.3«Сигнализация прохода предопределенных фиксированных
высот». Активен на этапе посадки.
ВСК осуществляет контроль технического состояния Изделия.
Результат контроля индицируется с помощью разовой команды
"Исправность". ВСК производит контроль двух видов:
- непрерывный контроль – автоматический, производится после включения
(перебоя питания) и далее непрерывно в процессе работы Изделия;
- периодический контроль – автоматизированный (ручной запуск кнопкой
ТЕСТ, расположенной на лицевой панели Изделия), производится только на
земле при техобслуживании.
Электроснабжение Изделия осуществляется от бортовой сети постоянного
тока номинальным напряжением 27 В. Потребляемая мощность до 65 Вт при
работающей сигнализации и до 15 Вт при отключенной сигнализации.
Изделие сохраняет свои функциональные характеристики и параметры после
пребывания в условиях повышенной влажности при относительной
влажности 90% при температуре плюс 40°С.
Изделие сохраняет свои функциональные характеристики и параметры:
- в диапазоне рабочих температур от минус 40 до плюс 55°С
(от -60С для самолетов военно-транспортной авиации);
- при температуре в зоне размещения выше плюс 70С, либо ниже минус
40С Изделие не включать, даже кратковременно.
- при установившемся значении напряжения питания от 18,0 до 31,5 В
(Изделие как приемник электроэнергии соответствует требованиям ГОСТ
19705-89 и П8.1.5 ЕНЛГ-С, с уровнем требований для приемников
электроэнергии второй категории).
- при разгерметизации (при резком понижении давления от 74,7 кПа
(560мм рт. ст.) до 12,0 кПА (90 мм рт. ст.) за время 0,3-0,4 с);
- при пониженном атмосферном давлении до 12,0 кПа (90 мм рт. ст.);
- после пребывания в условиях повышенного атмосферного давления
до170,0 кПа (1270 мм рт. ст.).
Линейное ускорение до 49 м/с2 (5g).
9
Масса Изделий, кг: 1,150±0,115 (ТТА-12), 1,350±0,135 (ТТА-12S).
Назначенный ресурс Изделия не менее 30000 ч в течение назначенного
срока службы - не менее 15 лет.
Категория
исполнения
по
электромагнитной
совместимости
П8.1.4.1ЕНЛГ-С Изделия соответствует:
-по восприимчивости к электромагнитным помехам – 1Z,
- по генерации электромагнитных помех – 2Z,
Габаритные размеры ТТА-12 и ТТА-12S: 156 х 60 х 216,5 мм. [1]
§1.2 Описание системы и состав оборудования
Состав и органы управления
Изделие выполнено в виде конструктивно законченного блока, в состав
которого входят следующие основные составные части:
а) плата управления и питания;
б) плата клавиатуры;
в) плата сопряжения CF;
г) плата ввода-вывода;
д) комплект сменных частей (Flash-карта).
е) плата сопряжения (только для ТТА-12S);
ж) плата приемоизмерителя СНС GG-12 Ashtech (только для ТТА-12S).
Данные функциональные элементы внутри блока соединены между собой
жгутами.
На задней панели Изделия расположены разъемы XP1, XP2, XP3, XW1
(только для ТТА-12S) и винт М4для подключения перемычки металлизации
и заземления.
Все органы управления, используемые при эксплуатации Изделия,
расположены на передней панели (Рис.1).
Рисунок 1 - Внешний вид передней панели
10
Связь и взаимодействие с бортовым оборудованием.
В общем виде схема связи СРППЗ TTA-12 и сопрягаемого бортового
оборудования представлена на Рис.2.
Доступные интерфейсы Изделия и блоков связи (УБС и БСКА-Э1)
приведены в Табл.2.
- Изделие имеет 4 входа и 6 выходов РК.
На Рис представлена схема функциональных связей Изделия ТТА-12S с
бортовым оборудованием самолета. Схемы функциональных связей Изделия
с бортовым оборудованием самолетов других типов приведены в
Приложении Г. [1]
Примечание – Для обеспечения работы спутникового приемоизмерителя
GG-12, входящего в состав системы ТТА-12S, на самолете должна
устанавливаться антенна АТ1675.
11
§1.3 Работа индикатора СРПБЗ.
После включения происходит автоматическая подготовка к работе,
которая длится не более 10 с. За это время ВСК проводит контроль в
непрерывном режиме. В случае успешного завершения контроля выдается
выходная разовая команда "Исправность" и гаснет лампа "СРППЗ
ОТКАЗ",расположенная на приборной панели самолета. При включении
Изделия на земле надписи "ЗАПР" под надписями "ЗВУК", "ГЛИСС",
"РППЗ", "ШАССИ","ЗАКР" не должны гореть. На передней панели также
индицируется система отсчета барометрической высоты (QFE или QNH).
Отсутствие свечения ламп желтого цвета "СППЗ ОТКАЗ", "РППЗ ОТКАЗ"
свидетельствует о наличии необходимой входной информации для работы
системы СРППЗ TTA-12 и ее готовности к работе. [2]
12
Этапы полета, режимы СППЗ
Условия перехода :
1– Истинная высота более 30 м, при этом шасси не обжато
2– Истинная высота менее или равна 400 м или прошло менее 40 с с
момента перехода на этап взлета.
3- Прошло более 40 с момента перехода на этап взлета и (истинная высота
более 400 м или при посадочном положении закрылков*).
Примечание – Условие посадочного положения закрылков используется
только для самолетов, на которых угол выпуска закрылков при взлете
отличается от посадочного положения.
4- Наличие любой комбинации условий а) или б):
а) Истинная высота более 400 м, при этом либо закрылки не
в посадочной конфигурации, либо шасси убраны;
б) Истинная высота менее 400 м, при этом шасси убраны и закрылки не в
посадочной конфигурации
5- Наличие любой комбинации условий а) или б):
а) Истинная высота более 400 м, при этом закрылки в посадочной
конфигурации и шасси выпущены;
б) Истинная высота менее или равна 400 м, при этом либо шасси, либо
закрылки (или и шасси и закрылки) находятся в посадочной конфигурации
6- Не выполнены условия для перехода на этапы Полет, Взлет, На земле.
7- Истинная высота более 400 м, при этом закрылки не в посадочной
конфигурации или шасси убраны;
8- Одновременное выполнение условий а) и б):
а) Прошло более 2 с после изменения конфигурации закрылков или шасси
из посадочной в не посадочную;
б) Истинная высота находится в пределах от 60 до 15 м;
9- Либо истинная высота менее или равна 15 м, либо шасси обжато,
либо и то и другое одновременно. [3]
Режим 1. Чрезмерная скорость снижения
13
В этом режиме сигнализация формируется тогда, когда комбинация
барометрической вертикальной скорости и высоты над подстилающей
поверхностью находится в пределах установленных границ. В области
предупреждающей сигнализации включается желтая лампа и выдаются
сообщения «Вууп-Вууп. Опасный спуск». В области аварийной сигнализации
включается красная лампа и выдаются сообщение «Вууп-Вууп. Тяни вверх».
Режим 1 активен на всех этапах полета вне зависимости от конфигурации
ВС.
Режим 2. Опасная скорость сближения с ПП
Режим 2 в зависимости от положения закрылков состоит из двух
подрежимов:
- подрежим 2.1 - закрылки в непосадочной конфигурации;
- подрежим 2.2 - закрылки в посадочной конфигурации или нажата кнопка
ЗАКР ЗАПР.
В подрежиме 2.1 при нахождении ВС в зоне сигнализации, определяемой
фильтрованными значениями истинной высоты от радиовысотомера (Нрв) и
скорости сближения с землей (Vc = - dHрв/dt), и в зависимости от положения
шасси, Изделие выдает сигнал аварийной сигнализации "Вууп-Вууп. ЗЕМЛЯ.
ТЯНИ ВВЕРХ" или сигнал предупреждающей сигнализации "Вууп-Вууп.
ЗЕМЛЯ. ЗЕМЛЯ" в соответствии со следующей логикой:
1) Сигнал "Вууп-Вууп. ЗЕМЛЯ. ТЯНИ ВВЕРХ" выдается при попадании
ВС в пределы области сигнализации подрежима 2.1, при условии, что шасси
не зафиксированы в посадочном положении.2) Сигнал "Вууп-Вууп. ЗЕМЛЯ.
ЗЕМЛЯ" выдается при:
а) выходе ВС из зоны подрежима 2.1 с непосадочным положением шасси
после сформированного аварийного сигнала "Вууп-Вууп. ЗЕМЛЯ. ТЯНИ
ВВЕРХ";
б) попадании ВС в пределы области сигнализации подрежима 2.1 с
посадочным положением шасси.
3) Сигнал "Вууп-Вууп. ЗЕМЛЯ. ЗЕМЛЯ" снимается при:
а) наборе барометрической высоты 100х10 м по отношению к значению,
запомненному в момент окончания выдачи сигнала "Вууп-Вууп. ЗЕМЛЯ.
14
ТЯНИ ВВЕРХ", или при значении барометрической вертикальной скорости
б) выходе из области сигнализации подрежима 2.1 при условии
посадочного положения шасси.
4) Область сигнализации подрежима 2.1 и допуски на срабатывание
сигнализации приведены в Приложении А. Верхняя граница области
сигнализации линейно изменяется от 500 м до 750 м при изменении числа М
от 0,35 до 0,45.
При значении числа М менее 0,35 или более 0,45 указанная граница
неизменна и имеет значение высоты соответственно 500 м или 750 м.
В подрежиме 2.2 при нахождении ВС в зоне сигнализации, определяемой
фильтрованными значениями истинной высоты от радиовысотомера (Нрв) и
скорости сближения с землей (Vc = - dHрв/dt), выдается сигнал
предупреждающей сигнализации "Вууп-Вууп. ЗЕМЛЯ. ЗЕМЛЯ".
Область сигнализации подрежима 2.2 и допуски на срабатывание
сигнализации. При этом положение нижней границы зоны сигнализации
подрежима 2.2 может изменяться в зависимости от барометрической
скорости снижения (Vyб).
Примечание – Если режим 7 не запрещен кнопкой РППЗ ЗАПР и доступен
(есть информация от приемоизмерителя СНС и из базы данных)
сигнализация режима 2 блокируется.
Режим 3. Режимы этапа взлета
Режим имеют два подрежима 3.1 и 3.2, которые активны на этапах взлета и
ухода на второй круг.
Примечание – работа режимов обеспечивается при уходе на второй круг на
высотах менее 60 м.
а) Режим 3.1. Снижение после взлета или ухода на второй круг.
В этом режиме формируется предупреждающая сигнализация в случае
превышения допустимого значения вертикальной скорости снижения до
достижения истинной высоты 210 м. При попадании в область сигнализации
включается желтая лампа и выдается сообщение «Вууп-Вууп. Не снижайся».
15
б) Режим 3.2. Потеря высоты после взлета.
Режим предназначен для выдачи предупреждающей сигнализации, если
самолет по каким-либо причинам начал терять барометрическую высоту
после взлета или ухода на второй круг до достижения высоты 210 м.
При попадании в область сигнализации формируется такая же
предупреждающая сигнализация, как и в режиме 3.1.
Режим 4. Приближение к ПП, ВС не в посадочной конфигурации
В этом режиме формируется предупреждающая сигнализация, если
самолет приближается к земле, не выпустив шасси или закрылки. Границы
сигнализации. При снижении ВС ниже предопределенной высоты с
убранными шасси в зоне 1 границы сигнализации включается желтая лампа и
выдается сообщение «Вууп-Вууп. Низко. Шасси», а в зоне 2 при
значительной воздушной скорости сообщение изменяется на «Вууп-Вууп.
Низко. Земля».
При снижении ниже предопределенной высоты с убранными закрылками в
зоне 1 включается желтая лампа, и выдается сообщение «Вууп-Вууп. Низко.
Закрылки», а в зоне 2 при значительной воздушной скорости сообщение
изменяется на сообщение «Вууп-Вууп. Низко. Земля».
Режим 5. Значительное отклонение ниже линии глиссады
16
В этом режиме формируется сигнализация, если отклонение под линию
глиссады больше допустимого значения. При попадании в область П1
предупреждающей сигнализации включается желтая лампа и периодически
выдается речевое сообщение «Глиссада» с громкостью на 6-2 дБ меньше, чем
для сигнализации других режимов. В области П2 предупреждающей
сигнализации громкость увеличивается до уровня, соответствующего другим
режимам. По мере отклонения под глиссаду период повторения
сигнализации уменьшается с 3 до 0,7 секунд.
Режим 5 активен на этапе посадки при одновременном выполнении
следующих условий:
- не активизирован запрет режима с помощью кнопки "ГЛИСС ЗАПР",
расположенной на лицевой панели Изделия;
- приняты сигналы захвата курса и глиссады;
- шасси в посадочной конфигурации или включен запрет принятия сигнала
о действительном положении шасси;
- закрылки в посадочной конфигурации или включен запрет принятия
сигнала о действительном положении закрылков.
Режим 6. Режим проверки относительной барометрической высоты
Режим предназначен для формирования звуковой сигнализации при
значительной разнице между показаниями радиовысотомера и относительной
барометрической высотой. Эта разница может возникать при неправильной
выставке опорного давления или неисправности радиовысотомера.
Отличительной особенностью реализации режима в системе ТТА-12(S)
является то, что режим активен как при использовании системы QFE (в
качестве опорного давления на барометрическом высотомере вводят
давление на уровне аэродрома), так и при использовании системы QNH (в
качестве опорного давления на барометрическом высотомере вводят
давление на уровне моря). При использовании системы QNH
барометрическая высота корректируется на величину превышения аэродрома
взлета/посадки. В пределах границ сигнализации (обозначены пунктирными
линиями). Изделие выдает предупреждающую сигнализацию: желтая лампа и
речевое сообщение «Проверь высоту».
17
Режим активен при посадочном положении шасси и/или закрылков.
Режим 7. Функция оценки местности в направлении полета.
Режим используется для проверки отсутствия элементов ПП и
искусственных препятствий в пределах предустановленного рабочего
пространства, форма и размеры которого являются расчетными и зависят от
этапа полета, текущих параметров ВС (местоположения, скорости, углов
пространственной ориентации, др.), а также от точностных характеристик
используемых данных. Этап полета определяется по степени близости к
порогам ВПП. Для исключения ложных срабатываний режима при заходе на
посадку на аэродромы, отсутствующие в аэронавигационной базе данных,
работа режима блокируется при одновременном выполнении следующих
условий:
- шасси и закрылки в посадочном положении;
- наличие сигналов готовности курса и готовности глиссады;
- отклонение от курса (по модулю) менее 2 точек по ПНП;
- отклонение от глиссады (по модулю) менее 2 точек для Hрв ≥ 60 м и
менее 3 точек при Hрв< 60 м.
Примечание – Данная блокировка введена с версии ФПО 2.3.0.
Рабочее пространство ограничено:
1) расчетной дальностью по направлению полета самолета, зависящей от
путевой скорости ВС и этапа полета;
2) зоной учета препятствий по обе стороны от траектории полета,
зависящей от выполняемого маневра (прямолинейный полет, поворот);
3) расстоянием вниз, зависящим от этапа полета, вертикальной траектории,
технических характеристик ВС.
Режим 7 используется на протяжении всех этапов полета, включая
эволюции самолета. При выполнении разворота происходит искривление
рабочего пространства в сторону разворота. Границы сигнализации в
пределах которых Изделие формирует:
В зоне 1 (предупреждающая сигнализация): желтая лампа и
повторяющееся сообщение «Внимание. Земля»;
В зоне 2 (аварийная сигнализация): красная лампа и повторяющееся
сообщение «Земля. Земля. Тяни вверх»;
В зоне 3 (предупреждающая сигнализация): желтая лампа и
повторяющееся сообщение «Внимание. Впереди земля»;
В зоне 4 (аварийная сигнализация): красная лампа и повторяющееся
сообщение «Впереди земля. Тяни вверх».
18
Рабочее пространство переднего обзора режима 7
Значения времен переднего обзора t1 – t4 в зависимости от этапа полета
составляют:
– 30 с для крейсерского полета, полета в РА и посадки; на этапе
взлета нарастает от 0 до 30 с;
– 60 с для крейсерского полета, этапов полета в РА и посадки; на
этапе взлета нарастает от 0 до 60 с;
– 90 c для крейсерского полета и полета в РА, 60 с для посадки; на
этапе взлета нарастает от 0 до 90 с ;
-t4 – 120 с для крейсерского полета и полета в РА, 70 с для посадки; на
этапе взлета нарастает от 0 до 120 с ;
Режим 8. Предупреждение о преждевременном снижении (ПСВ)
Режим 8 имеет 2 подрежима, границы сигнализации. В обоих случаях
Изделие в пределах границ сигнализации формирует предупреждающую
сигнализацию: желтая лампа и повторяющееся речевое сообщение «Низко.
Земля».
а) Режим 8.1. Предупреждение о недостаточной истинной высоте
В этом режиме проверяется - не находится ли самолет опасно ниже
допустимой траектории захода на посадку (путем сравнения текущей
истинной высоты с высотой, нахождение на которой допустимо при текущем
удалении от порога ВПП). При попадании ВС в пределы границ
19
сигнализации Изделие включает желтую лампу и периодически выдает
сообщение«Низко. Земля».
б) Режим 8.2. Предупреждение о недостаточной высоте над порогом ВПП
В горных районах превышение ВПП может быть больше превышения ПП
под траекторией захода на посадку. В этом случае показания высоты по
радиовысотомеру может быть значительным, в то время как ВС будет
находиться ниже превышения ВПП. Использование границ режима проверки
истинной высоты не даст нормальных результатов. Для выдачи сигнализации
в данной ситуации используется режим проверки превышения над порогом
ВПП. В пределах границ сигнализации Изделие формирует такую же
предупреждающую сигнализацию, как и в режиме 8.1.
Отображение характера ПП на экране индикатора
На Рис представлен вид передней панели многофункционального
индикатора (МФИ) TDS-56D СКБВ.467846.006-ХХ, имеющего 9 кнопок
управления. Индекс ХХ определяет варианты конструктивного исполнения.
МФИ с девятью кнопками имеют следующие индексы ХХ: без индекса и 02.
Масштаб изображения выбирается с помощью кнопок К5, К6. Возможен
выбор следующих масштабов: 4, 12, 20, 40, 100, 200, 400, 600 км.
Примечание – в момент переключения масштабов может загораться на 2-3
с надпись "РППЗ" синего цвета, свидетельствующая о подготовке Изделием
изображения в новом масштабе.
На многофункциональном индикаторе TDS-56D отображение характера
подстилающей поверхности может осуществляться при следующих режимах
индикатора.
Примечание - на стоянке, при отсутствии путевого угла изображение
рельефа на TDS-56D ориентируется на север.
20
"Контур"
Этот режим является основным режимом отображения характера
подстилающей поверхности Изделия на индикаторе TDS-56D. При
срабатывании сигнализации Изделия индикатор TDS-56D автоматически
переходит в режим КОНТУР, масштаб (20 км). Элементы, вызвавшие
срабатывание предупреждающей сигнализации окрашиваются в ярко желтый
цвет, а элементы, вызвавшие срабатывание аварийной сигнализации
окрашиваются в ярко красный цвет. В правом верхнем углу индикатора
появляется сообщение желтого или красного цвета (в зависимости от типа
сигнализации). При выдаче сигнализации режима 7 индицируется величина
текущего превышения ВС над элементом рельефа, вызвавшего срабатывание
сигнализации.
Например, “Нп+72 м” свидетельствует о том, что запас высоты самолета
над опасным элементом рельефа равен 72 м; “Нп-322 м” свидетельствует о
том, что высота самолета на 322 м меньше высоты опасного элемента
рельефа. [4]
Правило цветового кодирования для отображения элементов, не
вызывающих сигнализацию проиллюстрировано на Рис
В режиме КОНТУР отображаются только элементы поверхности,
превышение которых более чем текущая высота ВС (над уровнем моря)
минус 600 м. В черный цвет окрашиваются все участки, превышение
которых менее чем текущая высота ВС минус 600 м. Пример отображения
информации показан на Рис.
В нижней части индикатора выдается сообщение о некорректном
положении переключателя QFE/QNH на системе ТТА-12(S), а также
неточности выставки опорного давления на барометрическом высотомере.
Логика выдачи сообщения различается в зависимости от версии
программного обеспечения (ПО) индикатора TDS-56D и системы ТТА-12(S).
1) Для индикаторов TDS-56D с версией ПО 4.3.2 и более ранних.
21
При нахождении самолета на земле (есть признак "шасси обжато") под
символом самолетика выводится мигающее сообщение:
- “QFE”, если барометрическая высота более 15 м и на СРППЗ
переключатель QFE/QNH установлен в положении QFE.
- “QNH”, если модуль разности барометрической высоты и превышения
ВПП более 15 метров и на СРППЗ переключатель QFE/QNH установлен в
положении QNH.
Примечание – При установке на земле на барометрическом высотомере
давления 760 мм.рт.ст. может выдаваться сообщение “Проверь давление”.
Оно сигнализирует о необходимости выставки на барометрическом
высотомере перед взлетом текущего давления на уровне аэродрома (давления
приведенного к уровню моря) и установки переключателя QFE/QNH в
соответствующее положение.
"Профиль"
Этот режим является вспомогательным режимом отображения характера
подстилающей поверхности Изделия на индикаторе TDS-56D и служит для
наглядного отображения текущей формы и размеров границы сигнализации
режима 7 и характера подстилающей поверхности (вид сбоку) вдоль
спрогнозированной траектории. [5] Пример отображения информации
показан на Рис.
22
Пример отображения рельефа в режиме "Профиль"
"ТЕСТ"
Режим ТЕСТ доступен только при нахождении самолета на земле (есть
признак обжатия шасси). Режим включается при удержании в нажатом
состоянии кнопки ТЕСТ, расположенной на лицевой панели системы
ТТА-12(S). В режиме отображаются полосы зеленого, желтого и красного
цвета. В нижней части экрана индицируются даты ввода в действие базы
данных аэропортов, препятствий и базы данных по рельефу.
Пример индикации в режиме ТЕСТ
Режим 9.1 Сигнализация прохода истинной высоты 150 м
В этом режиме при проходе истинной высоты 150 м формируется речевая
сигнализация «Высота сто пятьдесят». Режим активен на этапе посадки
СППЗ. Сигнализация выдается только при прохождении высоты в
направлении сверху вниз. Сигнал на включение ламп не выдается.
Режим активен на этапе "Посадка".
23
Режим 9.2 Сигнализация прохода высоты принятия решения.
В этом режиме на этапе посадки СППЗ при выпущенном шасси в момент
прохода установленной высоты принятия решения выдается сообщение
«Минимум». Сигнал на включение ламп не выдается.
Примечание – Режим является опциальным и может быть не задействован.
Режим 9.3 Сигнализация прохода предопределенных фиксированных
высот.
В этом режиме формируется речевая сигнализация в момент прохождения
предопределенных истинных высот. Сигнал на включение ламп не выдается.
Изделие может выдавать следующие однократные речевые сообщения в
процессе снижения ВС при прохождении соответствующих высот (в метрах):
«Пятьсот», «Четыреста», «Триста», «Двести», «Сто», «Восемьдесят»,
«Высота шестьдесят», «Пятьдесят», «Сорок», «Тридцать пять»,«Тридцать»,
«Высота двадцать пять», «Двадцать», «Пятнадцать», «Десять», «Пять».
Набор высот, для которых будет выдаваться сигнализация,
программируется перед поставкой Изделия в соответствии с требованиями
заказчика. По умолчанию проговаривается только сообщение «Высота
шестьдесят». [6]
24
Выводы по главе 1
В данной главе рассмотрена система раннего предупреждения близости
земли (CРПБЗ) которая существенно повышает безопасность полета
самолетов и вертолетов, даёт экипажу полную информацию о текущей
ситуации и обеспечивает возможность уйти от наземного препятствия, не
нарушая комфорт пассажиров ВС.
Обеспечивая раннее предупреждение близости земли, СРПБЗ решает
задачи систем GPWS, EGPWS, TAWS/HTAWS, что позволяет устанавливать
вместо существующих систем ССОС, СППЗ-1, СППЗ-85.
СРПБЗ, непрерывно оценивая высоту, скорость, крен, тангаж, а также
положение
ВС относительно земной поверхности и искусственных
препятствий, глиссады, ВПП,
обеспечивает безопасность самолетов и
вертолетов в соответствии с нормами ICAO как в воздухе, так и на
аэродроме.
При установке на борт ВС СРПБЗ автоматически настраивается на
конфигурацию бортового оборудования (самолета или вертолета) и не
требует дополнительных блоков сопряжения.
Визуальная информация, поступающая на светосигнальные табло и
бортовые многофункциональные индикаторы, окрашивается в красный,
желтый или зеленый цвета в зависимости от степени опасности, информируя
экипаж о текущей ситуации и обеспечивая выход из опасных режимов
полета.
Система имеет комплектацию
со встроенным приемоизмерителем
ГЛОНАСС/GPS нового поколения.
Встроенная система автоматизированного контроля СРПБЗ проверяет без
КПА исправность системы на борту ВС и в АТБ. По информации "черного
ящика" СРПБЗ авиакомпании оперативно оценивают работу самолетного
оборудования и действия экипажа сразу после полета.
25
Глава 2
Индикация информации, выдаваемой пилотам,
удобство эксплуатации
§2.1. Способы индикации информации
Основным способом представления информации экипажу является
индикация с помощью различных приборов, сигнализаторов и электронных
индикаторов, которые размещают на приборных досках в кабине экипажа.
Несмотря на большое разнообразие летательных аппаратов существуют
общие правила расположения индикационных устройств на приборных
досках в соответствии с видом индицируемой информации.
К настоящему времени разработано много разных способов индикации
информации и выбор подходящего для конкретного случая способа часто
является непростой задачей. Основные способы, их достоинства и
недостатки, области применения рассматриваются в разделе.
На современных ЛА главным средством индикации стали электронные
индикаторы. В отличие от традиционного прибора, индицирующего
обычно1-2, максимум 5-8 параметров, на экране электронного индикатора
могут индицироваться десятки параметров и сигналов, сменяя друг друга по
мере необходимости. Такая гибкость, наряду с хорошими эргономическими
качествами, высокой надежностью, эффективностью по многим критериям
(например, по массе, габаритам, стоимости, потребляемой мощности)
привели к тому, что в настоящее время электронные индикаторы захватили
все главные роли в кабине, оттеснив традиционные приборы и
сигнализаторы на периферию рабочей зоны в качестве дополнительных и
резервных средств. К авиационным электронным индикаторам предъявляется
множество различных требований. Чтобы удовлетворить им, индикатор
должен обладать определенными характеристиками. Необходимые для
бортового индикатора характеристики рассматриваются в разделе.
Системы индикации, которые в настоящее время находятся в
эксплуатации, используют индикаторы на базе электронно-лучевых
трубок(ЭЛТ). До недавнего времени ЭЛТ были единственной приемлемой
для бортового использования элементной базой индикации. Однако в
последнее время ЭЛТ уступили свои позиции жидко кристаллическим
индикаторам (ЖКИ). [7]
26
Способы индикации классифицируют по ряду признаков.
С точки зрения непрерывности индикации она делится на:
- постоянную;
- периодическую;
- по запросу;
- по событию.
Постоянная индикация осуществляется в течение всего полета. Так
индицируются пилоту основные пилотажные параметры – углы крен и
тангажа, высота, скорость.
При периодической индикации контролируемый параметр опрашивается и
индицируется средствами индикации время от времени, с определенным
периодом. Индикация по запросу осуществляется по команде пилота.
Запрошенная информация выводится на индикатор и остается там до тех пор,
пока не будет заменена другой понадобившейся пилоту информацией.
Так индицируется, например, информация от самолетных систем –гидро
системы, системы электроснабжения и т.д. Пилот обращается к этой
информации только в том случае, если возникает такая необходимость – на
определенных этапах полета или при возникновении неисправностей.
Индикация по событию осуществляется в том случае, если произошло
какое-то
событие, информацию о котором следует немедленно довести до пилота,
например, произошел отказ важной системы или если по цифровому
каналу связи поступило сообщение диспетчера. В подобных случаях
необходимая информация индицируется автоматическии, индикация
продолжается до техпор, пока она не будет воспринята пилотом или пока
вызвавшее ее событие не закончится.
По типу индицируемой информации индикация делится на:
- измерительную;
- прогнозирующую;
- заданную;
- согласующую;
- командную;
- интегральную.
Измерительная информация сообщает о состоянии объекта в данный
момент времени. Если это состояние контролируется при помощи какоголибо параметра, то измерительная информация представляет собой
мгновенное значение этого параметра. Измерительная информация
27
ограничивается только констатацией состояния, оставляя на долю пилота
оценку, обобщение и анализ этой информации. К этому типу относится вся
основная индикация в кабине.
Прогнозирующая информация сообщает о возможном ходе полета и
состоянии систем в будущем, исходя из сложившейся ситуации и динамики
ее развития. Предвидение ситуации позволяет пилоту точно и своевременно
управлять ЛА и его системами, избежать опасностей, которые еще
ненаступили, но могут наступить, если не предпринять корректирующих
действий. Примерами прогнозирующей информации могут служить
располагаемая дальность полета (исходя из оставшегося запаса
топлива),прогнозируемая через 5-10 с скорость ЛА (исходя из набранного
ускорения),сигнализация об опасности столкновения с другим ЛА (исходя из
направления
движения и скорости как своего, так и чужого ЛА).
Заданная информация сообщает о режимах полета или значениях
параметров, которые должны быть достигнуты исходя из поставленной
задачи.
Например, на шкале высоты специальный индекс может отмечать нужную
высоту эшелона. Подобная индикация упрощает пилотирование,
выдерживание нужного режима полета сводится к совмещения индекса или
стрелки, показывающих измерительную информацию, с индексом заданного
значения.
Индикация согласующей информации позволяет еще более упростить
управление объектом. Вместо двух значений – измеренного и заданного –
индицируется величина их рассогласования, т.е. величина отклонения
контролируемого параметра от заданного. Подобная индикация
используется, например, во время посадки для представления отклонения ЛА
от глиссады.
Командная (директорная) информация объединяет несколько параметров
в одном. Сопоставление показаний по отдельным параметрам в этом случае
не требуется, пилот должен лишь выполнять индицируемую команду. Пилот
как бы перестает управлять ЛА и управляет лишь стрелкой на индикаторе.
На современных ЛА в директорном режиме управления пилот
руководствуется показаниями двух взаимно перпендикулярных планок на
экране. Система автоматического управления рассчитывает необходимые
маневры, которые позволят удерживать ЛА на заданной траектории полета,
система индикации показывает с помощью планок, в каком направлении
28
требуется корректирующее действие, а задачей пилота является сведение
планок в строгое перекрестье в исходной точке экрана. Командная
информация отличается от заданной и согласующей. Удерживая командные
планки на нуле, пилот может и не находиться на заданной траектории:
показания планок свидетельствуют лишь о том, что он правильно на нее
выходит.
Интегральная информация объединяет группу измерительных параметров
с целью создания единой обобщенной картины, непосредственно
информирующей пилота о режиме полета. Примером такого параметра
может служить вектор полной энергии – величина, которую невозможно
непосредственно измерить, но с помощью которой можно пилотировать ЛА.
По степени детализации информации индикация делится на:
- количественную,
- качественную,
- статусную.
Количественная индикация передает информацию о величине
контролируемого параметра. Информация представляется в цифровой форме
или на шкале.
Качественная индикация ничего не говорит об абсолютной или
относительной величине параметра, а показывает направление его изменения
и близость к пороговым значениям (рис.2.9).
Статусная индикация передает информацию об объекте по типу«да/нет»:
работает – не работает, включен – выключен и т.п.
По отношению свойств изображения к свойствам объекта различают
изобразительную и абстрактную индикацию. Изобразительная индикация
позволяет установить связь между свойствами объекта или процесса и его
изображением. Примером может служить движение индекса, изображающего
ЛА, по карте, изображающей пролетаемую местность (рис.2.4, слева внизу)
или перемещение символа ЛА вверх-вниз в соответствии с вертикальным
движением ЛА и влево-вправо в соответствии с боковым движением
(рис.2.4,слева вверху). Изобразительная индикация легко воспринимается
пилотом,
однако высокая степень изобразительности сама по себе не является
гарантией успешной передачи информации, так как визуальное восприятие
полета не обеспечивает полного получения данных, необходимых для
пилотирования ЛА.
29
В ряде случаев гораздо проще пользоваться прибором, в который внесены
упрощения и условности по сравнению с видимой картиной полета. Кроме
того, изображение трехмерной картины окружающего пространства пока
технически невозможно, а неудачная попытка перевода ее на двухмерный
индикатор приводит к искаженному восприятию и чревата опасностями.
Рис.2.4. Примеры изобразительной (слева) и абстрактной (справа)
индикации
Абстрактная индикация лишена подобной аналогии между изображением
и объектом, она передает информацию в абстрактной форме.
Три основных вида абстрактной индикации – шкальная, знаковая и
графическая.
При шкальной индикации значение параметра отмечается на шкале какимлибо указателем – стрелкой, индексом, ленточкой.
При знаковой индикации для передачи информации используется
некоторый алфавит знаков – цифры, буквы, абстрактные фигуры, условные
символы, пиктограммы. Графическая индикация изображает объекты и их
связи графически, при этом в отличие от изобразительной индикации
свойства объектов и процессов здесь не воспроизводятся. Информация
передается пилоту в форме своеобразного пространственного кода. Вместе с
тем способ восприятия пространственного кода имеет много общего с
восприятием изображения: переработав эту информацию, человек оперирует
пространственными образами. При этом появляется возможность решать
сложные математические и логические задачи на уровне образного
мышления.
К графической индикации относятся схемы, графики, диаграммы,
гистограммы, блок-схемы, мнемосхемы. Из всех перечисленных видов
30
графической
индикации
в
авиационном
применении
получили
распространение только мнемосхемы. Мнемосхемы позволяют упростить
контроль и управление самолетными системами, поэтому используются, в
основном, для этого. [9]
§2.2 Кодирование информации
В случае применения абстрактной индикации возникает проблема
оптимального кодирования информации. По существу вся абстрактная
индикация представляет собой код, знание которого необходимо для
понимания передаваемой с ее помощью информации. Поэтому восприятие
такой информации состоит из двух этапов – обнаружения/распознания и
декодирования, т.е. осознания ее смысла. В ряде случаев и при
изобразительной индикации используются отдельные абстрактные символы,
а значит тоже присутствует кодирование.
Под кодированием будем понимать преобразование передаваемой пилоту
информации в визуальную форму, удобную для быстрого и надежного
восприятия, не требующую при этом значительных умственных усилий. Для
кодирования используют наборы простых изображений - цифры, буквы,
знаки, геометрические фигуры, линии. Дополнительная информация может
передаваться путем изменения атрибутов этих первичных изображений – их
яркости, цвета, размера, ориентации и положения на экране, формы,
штриховки, заливки, типа линий, длины и ширины линий, частоты мигания.
С этой же целью в состав первичных изображений включают
дополнительные элементы – ярлыки (обозначения), штрихи и т.п.
Используемые для кодирования атрибуты изображения характеризуются
количеством градаций, т.е. количеством уровней, возможных для данного
атрибута.
Проблема оптимального кодирования заключается прежде всего в
правильном выборе: 1) способа кодирования информации, 2) длины алфавита
знаков 3) количества градаций изобразительных атрибутов.
Выбор этих характеристик кода определяется характером решаемой
задачи: тахарактеристика, которая эффективна при решении одной задачи,
может быть неэффективна при решении другой.
В большинстве случаев придание изображению некоторых черт сходства
с объектом позволяет повысить скорость и точность различения и
опознания.
31
Нужно также учитывать привычные ассоциации человека, его житейский и
профессиональный опыт.
Рис.2.5. Способы кодирования
Чаще всего размеры отображаемого символа или его яркость хорошо
ассоциируются с размерами объекта или его важностью. Размер символа
используют для передачи информации в том случае, если плотность
информации на экране невелика. При этом соседние размеры должны
отличаться не менее, чем в полтора раза.
Пространственная ориентация символа может быть использована для
передачи направления движения. Однако следует учитывать, что восприятие
ориентации изображения зависит от наклона головы, положения тела,
действующих на человека ускорений. Поэтому на экране следует показывать
опорное направление и ориентировать изображение относительно
вертикальной или горизонтальной оси экрана.
Для привлечения внимания хорошо подходит частота мигания символа.
По возможности следует использовать только два состояния символа:
мигает не мигает, хотя если информация индицируется в центральной части
поля зрения, человек свободно различает до 4 разных частот мигания.
Частоту мигания следует выбирать в диапазоне l-5 Гц со скважностью 2 (в
каждом цикле половину времени символ индицируется, половину - нет).
Текст должен мигать с частотой не более 2 Гц, при этом в каждом цикле 70%
времени он должен индицироваться, а 30% - отсутствовать. Во всех случаях
нужно предусматривать возможность отключить мигание, а где возможно синхронизировать все мигающие элементы изображений в кабине для
исключения стробоскопического эффекта движения.
Для улучшения распознавания символов, увеличения вероятности
безошибочного считывания информации и уменьшения времени считывания
целесообразно кодирование различных элементов изображения цветом. Цвет
32
позволяет различать символы даже в случае, если яркость символов и фона
одинакова, но различен их цвет. Цвет эффективно разделяет символы в тех
случаях, когда они не могут быть разделены пространственно. Цвет
позволяет сократить время поиска. Результаты проведенных исследований
показывают, например, что при индикации воздушной обстановки цвет
помогает идентифицировать возможные угрозы более быстро и с меньшим
количеством ошибок. Каждый из цветов имеет свою эмоциональную
окраску. Так, красный цвет означает опасность, оранжевый –
предупреждение, желтый – внимание, зеленый - покой.
При выборе цвета необходимо учитывать, что для безошибочного
опознавания цветовых сигналов между ними должно быть определенное
количество цветовых порогов, а количество одновременно используемых
цветов не должно превышать 5, включая и белый цвет. Следует также
учитывать следующие ограничения, присущие восприятию цвета у человека.
1) Цвет улучшает характеристики системы индикации только в том случае,
если угол обзора соответствует зоне цветного восприятия глаза – в пределах
телесного угла 30-40° относительно линии визирования глаза.
2) Цвет является эффективным средством привлечения внимания
(сигнализации), но только при низкой освещенности. В условиях большой
освещенности дополнительно к цвету следует использовать другие методы
привлечения внимания : перемещение символа; изменение формы, например,
очерчивание рамки вокруг текущего значения параметра; кратковременное
мигание символов (до 10 с).
3) При усталости глаз снижается острота зрения к красному цвету и
уменьшается различимость зеленого и синего цветов. Поэтому символы,
обозначающие критические параметры или события, должны отличаться от
нормальных символов помимо цвета еще каким-нибудь отличительным
признаком (размером, формой, расположением и т.п.).
При кодировании важной информации следует использовать более одного
атрибута (например, цвет, размер и форму одновременно).
Длина алфавита знаков и количество градаций изобразительных атрибутов
не должны быть слишком большими, иначе при декодировании
передаваемой информации возникают ошибки. В случае использования
буквенно-цифровых знаков длина алфавита не должна превышать 50, при
использовании абстрактных знаков их должно быть не более 8-16.
33
Больше всего знаков человек способен различать, если в основе их
построения лежат некоторые ассоциативные признаки. Тогда алфавит может
достигать нескольких сот знаков.
Рекомендуемое количество градаций для различных атрибутов
изображений приведено в табл.2.1.
Таблица 2.1
§2.3. Характеристики индикаторов
Бортовые индикаторы, размещаемые на приборной доске в кабине
экипажа, характеризуются рядом параметров – геометрических,
светотехнических, массогабаритных и других. К основным характеристикам
относятся:
- форма и размер экрана, а в случае прямоугольного экрана – соотношение
его сторон (aspectratio);
- допустимые углы обзора;
- разрешающая способность;
- форма и состав пикселя;
- яркость изображения, равномерность яркости по площади экрана,
возможности по регулировке яркости;
- контрастность изображения;
- цветовые возможности;
- коэффициенты отражения экрана;
- частота регенерации изображения;
- точность воспроизведения изображения, геометрические искажения;
- используемое электропитание, потребляемая мощность;
- масса и габариты;
- наработка на отказ.
34
Кроме перечисленных характеристик индикаторы различаются своими
возможностями, в первую очередь:
- наличием встроенного вычислителя - генератора символов;
- способностью показывать видеоизображение от внешнего источника и
возможностью накладывания на это изображение другой информации. [9]
§2.4 Форма и размер экрана.
Существующие бортовые индикаторы имеют экран квадратной или
прямоугольной формы. Такая форма вызвана как технологическими
ограничениями используемых плоскопанельных технологий, так и
соображениями удобства компоновки индикаторов на приборной доске.
Квадратная форма экрана, то есть соотношение сторон (горизонтали к
вертикали) 1:1, более предпочтительна для индикации карты и другой
информации в ограниченном пространстве приборной доски. Большинство
бортовых экранных индикаторов первых поколений имело квадратный
экран,этот формат был утвержден и авиационными стандартами. Однако в
последнее время на первый план вышли соображения стоимости и ситуация
изменилась.
В связи с тем, что разработка элементной базы индикации специально для
авиации чересчур дорога и при малых потребностях этого сегмента рынка не
окупается, разработчики индикаторов сориентированы на применение
модифицированных или упрочненных коммерческих индикационных
панелей,которые используются в дисплеях переносных компьютеров и
имеют формат4:3. Поэтому в настоящее время неформальным стандартом
для авиационных индикаторов стало соотношение сторон экрана 4:3. У
индикаторов малого и среднего размера чаще используется портретное
расположение экрана, при котором более длинная сторона располагается
вертикально (формат 3:4), у индикаторов большого размера – ландшафтное,
при котором длинная сторона располагается горизонтально (формат
4:3).Некоторые индикаторы показывают видеоизображение в телевизионном
формате 4:3, а символы рисуют в формате1:1.
Размер экрана бортовых электронных индикаторов с момента их
появления на борту медленно, но постоянно растет. Вначале устанавливались
индикаторы с экранами небольшого размера - 100x100 мм или 125x125 мм.
На современных ЛА основные индикаторы имеют экран размера 150x200 мм
или200x200 мм. И с совершенствованием технологии размеры экранов
индикаторов продолжают увеличиваться. Сегодня на новейших военных
35
игражданских ЛА можно видеть индикаторы с диагональю экрана 12″-14″
(250-350 мм). Аналогичная тенденция наблюдается и в коммерческих
дисплеях: смомента появления в 1988 г. и до 2000 г. размер диагонали
жидкокристаллических индикаторов с активной матрицей увеличился с 3 до
30дюймов.
§2.5 Углы обзора.
Экран индикатора может наблюдаться под разными углами,при этом
качество изображения может изменяться. Обычно с отклонением
наблюдателя от центра экрана в сторону качество изображения ухудшается.
Углы обзора индикатора – это углы, под которыми изображение имеет
приемлемое качество. Их измеряют от нормали к центру экрана, а качество
характеризуют минимально-допустимым контрастом изображения. Обычно
диапазоны углов обзора указывают в двух направлениях: по горизонтали и
по вертикали.
Для некоторых технологий индикации, например для электронно-лучевых
трубок, углы обзора не являются критичным фактором. Что касается
жидкокристаллических индикаторов, которые повсеместно используются в
кабинах современных самолетов, у них углы обзора ограничены.
Жидкокристаллический
(ЖК)
материал
обладает
двойным
лучепреломлением, поэтому он превращает линейно поляризованный свет,
падающий на поляризатор под номинальным углом, в эллиптически
поляризованный свет, отклоняющийся от первоначального направления
(раздел 5.8). Так как свет эллиптически поляризован, линейный поляризатор
на передней панели индикатора направляет часть падающего на него света в
сторону. Возникают утечки света от лампы подсвета в направлениях,
отличающихся от перпендикуляра к плоскости экрана, причем с увеличением
угла отклонения утечки увеличиваются и, как следствие, уменьшается
контраст изображения, ухудшаются яркость и хроматичность.
В кабине истребителя, где пилот, как правило, один и сидит близко к
приборной доске, требования к углам обзора невысоки. Например, на F22A,исходя из положений, которые может занимать голова пилота и с
учетомразличий антропометрических характеристик пилотов, предъявленные
киндикаторам требования по углам обзора оказались весьма скромными:
±25°по горизонтали и ±10° по вертикали, т.е. диапазон углов обзора
составляетвсего 50° по горизонтали и 20° по вертикали. В больших кабинах
36
транспортныхи пассажирских самолетов требования к углам обзора выше.
Ориентировочно можно считать, что диапазон углов обзора должен быть:
- не менее 30° по горизонтали (±15°) и не менее 30° по вертикали - в
кабине содним пилотом, 120° по горизонтали и 60° по вертикали - в кабинах
с двумя пилотами.
Современные ЖКИ легко перекрывают эти требования. Коммерческие
дисплеи обеспечивают диапазон углов обзора 140°-170° как по горизонтали,
так и по вертикали. У авиационных индикаторов успехи скромнее, но лучшие
из них обеспечивают диапазон 120°-130° по горизонтали и 90°-120° по
вертикали.
Углы обзора зависят от режима работы ЖК панели. Нормально черныеЖК
панели имеют лучшие углы обзора по сравнению с нормально белыми.
Разрешающая способность и информационная емкость. Разрешающая
способность характеризует способность индикатора показывать мелкие
детали изображения.
В зависимости от принятого способа построения изображения
разрешающую способность можно оценить по минимальной толщине
линии,к оторую способен показать индикатор, или по минимально
возможному для данного индикатора диаметру точки на экране. Для
индикаторов с растровым способом построения изображения такая
элементарная точка называется пикселем. Пиксель может находиться в двух
состояниях – светящемся итемном. Для дисплеев компьютеров и для
телевизоров разрешающую способность часто оценивают, исходя из
линейного размера пикселя или толщины линии. При этом ее выражают
несколькими способами:
а) непосредственно линейным размером в мм;
б) плотностью пикселей/линий – их количеством на единицу длины (1
смили 1 дюйм);
в) удельным количеством пикселей, т.е. количеством пикселей на единицу
площади экрана (1 см2 или 1 кв.дюйм);
г) общим количеством пикселей по горизонтали H и по вертикали Vэкрана
в виде H x V (например, 1024x768) или ссылкой на стандартное
коммерческое разрешение экрана VGA, HVDT итд;
д) числом линий развертки по вертикали.
Такие способы оценки разрешающей способности позволяют сравнивать
индикаторы между собой, однако указание одного только линейного
размерапикселя/линии или производных от него характеристик ничего не
37
говорит отом, способен ли человек различить эту отдельную точку/линию и
следовательно насколько хорош данный индикатор: необходимо еще знать,
накаком расстоянии находится экран от наблюдателя. Поэтому в общем
случаеразмер точки или толщину линии было бы логичнее выражать через
угловойразмер, занимаемый этой точкой/линиейв поле зрения наблюдателя,
иизмерять в угловых единицах – долях радиана или градуса. В частном
случае дисплеев компьютеров разрешающую способность можно свести к
линейнымразмерам, так как положение экрана относительно наблюдателя
считается фиксированным и известным. Действительно, в том случае, когда
прямо передчеловеком-оператором находится только один экран, угловой
размер пикселя вцентре и в углу экрана отличается не слишком заметно.
Например, принахождении оператора в 40 см от экрана 15″ дисплея SXGA
(1024x768) угловойразмер точек в центре экрана и на краях отличается на 9%
и этим можно пренебречь. В кабине экипажа, где пилот пользуется разными
индикаторами, разнесенными по площади приборной доски (а в кабинах с
двумя пилотами ониоба могут использовать еще и индикаторы на средней
приборной доске), разница в угловых размерах точек на индикаторах может
быть весьма существенна.
Таблица 2.2
При увеличении разрешающей способности индикатора улучшается
качество восприятия изображения. Считается хорошей разрешающая
способность близкая к разрешающей способности глаза - 1′. Хотя глаз
обеспечивает такую разрешающую способность только в ограниченной зоне
обзора, это не означает, что за пределами этой зоны требования к
разрешающей способности индикатора могут быть снижены: во-первых, при
38
передаче движущихся изображений и периферийное зрение чувствительно к
такому разрешению, во-вторых, глаз очень быстро может перемещаться в
пределах широкого диапазона углов обзора. Минимальная разрешающая
способность, при которой индикатор еще можно считать приемлемым для
бортового применения – 100 угловых секунд.
Оценить угловой размер изображения α, создаваемый на сетчатке
однимпикселем индикатора можно по формуле
(5.2)
где S – линейный размер пикселя, D – расстояние от глаз пилота до экрана.
Исходя из (5.2), при типичном для кабины экипажа расстоянии
доприборной доски D=750 мм размер пикселя, эквивалентный
разрешающейспособности глаза 1′, равен 0,21 мм, отсюда плотность
пикселей должна бытьне менее 47 на 1 см. Это означает, что, например,
индикатор размером 6″x8″должен иметь разрешающую способность не хуже
768x1024, а индикатор9″x12″ - не хуже 1050x1400.
У первых промышленных ЖК индикаторов в 1988 г. плотность была
науровне 30 пиксель/см, сейчас стандартной считается 47 пиксель/см.
В авиационных ЖК индикаторах плотность сейчас составляет 30-50
пиксель/см.
Проведенные исследования показывают, что для достижения оптимальной
разрешающей способности в бортовых индикаторах потребуется плотность
63-67 пиксель/см (для индикатора 9″x12″ это соответствует разрешающей
способности 1500x2000).
В перспективных индикаторах, показывающих подвижные и сложные
изображения, например, «туннель в небе» потребуется плотность порядка 80
пиксель/см.
В трехмерных ауто стереоскопических дисплеях, появление которых на
борту ожидается вболее отдаленной перспективе, для того, чтобы сохранить
разрешающуюспособность, горизонтальную плотность пикселей нужно
будет увеличитьвдвое.
Разрешающая способность определяет не только возможное качество
изображения, она является мерой информационной емкости экрана: при
равной площади экрана индикатор с большей разрешающей способностью
можетразместить на экране больше информации. По существу пиксель
39
является аналогом информационного бита и чем больше таких единиц
изображения включает экран, тем больше его информационная емкость.
Поэтому информационную емкость I можно определить как общее
количество пикселей экрана: I = H ⋅V ,
где H и V – разрешающая способность, соответственно, по горизонтали
ивертикали. Информационная емкость выражается в миллионах пикселей –
мегапикселях.
В компьютерной промышленности ЖК дисплеи в течение 13 лет
существования непрерывно наращивали свою информационную емкость:
от0,03 Мпикселя (VGA) до 1,3 Мпикселя (SXGA). Телевидение высокой
четкости требует разрешающей способности 1920x1080 (2 Мпикселя).
Сейчасдоступны мониторы с разрешающей способностью 2000x2000 (4
Мпикселя), а22″ цветной ЖК монитор фирмы IBM имеет информационную
емкость 9,2Мпикселя. Авиационные индикаторы повторяют путь
промышленных дисплеев. Сейчас их информационная емкость составляет от
0,3-0,4 Мпикселя (серийно выпускаемые индикаторы разработки 5-7-летней
давности) до 1,3-1,4 Мпикселя (новые индикаторы с большим экраном).
По прогнозам информационная емкость основных индикаторов в будущем
составит около 5М пикселей, другие индикаторы на приборной доске будут
иметь информационную емкость 1-2 Мпикселя.
Индикаторы, о которых шла речь выше, представляют информацию ввиде
двумерных изображений. Человеческое зрительное восприятие является
трехмерным и с учетом третьего измерения зрительная система человека
имеет информационную емкость 1000 Мпикселей (1 гигапиксель).
Индикаторы, представляющие трехмерные изображения, уже появляются, но
для авиационного применения они пока не пригодны.
Структура пикселя. В монохромных индикаторах пиксель является
мельчайшей структурной единицей изображения и собственной структурой
необладает. У цветных индикаторов различают цветной пиксель и
субпиксель.
Цветной пиксель состоит как минимум из 3 субпикселей красного, синего
и зеленого цветов, которые вместе создают нужный цвет. В бортовых
индикаторах в состав цветного пикселя иногда добавляют четвертый
субпиксель зеленого цвета, что позволяет показывать монохромное зеленое
изображение от сенсоров (оптико-локационной станции, радиолокатора)
40
свдвое большей разрешающей способностью, так как количество
управляемых зеленых точек на экране оказывается вдвое большим.
Cубпиксели могут располагаться в виде вертикальной или горизонтальной
полоски (stripe), треугольника (deltatriad) или квадрата (quad).Исследования
фирмы Honeywell показали, что форма треугольника является оптимальной
для индикаторов, предназначенных для пассажирских
магистральных
самолетов. Для военных ЛА, у которых требуется индикацияизображений от
сенсоров, предпочтительней структура quadRGBG (RGGB),т.е. квадрат с
одним красным, одним синим и двумя зелеными субпикселями.
Структура пикселя имеет значение при ограниченной разрешающей
способности. По мере ее увеличения важность расположения субпикселей
уменьшается. [9]
§2.6 Яркость.
Яркость является основной характеристикой света. Величиной яркости
определяется величина нервных импульсов, возникающих в сетчатке глаза.
Источник света или освещенный предмет будет тем лучше виден, чем
большую силу света излучает каждый элемент поверхности в направлении
глаза. Яркость элемента индикации определяется как отношение силы света,
испускаемой в направлении оператора к площади светящегося знака
где J – сила света, т.е. световой поток, излучаемый на единицу телесного
угла;
S – площадь светящейся поверхности; β – угол между плоскостью экрана и
направлением на наблюдателя. Яркость измеряется в канделах на квадратный
метр.
В общем случае яркость предмета определяется двумя составляющими
яркостью излучения и яркостью за счет внешней засветки (яркостью
отражения):
Яркость излучения определяется мощностью источника света и
егосветоотдачей. Яркость отражения определяется уровнем освещенности
данной поверхности и ее отражающими свойствами:
41
где Е – освещенность поверхности;
ρ – коэффициент отражения поверхности,π - константа (3,14).
Индикатор должен обеспечивать яркость, позволяющую надежно
считывать с его экрана информацию во всех условиях применения.
Требуемая яркость изображения определяется, в основном, уровнем
освещенности экрана: с увеличением освещенности изображение становится
хуже различимым,«расплывается». Для мониторов компьютеров, которые
эксплуатируются принизкой освещенности (на земле, затененное помещение)
норма яркостисоставляет 25-65 кд/м2, для различения мелких деталей
требуется не менее 100кд/м2, для опознания подвижных изображений - не
менее 300 кд/м2. К авиационным индикаторам предъявляются значительно
более высокие требования по яркости, так как освещенность увеличивается с
увеличением высоты над поверхностью земли. Для пассажирских самолетов
освещенность вплоскости приборной доски в зоне прямого попадания
солнечных лучей может достигать величины 70000-78000 лк, однако такой
уровень освещенности в процессе длительного полета достаточно редкое
явление и составляет 2-5% отобщего времени полета. В то же время
освещенность в плоскости приборной доски в пределах 30000-50000 лк при
полетах самолета на высотах до 15000 м встречается довольно часто. На
военных самолетах, имеющих прозрачный фонарь и летающих на больших
высотах, освещенность в кабине может достигать 100000 лк. Так как
индицируемая информация жизненно важна, индикатор должен быть
рассчитан на предельный для данного класса ЛА уровень освещенности.
Для индикаторов с большим экраном, в которых в основном используются
коммерческие ЖК панели, достижение указанного уровняяркости
проблематично. Максимальная яркость коммерческих панелей – около300
кд/м2.
Яркостные характеристики бортового индикатора должны учитывать не
только возможный уровень освещенности в плоскости приборной доски,
нотакже и то обстоятельство, что пилот постоянно переводит взгляд изза
кабинного пространства на индикатор и обратно. Если солнце бьет ему
вглаза, то для различения информации на экране после перевода взгляда
вкабину требуется аккомодация глаз. Чтобы сократить время аккомодации
индикатор должен обеспечивать очень высокую яркость. Исследования
наземле в помещении с естественным освещением показали, что при
42
переводевзгляда, сфокусированного в бесконечность, на экран индикатора
зависимость времени пере аккомодации от яркости изображения имеет явно
выраженнуюступеньку: при яркостях больше 750 кд/м2 заметного
сокращения времени аккомодации не наблюдается. Таким образом, если бы
работа оператора требовала постоянного перевода взгляда за окно и обратно
на индикатор, то наземле такой яркости было бы достаточно. Для условий
авиационного применения подобные исследования также проводятся,
известны предварительные результаты, согласно которым минимальное
время аккомодации наблюдается при яркости индикатора порядка 1200-1370
кд/м2.
Ночью уровень яркости индикатора должен быть совсем другим, обычно
требуется 0,35 кд/м2, если не используются очки ночного видения и 1
кд/м2,если используются. Желательно минимальный предел яркости иметь
на уровне0,1 кд/м2.
Так как в поле зрения оператора могут попадать предметы с различной
яркостью, то в инженерной психологии вводится понятие адаптирующей
яркости. Под ней понимают ту яркость, на которую адаптирован (настроен)
вданный момент времени зрительный анализатор. Приближенно можно
считать,что для изображений с прямым контрастом адаптирующая яркость
равна яркости фона, а для изображения с обратным контрастом — яркости
предмета.
Наилучшие условия для работы будут при уровнях адаптирующей
яркости,лежащей в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен
кд/м2. Сигналы с большей яркостью могут вызвать нежелательное состояние
глаз ослепленность. Слепящая яркость изображений определяется размером
светящейся поверхности наблюдаемого объекта, яркостью сигнала и уровнем
адаптации глаза [5]:
где β - телесный угол наблюдения светящейся поверхности (в
стерадианах); Bа - адаптирующая яркость.
Для создания оптимальных условий зрительного восприятия необходимо
не только обеспечить требуемую яркость и контраст сигналов, но также и
равномерность распределения яркостей в поле зрения, чтобы восприятие
информации не требовало постоянной переадаптации глаз. Равномерность
яркости определяется как отношение минимальной яркости светящихся
43
элементов к максимальной, по всему полю индикатора она должна быть
неменее 1:3. Если изменение яркости по площади экрана на 50-100% вполне
приемлемо, то резкие перепады яркости уже в 5% различимы глазом и
недолжны иметь места. Поэтому иногда задают равномерность яркости
отдельнона большой и на малой площади.
В интервале между минимальной и предельной для данного индикатора
яркостью должна обеспечиваться возможность плавного регулирования
яркости. Для аналоговых индикационных устройств типа ЭЛТ возможности
регулировки характеризовали количеством градаций яркости. Градации
яркости различаются в 2 раз (примерно в 1,414 раз). Это отношение не
несеткакого-то физического смысла, так как человеческий глаз способен
различать внесколько раз меньшие отличия в яркости, а установилось
исторически. Для индикационных устройств с линейной яркостной
характеристикой, представителем
которых является ЭЛТ, количество
градаций яркости SOGсвязано с коэффициентом контрастности Ки
следующим соотношением:
Некоторые из рассчитанных по этой зависимости точек приведены
втаблице 5.3.
Таблица 5.3
SOG
Современные плоскопанельные индикаторы (жидкокристаллические и
другие) в большинстве случаев не являются аналоговыми: их яркость может
меняться только дискретно, то есть с определенным шагом. Диапазон
регулирования этих индикаторов характеризуют числом этих ступеней,
которое имеет совершенно иной смысл, чем для аналоговых индикаторов, так
как ступени отличаются между собой не в 2 раз, а в совершенно
другом,выбранном разработчиком, соотношении. Кроме числа ступеней
регулирование яркости характеризуется законом регулирования – линейным,
логарифмическим или другим. При линейном законе регулирования
яркостичисло ступеней указывают в виде отношения, например, 9600:1, что
при максимальной яркости 700 кд/м2 означает, что минимальный шаг
изменения яркости и минимальное значение яркости составляют 0,079600700
44
= кд/м2. Для современного авиационного индикатора минимально
приемлемым считается диапазон регулирования яркости 4000:1, от 685 кд/м2
до 0,17 кд/м2. Для ЖКИ с учетом влияния на лампу подсвета температуры и
старенияжелательно иметь гораздо более широкий диапазон регулирования.
У многих современных ЖКИ обеспечивается диапазон регулирования
10000:1, 20000:1 идаже 30000:1.
Регулирование яркости может производиться как вручную пилотом, так
иавтоматически самим индикатором. Автоматическая регулировка позволяет
безучастия пилота поддерживать необходимый контраст изображения при
изменении внешней освещенности. Для этого индикатор должен иметь
датчик освещенности. Автоматическая регулировка характеризуется
диапазоном регулирования (обычно от 100 до 100000 лк), временем отклика
и законом регулирования. [9]
В перспективных индикаторах ожидается диапазон яркости:
- для пассажирских ЛА от 3,4 до 750 кд/м2;
- для военных самолетов от 0,1 до 1200 кд/м2.
Диапазон регулирования яркости должен возрасти до 40000:1.
§2.7 Контраст.
Видимость предметов определяется также контрастом их поотношению к
фону. Контраст характеризует качество воспроизводимой наиндикаторе
информации и влияет на время восприятия оператором индикации,скорость
считывания и точность опознания, что имеет большое значение вусловиях
дефицита времени, отводимого пилоту на обзор индикатора.
Различают яркостный контраст и цветовой контраст. Яркостный контраст
характеризует различимость предмета на фоне с точки зрениясоотношения
их яркостей, цветовой контраст - с точки зрения соотношения ихцветов.
Есть два вида яркостного контраста, прямой (предмет темнее фона)
иобратный (предмет ярче фона). Работа при прямом контрасте является более
благоприятной, чем работа при обратном контрасте.
Количественно величина яркостного контраста оценивается как отношение
разности в яркости предмета и фона к большей яркости:
При прямом контрасте Bmax – яркость фона,Bmin – яркость символа;
При обратном контрасте Bmax – яркость символа, Bmin – яркость фона.
Контраст может выражаться в относительных единицах или процентах.
45
Контраст до 0,2 рассматривается как малый, 0,2-0,5 – как средний и более 0,5
– как высокий. Оптимальная величина контраста считается равной 0,6-0,95.
Минимальное значение яркостного контраста, при котором глаз
различаетобъект (порог контрастной чувствительности), равен 0,02-0,03 в
случае, когдаточно известно направление на объект, и 0,07-0,09 при
нефиксированном наблюдении.
Большое влияние на условия видимости предметов оказывает величина
внешней освещенности. Однако это влияние будет различным при работе
оператора с изображениями, имеющими прямой и обратный контраст.
Увеличение освещенности при прямом контрасте приводит к улучшению
условий видимости (величина контраста увеличивается). При обратном
контрасте отраженный от экрана индикатора свет добавляется к излучаемому
свету, при этом видимость символов ухудшается (величина контраста
уменьшается).
Обеспечение требуемой величины контраста является только
необходимым, но еще недостаточным условием нормальной видимости
предметов. Нужно знать также, как этот контраст воспринимается в данных
условиях. Для его оценки вводится понятие порогового контраста, который
равен
где dBпор — пороговая разность яркости, т.е. минимальная разность
яркостипредмета и фона, впервые обнаруживаемая глазом, Bф – яркость
фона.
Для нормальной видимости величина контраста К должна быть больше
Kпор в 10—15 раз.
Величина порогового контраста зависит от яркости и размеровпредметов.
С увеличением яркости уменьшается значение порогового контраста, однако
при яркости фона от 0 до 3000 кд/м2 пороговый контраст практически не
зависит от яркости фона и цветности свечения предъявляемой информации, а
определяется только угловым размером изображений (знаков,цифр,
символов, геометрических фигур и др.): пороговый контраст уменьшается
при увеличении размера изображения, т.е. предмет большегоразмера виден
при меньших контрастах.
Для оценки контраста часто вместо яркостного контраста используют
коэффициент контрастности Ки (contrastratio)
46
,
где при обратном контрасте Bmax — средняя яркость символа;
Bmin — средняя яркость фона, при прямом - наоборот.
Яркостный контраст K и коэффициент контрастности Kи связаны между
собой следующим образом:
Часто Ки указывают в виде отношения, например, Ки=4,66 записывают в
виде 4,66:1.
Требования к бортовым индикаторам в части яркостного контраста
вусловиях максимальной освещенности 100000 лк установлены в ОСТ1
00345-87
и
руководстве
по
эргономическому
обеспечению
гражданскойавиации РЭО-ГА-ЭТ (не менее, соответственно, 0,5 и 0,6). К
настоящемувремени эти требования несколько устарели. Современный
уровень требований отражает таблица 2.4.
Таблица 2.4
У существующих авиационных ЖК индикаторов коэффициент
контрастности в условиях высокой освещенности составляет 5-8, при
низкой(ночью) – 50-120.
За рубежом также приняты такие характеристики контраста, как:относительный контраст
- модуляция яркости (luminance modulation, Michaelson contrast)
47
.
Так как для краткости все четыре характеристики контраста (K, Kи,
Kотн,Kмод) называют просто «контрастом», это часто создает путаницу.
Коэффициент отражения. Яркость фона индикаторных устройств при
неизменном уровне освещенности растет с увеличением коэффициента
отражения фона. Коэффициент отражения показывает, какая часть
падающегона поверхность светового потока отражается ею. Во многом он
определяется цветом поверхности и в большинстве случаев находится в
диапазоне от 0,07(черный цвет) до 0,9 (белый). Так как большинство
электронных индикаторов работает в условиях обратного контраста (черный
фон, яркие символы), то при увеличении яркости фона ухудшается контраст
изображения, поэтому приразработке электронных индикаторов стараются
обеспечить минимально возможную величину коэффициента отражения
фона за счет использования нейтральных светофильтров, поляризационных
пленок и просветляющих покрытий. В большинстве случаев эти меры
негативно сказываются на яркости изображения: она уменьшается.
Свойства отраженного света зависят от строения, направления и формы
источника света, от ориентации и свойств поверхности. Отраженный
отобъекта свет может быть диффузным или зеркальным.
Диффузное отражение света происходит, когда свет как быпроникает под
поверхность объекта, поглощается, а затем вновь испускается.
При этом положение наблюдателя не имеет значения, так как
диффузноотраженный свет рассеивается равномерно по всем направлениям.
Коэффициент диффузного отражения зависит от свойств вещества и от
длиныволны света, но обычно считается постоянным. Коэффициент
диффузногоотражения современных бортовых ЖКИ составляет 0,1-0,2%.
Зеркальное отражение происходит от внешней поверхности объекта.
В отличие от диффузного отражения света, зеркальное отражение является
направленным. Коэффициент зеркального отражения зависит от угла
падения,однако даже при перпендикулярном падении зеркально отражается
толькочасть света, а остальной либо поглощается, либо отражается
диффузно. Эти соотношения определяются свойствами вещества и длиной
волны света.
Коэффициент зеркального отражения экрана должен быть не более 0,75%.
48
Сильной стороной ЖКИ является различимость изображения при
солнечной засветке, однако в отношении отражения они имеют те же
проблемы, что и другие типы индикаторов. Экран ЖКИ состоит из
нескольких слоев и каждый слой вносит свою долю в отношении зеркального
отражения, кроме того поляризатор изготавливают из пластика и он имеет
иной коэффициент преломления, чем соседний слой стекла или клей между
ним ислоем стекла.
§2.8 Цветность.
В настоящее время все используемые в авиации технологиииндикации
(ЭЛТ, жидкокристаллические, плазменные и т.д.) демонстрируют
возможность создания полноцветных индикаторов.
Диапазон
цветов,
которые
способен
воспроизвести
индикатор,определяется его первичными цветами – красным, зеленым и
синим, смешение которых и создает все возможные цвета. Чем ближе
первичные цвета к монохроматическим, тем более насыщенными они
становятся и тем ширецветовая палитра индикатора. Однако ни один
фиксированный наборпервичных цветов не способен создать весь диапазон
цветов, различаемых человеком. Более того, при увеличении насыщенности
первичного цвета уменьшается его спектральный диапазон и как следствие
уменьшается яркость излучения, поэтому выбор первичных цветов – это
всегда компромисс между цветовой палитрой и яркостью.
У бортовых индикаторов цветность характеризуется количеством уровней
серого. Количество уровней серого NG - это количество оттенковкаждого из
основных цветов (красного, зеленого и синего), которые может показать
данный индикатор. Смешиваемые друг с другом оттенки трехосновных
цветов позволяют иметь палитру из (NG)3 цветов. Например,индикатор с 64
уровнями серого позволяет получить 643 = 262144 цвета, аиндикатор с 256
уровнями серого имеет свыше 16 миллионов цветов. Важное значение имеет
выдерживание линейной зависимости при делении диапазона цвета на
градации.
Для индикации символьной информации достаточно дополнительно к 3
основным цветам иметь всего 1-4 смешанных цвета. В растровых
индикаторах типа ЖКИ при изображении движущихся, вращающихся
элементов требуется сглаживание, в этом случае необходимо иметь не менее
8 уровней серого. При выводе видео изображения и информации от бортовых
49
сенсоров нужно ещебольше уровней серого – не меньше 16. Современные
ЖКИ редко имеютменьше 64 уровней.
Следует отметить, что количество уровней серого позволяет получить
высокое качество изображения только при условии обеспечения по всему
полюэкрана хорошего контраста и равномерной яркости, а также при
условии линейности изменения уровней серого. 128 уровней не имеют
смысла при равномерности яркости 40%, не линейности уровней серого и
низком контрасте.
§2. 9 Временные характеристики.
Временные характеристики индикации должны быть выбраны с учетом
времени инерции глаза (времени, в течениекоторого свет после выключения
продолжает действовать на глаз) и времени задержки восприятия световых
сигналов. К временным характеристикам относятся: запаздывание
индикации, частота обновления информации и частотарегенерации
изображения.
Для информации, используемой при ручном пилотировании ЛА, частота
обновления на экране должна быть 15-30 Гц, а запаздывание индикации
(включая датчик), не должно превышать эквивалентную постоянную
времени 100 мс.У многих типов систем индикации прорисовку изображения
необходимопостоянно повторять, иначе оно быстро тускнеет и исчезает с
экрана. Так, например, обстоит дело с индикаторами на ЭЛТ: люминофор в
них светится очень короткое время. Для таких систем одной из основных
характеристик является частота регенерации изображения на экране
индикатора (ЧРИ).
Величина ЧРИ должна быть больше критической частоты мельканий. Для
монохромных индикаторов ЧРИ должна быть не менее 50 Гц, а для цветных не менее 60 Гц. При телевизионном методе воспроизведении изображения
частота полей/кадров должна составлять не менее 40/80 Гц для монохромных
и50/100 Гц для цветных индикаторов. Это значительно больше, чем
требуетсядля коммерческого телевидения (25/50 Гц в системе SECAM, 30/60
Гц всистеме PAL).
Высокая частота регенерации изображения требуется не только для
тогочтобы обеспечить его яркость. Для движущихся изображений нужно,
чтобы пиксели не только быстро включались, но и быстро выключались,
иначе наэкране за движущимися изображениями возникает светящийся
50
шлейф. Втечение цикла регенерации изображения пиксель должен успевать
перейти изодного состояния в противоположное.
§2. 10 Геометрические искажения
Точность
воспроизведения
информации
всистеме
индикации
характеризует смещение изображения относительно системы координат.
Точность воспроизведения должна быть не ниже точности ее обработки.
Рассматриваемая характеристика в значительной степени зависит от
возможностей пилота и характера решаемых задач. Рекомендуется, чтобы ни
один элемент изображения не смещался более, чем на величину, равную
2%высоты экрана. Характеристиками геометрических искажений также
являются дрожание изображения по горизонтали и по вертикали, линейные
искажения погоризонтали и по вертикали. ARINC 421 устанавливает
следующие требованияв отношении искажений:
– ошибка позиционирования не более 1% диагонали экрана или 2 мм(что
меньше);
– ошибка положения одного символа относительно другого не более
0,5мм;
– дрожание символов не более 2 мм;
– позиционная нестабильность всего изображения не более 1,3 мм
повертикали и по горизонтали;
– нестабильность размера изображения не более 1,8 мм по вертикали ипо
горизонтали.
Приведенные требования относятся к индикаторам на ЭЛТ, для
плоскопанельных технологий, в частности –ЖКИ, указанные дефекты
изображения нехарактерны и положение символа на экране обеспечивается с
точностью до 1 пикселя. [9]
51
Выводы по главе 2
В данной главе рассматриваются основные способы индикации, их
достоинства и недостатки, области применения. К настоящему времени
разработано много разных способов индикации информации и выбор
подходящего для конкретного случая способа часто является непростой
задачей.
На современных ЛА главным средством индикации стали электронные
индикаторы. В отличие от традиционного прибора, индицирующего
обычно1-2, максимум 5-8 параметров, на экране электронного индикатора
могут индицироваться десятки параметров и сигналов, сменяя друг друга по
мере необходимости. Также по сравнению со старыми вариантами они
отличаются по функциональности долговечности и весовым параметрам.
52
Глава 3.
Краткий обзор Индикатора системы раннего
предупреждения приближения самолета к поверхности
земли – описание и работа
§3.1 Технические данные.
Индикатор СРПБЗ нормально функционирует при электропитании его от
бортовой сети постоянного тока напряжением от 18,0 В до 31,0 В.
Мощность, потребляемая индикатором СРПБЗ от сети электропитания 27
В, не превышает 35 Вт.
Индикатор СРПБЗ функционирует в любое время суток и года в простых и
сложных метеоусловиях, в различных географических широтах, в том числе
над горными массивами и водными поверхностями.
Время готовности индикатора СРПБЗ к работе с момента подачи
электропитания не более 1 минуты после подачи на него питающего
напряжения.
Индикатор СРПБЗ длительно и непрерывно работает в течение 16 часов.
По внешним воздействиям индикатор СРПБЗ соответствует документу
НЛГС-3 по кодам:
BV/IVnp,зонаА, грунт, У1-УЛ-ДРШ-ТП*-ВЛ1-ТМХ-РО-ППХ-РС-ПГХАШХ-ВДХ.
- предъявляемые требования по температуре окружающей среды:
- Рабочая пониженная температура среды
- Предельная пониженная температура среды
- Рабочая повышенная температура среды
- Кратковременная повышенная температура среды
- Предельная повышенная температура среды
- минус 40°С
- минус 50°С
- плюс 55°С
- плюс 70°С
- плюс 85°С
Масса индикатора СРПБЗ - не более 3,0 кг.
Е3.1 Состав индикатора СРПБЗ приведен в таблице 1
Таблица 1
53
Состав индикатора СРПБЗ НГТК.461531.001 - 01 приведен в таблице 2
Таблица 2
Состав индикатора СРПБЗ НГТК.461531.001 - 02 приведен в таблице 3
Таблица 3
54
§3.2 Описание индикатора системы раннего предупреждения
приближения самолета к поверхности земли.
Отображаемая информация.
В Индикаторе СРПБЗ для вариантов исполнения НГТК. 461531.001;
НГТК.461531.001 - 01; НГТК.461531.001 - 02; НГТК.461531.001 - 03
предусмотрено два режима отображения подстилающей поверхности:
- вид сверху («План»);
- вид сбоку («Профиль»),
Управление режимом индикации «План» «Профиль» для вариантов
исполнения НГТК.461531.001; НГТК.461531.001 - 01 осуществляется по
разовой команде «корпус/разрыв», поступающей от органа управления
(кнопки) на приборной доске в месте расположения Индикатора СРПБЗ.
Управление режимом индикации «План» «Профиль» для вариантов
исполнения НГТК.461531.001 - 02; НГТК.461531.001 - 03 осуществляется от
кнопки «ВИД» в окне «ИНДИКАЦИЯ» на лицевой панели Индикатора
СРПБЗ.
В режиме «ПЛАН» на экране Индикатора СРПБЗ отображается
прямоугольный участок подстилающей поверхности, расположенной
55
впереди по движению ВС. Точка, соответствующая текущему
местоположению ВС, располагается в середине нижней кромки экрана
Индикатора СРПБЗ.
Для удобства оценки расположения препятствия относительно ВС на
экране Индикатора СРПБЗ отображается сетка системы координат
«удаление» - «направление на препятствие»:
- дуги равноудаленных от ВС точек подстилающей поверхности (с шагом,
равным ¼ диапазона дальности) - 4 дуги;
- прямые равных курсовых углов (с шагом 30°) - 5 прямых.
Величина диапазона дальности в режиме «План» (вперед по движению
ВС) и цена деления сетки системы координат по дальности отображается в
левом верхнем углу экрана Индикатора СРПБЗ
Величина диапазона дальности в режиме «Профиль» (вперед по движению
ВС) и цена деления сетки системы координат по дальности отображается в
правом нижнем углу экрана Индикатора СРПБЗ
В режиме «Профиль» на экране Индикатора СРПБЗ отображается разрез
участка подстилающей поверхности, расположенной впереди по движению
ВС. Точка, соответствующая текущему местоположению ВС, располагается в
середине левой кромки экрана Индикатора СРПБЗ.
Для удобства оценки расположения препятствия относительно ВС на
экране Индикатора СРПБЗ отображается сетка прямоугольной системы
координат «удаление»(в км) (п т ) - «превышение препятствия относительно
ВС» (в м).
Объекты рельефа и искусственные препятствия отображаются на экране
индикатора СРПБЗ с использованием красного, оранжевого, желтого и
зеленого цветов.
Зависимость цвета отображения препятствия от величины его превышения
относительно высоты ЛА приведена на рис.Б.9 Приложения Б. Объекты
рельефа и искусственные препятствия, расположенные ниже 660 м под ВС,
на индикаторе СРПБЗ не отображаются экран индикатора СРПБЗ для таких
участков подстилающей поверхности черного цвета.
Отображаемые препятствия, представляющие реальную опасность
(препятствия, по которым СРПБЗ выработала предупреждающую или
аварийную сигнализацию) выделяются соответствующим цветом в
мигающем режиме в пределах зоны сигнализации.
При выработке СРПБЗ сигналов речевых сообщений одновременно с
речевыми сообщениями в поле экрана для индикации текстов речевых
56
сообщений индикатора СРПБЗ отображается окрашенный текст
выработанного речевого сообщения. Текст окрашивается в красный цвет,
если речевое сообщение является аварийным и в желтый цвет, если речевое
сообщение является предупреждающим. Текст уведомительных речевых
сообщений на экране индикатора СРПБЗ не отображается.
В поле экрана для индикации текстовых сообщений о состоянии СРПБЗ
отображаются текстовые сообщения об отключении режима раннего
предупреждения или сообщения о выявленных отказах индикатора СРПБЗ и
СРПБЗ.
В поле экрана для выдачи информации об отключении и неактивности
режимов сигнализации СРПБЗ.
При выработке речевых сообщений сигнализации СРПБЗ участки рельефа
внутри сектора срабатывания, вызвавшие сигнализацию, окрашиваются
циклически изменяющимися цветами:
- светло-красный / темно-красный - при выработке аварийной
сигнализации,
- светло-желтый / темно-желтый - при выработке предупреждающей
сигнализации.
При выработке речевых сообщений сигнализации СРПБЗ в верхней части
поля экрана отображается текст речевого сообщения:
- красным цветом - при выработке аварийной сигнализации,
- желтым цветом - при выработке предупреждающей сигнализации.
На лицевой панели блока индикатора СРПБЗ НГТК.467846.001
расположен переключатель яркости экрана. При перемещении ручки
переключателя яркости из крайнего левого положения в крайнее правое,
яркость изображения изменяется от минимального уровня до максимального.
На блоке индикатора СРПБЗ НГТК.467846.001, НГТК.467846.001-02
регулировка яркости экрана предусмотрена с помощью выносного
переключателя яркости типа П Р 2 - 10П1Н РВ.
На лицевой панели блока индикатора СРПБЗ НГТК.467846.001 - 01 и
НГТК.467846.001 - 03, расположены четыре органа (кнопки) управления
индикацией и масштабом. [10]
57
§3.3 Взаимодействующее оборудование
Индикатор СРПБЗ обменивается информацией с СРПБЗ по ARINC-429 и с
бортовой аппаратурой ПИ СНС (при необходимости) по RS-232/422.
Электропитание индикатора СРПБЗ осуществляется от бортовой сети
постоянного тока напряжением от 18,0 В до 31,0 В.
На задней стенке блока индикатора установлены предохранитель и клемм;
заземления, обеспечивающая соединение корпуса блока Индикатора СРПБЗ с
корпусом ВС.
Подключение блока индикатора к бортовому антенному кабелю СНС
самолета осуществляется через соединитель типа TNC - BJ, установленный
на задней стенке блока. [2]
§3.4 Основные характеристики входных сигналов
От СРПБЗ сигналы принимаются в виде последовательного 32 разрядного
биполярного кода по ГОСТ 18977-79 и РТМ 1495-75 (ARINC429).
Скорость выдачи составляет 100 кбит/с.
В состав информации входит:
• информация о рельефе поверхности для отображения на экране
Индикатора СРПБЗ;
• служебная информация.
Для отображения рельефа поверхности вся площадь экрана, которую
занимает информация о рельефе, разбивается на элементы. При размере
области вывода информации 320 х 232 пикселей каждый элемент
изображается в виде квадрата 4 x 4 пикселей. Экран индикатора условно
разбивается на 10 строк. Каждая строка содержит 6 элементов по вертикали и
80 по горизонтали. Информация о цвете рельефа передается построчно 32-х
разрядными словами. Каждая строка, таким образом, передается 80-ю
словами, каждое из которых содержит цвет 6-ти вертикальных элементов в
соответствии с таблицами 6 и 7.
Элементы нумеруются сверху вниз, столбцы - слева направо. Для передачи
столбцов используется 80 адресов с 1-го по 80-й.
Служебная информация передается в слове с адресом 2428, в котором
содержится информация о масштабе дальности, кодах предупреждения и
наличии препятствий в зоне индикации.
58
§3.5 Работа индикатора СРПБЗ.
Включение индикатора СРПБЗ производится при подаче на него + 27 В
бортовой сети. После включения происходит автоматическая подготовка
индикатора СРПБЗ к работе, которая длится примерно 60 секунд. При этом
на синем фоне экрана появляется изображение трех цифр (015; 014; 013; 012;
011; 010) в белых прямоугольных рамках.
Далее индикатор переходит в режим старт - контроля, при этом на синем
фоне экрана отображается текст.
При проведении встроенного контроля необходимо нажать кнопку
«ТЕСТ-КОНТРОЛЬ СРПБЗ» в течение 5 с, при этом на экране индикатора
СРПБЗ в соответствии с циклограммой тест - контроля формируется
изображение восьми цветовых полос, однородных по вертикали, в
следующей последовательности (слева - направо)Черная;
Зеленая (100%); Желтая (100%); Оранжевая; Красная (100%); Желтая (100%),
(мигающая, с изменением насыщенности); Красная (100%), (мигающая, с
изменением насыщенности);Фиолетовая (100%) и в центре экрана
отображается сообщение: «ТЕСТ- КОНТРОЛЬ» Далее на индикаторе
отображается сообщение «НЕ СНИЖАЙСЯ» («DON’T SINK»), а затем
примерно через 5с сообщение «ГЛИССАДА» («GLIDE SLOPE»)
одновременно с речевыми сообщениями в СПУ «НЕ СНИЖАЙСЯ» («DON’T
SINK») и « ГЛИССАДА» («GLIDE SLOPE»). [11]
§3.6 Основные функции
Индикатор СРПБЗ обеспечивает:
• обработку входных сигналов;
• формирование изображения по информации, поступающей от СРПБЗ;
• формирование выходных сигналов;
• встроенный контроль работоспособности.
§3.7 Состав блока индикатора
В состав блока индикатора СРПБЗ входит:
• Устройство отображения НГТК.467846.002
• Плата процессора НГТК.467444.002
• Устройство комбинированное НГТК.468362.001
• Переключатель ПР2- 10П 1Н РВ ОЮ0.360.067 ТУ
• Корпус
59
§3.8Порядок функционирования
Устройство комбинированное НГТК.468362.001 обеспечивает:
• прием информации от ПИ СНС и передачу ее на плату процессора
• прием и выдачу разовых команд;
• питание схемы от вторичного источника питания.
Плата процессора производит:
• обработку поступающей информации;
• обработку входных разовых команд;
• формирование выходной разовой команды;
• формирование изображения на экране Индикатора СРПБЗ;
• встроенный контроль Индикатора СРПБЗ
Программное обеспечение (ПО) индикатора СРПБЗ, хранится в постоянно
- запоминающем - устройстве (ПЗУ), расположенном на плате процессора.
Устройство отображения обеспечивает преобразование информации,
поступающей от процессора и отображение ее на экране блока индикатора
СРПБЗ.
Переключатель ПР2-10П 1Н РВ ТУ обеспечивает регулировку яркости
изображения на экране блока индикатора СРПБЗ.
На лицевой панели ИНДИКАЦИЯ кнопка «ВИД» обеспечивает
переключение режимов индикации «ПЛАН» или «ПРОФИЛЬ».
После включения индикатора СРПБЗ по умолчанию устанавливается
режим индикации «ПЛАН». Для изменения режима индикации необходимо
однократно нажать кнопку «ВИД», при этом устанавливается режим
индикации «ПРОФИЛЬ». Для возврата в режим «ПЛАН» необходимо еще
раз нажать кнопку «ВИД».
После включения индикатора СРПБЗ по умолчанию устанавливается
диапазон дальности 20 км. В крейсерском полете устанавливается диапазон
дальности 40км.
На лицевой панели МАСШТАБ кнопка «Т»уменьшает ««диапазон
дальности в 2раза после однократного нажатия.
На лицевой панели МАСШТАБ кнопка « А «увеличивает диапазон
дальности в 2раза после однократного нажатия.
Диапазон дальности изменяется от 10 км до 640 км. [10]
60
§3.9 Недостатки индикатора СРПБЗ
В ходе анализа системы СРПБЗ, а в особенности блока индикатора был
обнаружен ряд недостатков.
А именно: представленный блок индикатора имеет большие габариты –
это загромождает итак небольшие размеры кабины пилотов.
Если даже блок индикатора представлен в виде жидкокристаллического
индикатора, как это было обнаружено проходя ознакомительную практику в
аэропорту Ташкент, на современных самолетах типа AIRBUS и BOEING то
это создает маленькое неудобство в его эксплуатации так как механическое
нажатие кнопок производит задержку выполнения операций.
В отличае от сенсорного индикатора, где процесс функциональных
действий будет на порядок быстрей.
Также блок индикатора СРПБЗ имеет большую массу по сравнению с
навигатором Garmin aera 796, что
приводит к утяжелению общей
конструкции самолета.
ИНДИКАТОР СРПБЗ
61
Рисунок 1 - Внешний вид блока Индикатора
Рисунок 2 - Блок Индикатора СРПБЗ (вид спереди).
Рисунок 3 - Блок Индикатора СРПБЗ (вид сбоку).
62
Рисунок 4 - Блок Индикатора СРПБЗ Н (вид сзади).
63
Выводы по главе 3
В
данной
главе
рассмотрены
назначение,
состав,
порядок
функционирования, технические характеристики, и размер индикатора
системы СРПБЗ. Исходя из этого можно делать выводы по поводу его
замены, так как в настоящее время существует множество современных
индикаторов с лучшими конструктивными характеристиками. Что позволит
существенно снизить вес конструкции.
64
Глава 4
Краткий обзор многофункционального планшетного
навигатора Garmin aera 796
§4.1 Внешний вид устройства
В качестве флагмана семейства летных навигаторов выступает Aera модель
796 и демонстрирует 7’’ емкостный сенсорный экран 480х800 (способный
отображать карты в ландшафтном или портретном режиме) и использует
технологию Garmin 3D Vision, предоставляющую пользователям обзор
местности под самолетом, в том числе, рек, взлетно-посадочных полос или
любых других препятствий, а также популярные функции GPSMAP 696.
Это устройство может также служить в качестве электронного планшета
летчика, что позволяет командирам воздушных судов хранить в электронном
виде маршруты полетов и диаграммы аэропортов непосредственно на своих
устройствах. [12]
Внешний вид устройства
65
Включение/ выключение прибора
Для включения или выключения прибора нажмите на кнопку POWER
(питание) иудерживайте ее в нажатом положении.
Первый раз при включении устройства приемник должен собрать
спутниковыеданные и рассчитать текущее местоположение. Для обеспечения
надлежащейинициализации навигатор поставляется с завода в режиме
AutoLocate, которыйпозволяет прибору «найти себя» в любой точке мира.
Во время инициализации на экране показана информация о текущей
базеданных, включающая срок действия, номер цикла и тип базы данных.
Послепросмотра этой информации (на предмет того, не истек ли срок
66
действия базыданных) пользователю предлагают продолжить процедуру
включения.
Коснитесь кнопки PressToAccept(нажмите для подтверждения) для
подтверждения данной информации. Появится экран «домашний».
Рис.: Инициализация базы данных.
§4.2Управление
Основные кнопки навигатора
Кнопки на сенсорном экране меняются в зависимости от отображаемой
функции.
67
Коснитесь следующих пиктограмм для выполнения связанных с ними
функций:
68
Коснитесь следующих пиктограмм для выполнения связанных с ними
функций:
Пиктограммы ближайших объектов
Для доступа к пиктограммам «Ближайшие» второго уровня, находясь на
«Домашнем» экране, коснитесь пиктограммы Nearest (ближайшие).
69
Коснитесь следующих пиктограмм для выполнения связанных с ними
функций:
Пиктограммы погоды (aera 510 & 560)
Для доступа к пиктограммам «Погода» второго уровня, находясь на
«домашнем» экране, коснитесь пиктограммы Weather(погода).
70
Коснитесь следующих пиктограмм для просмотра информации о погоде
на метеорологической карте:
71
Выбор функциивыбор функции:
Коснитесь нужной пиктограммы. После выбора пиктограмма мгновенно
станетсиней.
Рис.: Выбрана пиктограмма «Рельеф» («Домашний» экран).
Прокрутка
Прокрутка вверх/вниз на сенсорном экране:
Коснитесь пиктограммы со стрелкой вверх или вниз (при наличии) или:
Если пиктограммы со стрелками показаны, коснитесь и проведите пальцем
вверх или вниз.
§4.3 Доступ к функциям системы
Меню опций
В навигаторе aera имеется специальная пиктограмма Menu(меню), которая
служит для вызова списка опций для показанной функции.
Меню опций позволяет пользователю получить доступ к дополнительным
функциям или изменить настройки, связанные с текущей отображаемой
функцией.
Навигация по меню опций:
1. Коснитесь пиктограммы Menu(меню) или Menu/D (при наличии).
72
2. Для прокрутки меню опций коснитесь пиктограмм со стрелками
вверх/вниз.
3. Коснитесь желаемой опции меню.
Ввод данных
Буквенно-цифровые данные могут быть введены с помощью клавиатуры. В
некоторых случаях, например, при вводе идентификатора, прибор aera
попытаетсяугадать желаемый идентификатор на основе введенных знаков. В
данном случае,если на экране появился желаемый идентификатор, коснитесь
пиктограммы оКдля подтверждения данных, не заканчивая ручной ввод
оставшихся символов.
Эта функция позволяет пилоту не вводить идентификатор полностью.
Для ввода заранее заданных вариантов данных коснитесь кнопки со стрелкой
влево/ вправо для прокрутки горизонтального списка или коснитесь кнопки
для индикации вертикального списка (если имеется только два варианта
данных,касание кнопки позволяет переключать эти два варианта).
Кроме ввода данных по одному символу с помощью клавиатуры или выбора
заранее заданных вариантов данных в приборе aera предусмотрены
сокращения(«быстрые клавиши») для ввода позиций “FlightPlan” (план
полета), “Nearest”(ближайшие) и “Recent” (недавние).
73
Ввод буквенно-цифровых данных:
1. Если буквенно-цифровые данные могут быть введены, то после нажатия на
желаемую кнопку появится клавиатура.
2. Коснитесь клавиатуры для ввода желаемых данных.
3. Коснитесь оК.
§4.4 Использование экранов карты
Экраны карты широко применяются в приборе aera для обеспечения
информации об окружающей местности во время полета. Большинство карт
aera содержат следующую информацию:
• Аэропорты, навигационные знаки, воздушные пространства, авиационные
трассы, наземные данные (шоссе, города, озера, реки, границы и т.д.) с
названиями.
• Информация, относящаяся к курсору карты (азимут и расстояние до
курсора, координаты курсора, название объекта рядом с курсором и прочая
информация).
• Масштаб карты.
• Пиктограмма самолета (обозначает текущее местоположение).
• Отрезки плана полета.
• Путевые точки пользователя.
• Вектор трека.
• Топографические данные.
Масштаб карты
Используется 23 различных значения масштаба карты: от 200 футов до 800
морских миль. Текущее значение масштаба показано в нижнем правом углу.
Диапазон карты обозначен с помощью масштабной шкалы. Для увеличения
илиуменьшения масштаба карты используйте пиктограммы Out или In.
Настройка масштаба карты:
Находясь на странице карты, коснитесь пиктограммы In(+) или Out(-).
Прокрутка карты
74
Функция прокрутки карты позволяет пилоту:
• Просматривать части карты, находящиеся за текущими границами экрана,
неменяя масштаб карты.
• Выделять и выбирать местоположения на карте.
• Просматривать информацию о выбранном аэропорте, навигационном знаке
или путевой точке пользователя.
• Обозначать местоположения для использования в плане полета.
• Просматривать информацию о воздушных пространствах и авиационных
трассах.
После выбора функции прокрутки (путем касания любой точки карты) на
экране появляется курсор карты. В нижней части экрана карты будет
показано информационное окно с азимутом, расстоянием и временем в пути
от текущего местоположения самолета до курсора, а также высота
местоположения курсора или высота объекта (аэропорта, препятствия и т.д.)
при наличии этих данных.
При касании кнопки картографического объекта (MapFeature) на экране
появляется дополнительная информация о выделенном объекте карты. Если в
местоположении курсора расположено несколько объектов карты, на кнопке
картографического объекта будут показаны зеленые стрелки. При касании
стрелки Влево/ Вправо прокручивается список объектов, расположенных в
выбранном местоположении.
75
Просмотр информации о картографическом объекте:
1. Находясь на экране карты, коснитесь любой точки карты для вызова
курсоракарты. Если курсор карты будет совмещен с каким-либо
картографическимобъектом, этот объект будет выделен, на карте будет
показано информационное окно, а в нижней части экрана на кнопке
картографического объекта будетпоказан выделенный объект карты. Если в
местоположении курсора картыимеется несколько объектов, на кнопке
картографического объекта будутпоказаны зеленые стрелки.
2. При необходимости коснитесь кнопок со стрелками влево/ вправо для
прокрутки списка картографических объектов, расположенных в данном
местоположении.
3. Коснитесь кнопки картографического объекта для просмотра информации
обобъекте карты.
4. Коснитесь пиктограммы Back(назад) для возврата к просмотру карты, или
коснитесь и удерживайте пиктограмму Menu/D (меню) для навигации к
выбранному картографическому объекту. Коснитесь пиктограммы
Cancel(отмена) для удаления курсора карты. [12]
76
§4.5 Предупреждение об опасности
Погодная информация ХМ
• Идентификатор радио – 8-значный идентификационный номер,
используемыйдля активации.
• Уровень обслуживания – приобретенный план подписки на обслуживание
XMWeather.
• Метеорологические продукты – список метеорологических данных и
возрастметеоданных в минутах.
Просмотр радио идентификатора:
Находясь на «домашнем» экране, коснитесь Weather>Menu>Information
(погода > меню > информация).
Спутниковые метеорологические продукты ХМ
NEXRAD (NEXt-generationRADar, радар следующего поколения) – это сеть,
состоящая
из
158
допплеровских
радиолокационных
станций,
обслуживаемыхНациональной метеорологической службой (NWS). Данные
77
NEXRAD обеспечивают централизованную метеорологическую информацию
для континентальнойчасти США и некоторых международных территорий.
Максимальная дальностьодиночной станции NEXRAD составляет 250
морских миль. Кроме широкого диапазона сервисов сеть NEXRAD
обеспечивает важную информацию о неблагоприятных погодных условиях и
безопасности воздушного транспорта.
Данные NEXRAD не являются данными в реальном времени. Между сбором,
обработкой и распространением изображений NEXRAD может проходить
значительноевремя, и эти изображения могут не отражать текущую
ситуацию. Из-за задержеки относительного устаревания данных они могут
использоваться только для целейдолгосрочного планирования. Не
применяйте данные NEXRAD или прочие данныерадаров для полетов внутри
зон неблагоприятной погоды. Используйте этиданные только для оценки
погодных условий перед полетом и во время полета.
На экране прибора показаны комбинированные данные, собранные со всех
станций NEXRAD на территории США. Эти данные собраны из отдельных
картинокрадаров. Информация изображена с использованием цветового кода
для отображения уровня неблагоприятности погоды.
При выборе NEXRAD индикация зоны покрытия радара будет всегда
активной. [11]
Отраженные верхушки
Данные “EchoTops” (дословно – отраженные верхушки) поступают от радара
NEXRAD и показывают максимальную высоту, на которой идут осадки. На
карте отображаются осадки на выбранной Вами высоте или выше этой
высоты с шагом 5000 футов до максимальной высоты 70,000 футов.
Эта функция может быть полезна для определения силы гроз.
Ветра на высоте
Данные “WindsAloft” (ветра на высоте) показывают прогнозируемую
скорость и направление ветра на поверхности земли и на выбранной высоте.
78
Высота отображается с шагом 3000 футов до максимального значения 42,000
футов над средним уровнем моря.
Информация о ветре на высоте может быть показана с помощью оперения
или потоков в зависимости от выбранного масштаба. Значки «оперения»
показывают скорость и направление ветра. Значки «потока» отображают
направление ветра с помощью стрелок.
Значки «оперения» ветра всегда направлены в сторону, откуда дует ветер.
Скорость ветра обозначается с помощью флажков на конце значка. Короткий
флажок соответствует скорости 5 узлов, длинный флажок – 10 узлов,
треугольный флажок – 50 узлов.
§4.6 Рельеф
Функция рельефа служит для индикации значений высоты элементов
рельефа и препятствий относительно местоположения и высоты самолета.
Учитывайте, что база данных может содержать в себе неточности. Рельеф и
препятствия показаны только в том случае, если они имеются в базе данных.
Информация о рельефе и препятствиях должна использоваться только в
качестве вспомогательного источника для расширения знаний об
окружающей местности. Никогда не полагайтесь на эти данные при
навигации или выполнении маневров вокруг элементов рельефа.
Учитывайте, что в базе данных рельефа и препятствий содержатся не все
имеющиеся препятствия. Если GPS-приемник не рассчитал координаты 3-D,
информация о рельефе и препятствиях не будет показана.
GPS-приемник прибора aera обеспечивает расчет горизонтального
местоположения и высоты самолета. Высота GPS самолета определяется на
основе спутникового местоположения. Затем высота GPS преобразуется в
высоту относительно среднего уровня моря (высота GPS-MSL), и это
значение используется для определения расстояния до элементов рельефа и
79
препятствий. На точность высоты GPS-MSL влияет взаимное расположение
спутников. Изменения давления и температуры, которые обычно
воздействуют на показания датчиков высоты, не оказывают влияния на
высоту GPS-MSL. При этом для определения высоты над уровнем моря не
требуются местные настройки альтиметра. Это широко применяемые
источник высоты над средним уровнем моря.
Базы данных рельефа и препятствий связаны с высотой над средним уровнем
моря. Используя местоположение и высоту GPS, функция “Terrain” (рельеф)
создает 2-мерную картинку окружающего рельефа и препятствий
относительно местоположения и высоты самолета. Местоположение GPS и
высота GPS-MSL используются для расчета и прогнозирования пути полета
самолета относительно окружающего рельефа и препятствий. Таким образом,
пилот может просматривать прогнозируемые опасные элементы рельефа и
состояние препятствий.
Окна с предупреждениями информируют пилотов о приближении элементов
рельефа и препятствий, а также об опасной скорости снижения. Эти
предупреждения зависят от определяемых пользователями параметрах,
выбираемых с помощью “TerrainSetup” (настройки рельефа). [12]
Информация о рельефе
Функция “Terrain” (рельеф) обеспечивает два режима представления
данных: режим карты и режим профиля. Области рельефа, обозначенные
красным цветом, будут находиться на расстоянии не более 100 футов ниже
80
или выше самолета. Желтые области рельефа находятся на расстоянии от 100
футов до настраиваемой пользователем высоты ниже самолета. По
умолчанию эта настраиваемая пользователем высота (CautionElevation)
составляет 1000 футов; таким образом, желтые области находятся между
1000 и 100 футами ниже самолета. Черные области лежат ниже, чем
задаваемая пользователем настройка высоты. Прогнозируемая точка
столкновения с землей обозначается символом X”.
Информация о препятствиях
Препятствия показаны на карте рельефа при масштабе ниже 12 морских
миль.
Кроме того, они показаны на навигационной карте при масштабе карты 5
морских миль и ниже.
Для обозначения освещенных и неосвещенных препятствий выше 200 футов
над уровнем земли используются стандартные символы аэронавигационных
карт.
См. легенду, объясняющую пиктограммы препятствий, ниже.
При выборе препятствия с помощью курсора карты для каждого препятствия
будет показана высота вершины препятствия относительно среднего уровня
моря. Кроме того, приведена реальная высота препятствия, т.е., высота над
землей.
Цветовой код рельефа и препятствий
Красный – элемент рельефа или препятствие находится в пределах 100 футов
выше или ниже самолета.
Желтый - элемент рельефа или препятствие находится ниже самолета на
расстоянии от определяемого пользователем значения высоты до 100 футов.
81
Включение/ выключение затенения рельефа на навигационной карте:
1) Находясь на «домашнем» экране, коснитесь пиктограммы Map(карта).
2) Коснитесь пиктограммы Menu(меню).
a) Коснитесь опции меню Show/Hide(показать/скрыть).
b) Коснитесь кнопки TerrainShow/Hide(показать/ скрыть рельеф) для
включения и отключения наложения рельефа.
Или:
a) Коснитесь опции меню SetUpMap(настройка карты).
b) Коснитесь кнопок со стрелками влево/ вправо для вызова категории Map
c) Коснитесь поля TerrainShading(затенение рельефа).
d) Коснитесь кнопки On/Off(вкл./выкл.)
Режимы индикации рельефа
Вы можете использовать три режима индикации рельефа: “MapwithProfile”
(карта с профилем), “MapOnly” (только карта) и “ProfileOnly”
Изменение режима индикации рельефа:
1) Находясь на «домашнем» экране, коснитесь пиктограммы Terrain
2) Коснитесь пиктограммы Menu(меню).
82
3) Коснитесь опции меню SelectPageLayout.
Появится меню опций.
4) Коснитесь желаемой опции меню: MapwithProfile(карта с профилем),
MapOnly(только карта) и ProfileOnly(только профиль).
83
Вариант отображения информации в 3Dформате.
Предупреждения и настройка рельефа, включение/ отключение
предупреждений о рельефе:
1) Находясь на «домашнем» экране, коснитесь пиктограммы Terrain
2) Коснитесь пиктограммы Menu(меню).
3) Коснитесь опции меню EnableAlerts(включить предупреждения)
DisableAlerts(отключить предупреждения).
Используйте меню настройки рельефа для задания уровней для
предупреждений о рельефе и о препятствиях, находящихся на пути Вашего
полета или с ним.
• CautionElevation(высота предупреждения) – прибор aera выдаст
предупреждение, если элемент рельефа или препятствие находится в
пределах высоты предупреждения по умолчанию или высоты, заданной
пользователем.
84
• LookTimeAhead(просматривать время впереди) – определяет максимальное
время для выдачи предупреждения. Например, если выбрана настройка
120секунд, прибор aera выдаст предупреждение за 120 секунд перед тем, как
Вы достигнете элемента рельефа или препятствия.
• AlertSensitivity(чувствительность сигнализации) – три настройки
чувствительности сигнализации (Terrain – рельеф, Obstacle – препятствие и
DescentRate – скорость снижения) определяют, при каких уровнях
сигнализации будут выданы предупреждения. По умолчанию в устройстве
выбран уровень чувствительности “High” (высокая), при которой выдаются
предупреждения для всех красных и желтых сигнализаций за период
времени, выбранный с помощью настройки “LookAheadTime” (см. выше).
При выборе настройки чувствительности “Medium” (средняя) объявляются
все красные сигнализации и желтые сигнализации с высоким приоритетом.
Если выбрана настройка чувствительности “Low” (низкая), будут
объявляться только красные сигнализации. При настройке “Off” (выкл.) все
предупреждения будут отключены. [11]
Доступ к настройкам рельефа/препятствий:
1) Находясь на «домашнем» экране, коснитесь пиктограммы Terrain
2) Коснитесь пиктограммы Menu(меню).
3) Коснитесь опции меню Set Up Terrain (настройка рельефа).
4) Коснитесь кнопок со стрелками влево/ вправо для прокрутки списка
имеющихся настроек.
Предупреждения о рельефе, препятствии и скорости снижения выдаются,
когда условия полета соответствуют параметрам, заданным с помощью
программных алгоритмов. Предупреждения о рельефе обычно используют
уровень сигнализации CAUTION (предупреждение) или WARNING
(внимание) (или оба уровня).
85
При срабатывании сигнализации на экране отображается визуальное
сообщение, и одновременно прибор выдает звуковой сигнал. Когда самолет
опускается на высоту 500 футов над аэропортом пункта назначения,
устройство выдает звуковой сигнал: Высота пятьсот футов.
Объявления, связанные с рельефом, показаны в нижнем левом углу экрана.
Если карта рельефа не показана, используются всплывающие окна.
Масштабные кольца на всплывающем окне расположены каждую милю/
километр/ морскую милю. Коснитесь объявления, предупреждающего о
рельефе, для подтверждения и отключения индикации всплывающего окна
и/или звуковой сигнализации.
§4.7Звуковые предупреждения
{FiveHundred}{пять сотен} – когда самолет опускается на высоту 500 футов
над аэропортом пункта назначения.
Прибор выдает следующие звуковые предупреждения, связанные с
рельефом, когда условия полета соответствуют параметрам, заданным с
помощью программных алгоритмов, в зависимости от уровня
чувствительности, настраиваемого через меню настройки рельефа.
Настройка звуковой сигнализации рельефа:
1)
Находясь
на
«домашнем»
экране,
коснитесь
позиций
Tools>Setup>Sound(инструменты > настройка > звук).
2) Коснитесь кнопки TerrainAudioOn/Off(включение/ отключение звуковой
сигнализации рельефа) для включения/ отключения сигнализации или
коснитесь пиктограммы Alerts(предупреждения) для глушения сигнализации
рельефа и TIS (служба информации о воздушном движении).
или: Коснитесь кнопок Alerts(предупреждения) стрелка влево/ вправо для
выбора уровня громкости предупреждения (0-10).
86
Символы TIS
Информация о воздушном движении TIS показана в соответствии с
символами TCAS, отображенными на навигационной карте и в окне
предупреждения о воздушном движении. Символ консультативного
сообщения о воздушной обстановке (TA) показан в виде сплошного желтого
круга. Все остальные данные воздушного движения показаны в виде пустого
белого ромба. Отклонение высоты от высоты самолета показано над целевым
символом, если воздушное движение находится выше высоты самолета, или
под символом, если движение ниже высоты самолета. Тенденции высоты
показаны в виде стрелки вверх (>+500 футов/мин.), стрелки вниз (< -500
футов/мин.) или без символа (менее 500 футов/мин. в любом направлении).
Общая информация о TIS
Служба информации о воздушном движении (TIS) обеспечивает
информацию для самолетов, не оборудованных TAS/TCAS. Наземная служба
TIS выдает сравнительные местоположения всех самолетов, оборудованных
приемопередатчиками ATCRBS (радиолокационный маяк системы
управления воздушным движением) режима А и режима С в пределах
определенного объема обслуживания. Наземный датчик TIS использует
отчеты о траекториях в режиме реального времени для создания оповещений
о воздушном движении. Прибор aera отображает информацию TIS на
навигационной карте. Данные наблюдения включают в себя все самолеты,
оборудованные приемопередатчиками в пределах зоны покрытия. Навигатор
aera способен отображать до 8 целей в пределах 7,5 морских миль от 3000
футов ниже до 3500 футов выше самолета, посылающего запрос. [12]
Сравнение TIS и TAS/TCAS
Главное различие между TIS (служба информации о воздушном движении) и
TAS (система консультативных сообщений о воздушной обстановке) или
TCAS (система предупреждения опасного столкновения в воздухе)
заключается в источнике данных наблюдений. Системы TAS/TCAS
используют устройство опрашивания с периодом обновления 1 секунда,
находящееся в воздухе, а система TIS применяет наземное устройство
опрашивание Mode-S и канал связи для обеспечения периода обновления 5
секунд. Системы TIS и TAS/TCAS имеют аналогичные диапазоны.
87
Ограничения TIS
Система TIS использует функцию наблюдения радарной системы mode-S,
которая представляет собой «вторичную» радарную систему, подобную той,
что применяется в ATCRBS (радиолокационный маяк системы управления
воздушным движением). Вторичному радару наблюдения присущи многие
ограничения.
Информация, поставляемая системой TIS, не является более точной или
полной по сравнению с информацией, используемой ATC. Система TIS
предназначена только в качестве вспомогательного источника данных при
наблюдении за другими самолетами в условиях плохой видимости. Хотя
система TIS может быть полезна для защиты от столкновений, необходимо
принимать во внимание ограничения этой системы. Маневры по уклонению
от другого самолета не следует выполнять только на основании данных TIS
или консультативных сообщений TIS.
• Функционирование системы TIS может прерываться во время поворотов
или прочих маневров.
• Для работы системы TIS необходима двусторонняя связь и прямая
видимость между самолетом и антенной радара Mode-S. Если между
приемопередатчиком антенны и наземной антенной радара попадет часть
самолета, то сигнал может быть временно блокирован.
Информация TIS собирается во время одиночного прохода радара. Затем
собранная информация передается по каналу Mode S во время следующего
прохода радара. Поэтому данные наблюдения имеют запаздывание примерно
на 5 секунд. Программное обеспечение наземной станции TIS использует
алгоритмы прогнозирования для расчета ожидаемого местоположения целей
на момент индикации. В некоторых случаях из-за маневрирования самолета,
за которым ведется наблюдение, расчетные и реальные данные могут не
совпадать, и на навигационной карте возникнут небольшие ошибки, что
повлияет на информацию об относительном азимуте и векторе курса цели.
Все это может привести к задержке в отображении информации о цели. Тем
не менее, расстояние до цели и высота цели остаются, как правило,
относительно точными, и эти данные можно использовать в наблюдении за
воздушным движением. Ниже приведены типовые примеры ошибок:
• При резких маневрах самолета клиента или самолета, за которым ведется
наблюдение, алгоритм слежения может выдавать неверное горизонтальное
местоположение, пока движение самолета не стабилизируется.
88
• Когда быстро приближающийся самолет идет по курсу, который
пересекается с самолетом клиента под тупым углом (при обгоне или
движении навстречу), и один из самолетов резко меняет курс в пределах 0,25
морской мили, данные TIS могут показать самолет, за которым ведется
наблюдение, на неверной стороне относительно самолета клиента.
Такие ошибки возникают в редких случаях и, как правило, исчезают через
несколько проходов радара после того, как курс самолета клиента/ самолета,
за которым ведется наблюдение, стабилизируется.
Пилоты, использующие данные TIS, могут оказать ценную помощь в
исправлении неисправностей, посылая свои отчеты о наблюдениях за
нежелательной работой. В отчетах следует указывать время наблюдения,
местоположение, тип и идентификатор самолета, а также описание
наблюдаемых условий. Указывайте тип приемопередатчика и версию
программного обеспечения приемопередатчика. Поскольку за работой TIS
наблюдает персонал из службы технической поддержки, сообщайте о
неисправностях следующим образом:
• По телефону на ближайшую станцию службы обеспечения полетов (FSS)
• С помощью отчета по повышению безопасности, форма FAA 8000-7
(карточку почтовой оплаты Вы можете получить в FAA FSS, районных
офисах общей авиации, районных офисах полетных стандартов и у
операторов фиксированной базы общей авиации). [11]
Окружность ЕРЕ
Оценка ошибки местоположения (ЕРЕ) определяет точность расчета
местоположения. При определении ЕРЕ используется значение DOP
(ослабление точности) и прочие факторы для расчета горизонтальной
ошибки местоположения. DOP измеряет качество геометрического
расположения спутников (т.е. количество спутников, от которых
принимаются сигналы, и взаимное расположение спутников относительно
друг друга).
Настройка окружности ере для навигационной карты:
1)
Находясь
на
«домашнем»
экране,
коснитесь
позиций
Map>Menu>SetUpMap(карта > меню > настройка карты).
2) С помощью кнопок со стрелками влево/вправо выберите категорию Misc
3) Коснитесь позиции EPE Circle(окружность ЕРЕ).
4) Коснитесь кнопки On/Off(вкл./выкл.)
89
Путевые точки с зоной сигнализации
Путевые точки с зоной сигнализации позволяют пилоту определить
окружность сигнализации вокруг местоположения путевой точки.
Определение путевых точек с зоной сигнализации:
1) Находясь на «домашнем» экране, коснитесь позиций Tools>User WPT
> Proximity > Menu > New Proximity Point (инструменты>путевыеточки
пользователя > точки с зоной сигнализации > меню > новые точки с зоной
сигнализации).
2) Коснитесь UseIdentifier(использовать идентификатор) или UseMap
3) Введите желаемый идентификатор или прокрутите карту.
4) Коснитесь недавно созданной путевой точки с зоной сигнализации и
коснитесь опции EditRadius(редактировать радиус).
5) Введите желаемый радиус и коснитесь оК.
Настройка путевых точек с зоной сигнализации для навигационной
карты: Находясь на «домашнем» экране, коснитесь позиций Tools>User
WPT >Proximity>Menu>Enable/DisableProximityAlarms
точки пользователя > точки с зоной сигнализации > меню > включить/
отключить сигнализацию).
Или:
1)
Находясь
на
«домашнем»
экране,
коснитесь
позиций
Map>Menu>SetUpMap(карта > меню > настройка карты).
2) С помощью кнопок со стрелками влево/вправо выберите категорию Point
3) Коснитесь позиции ProximityCircle(окружность вокруг точки).
4) Коснитесь кнопок со стрелками влево/вправо для выбора желаемой
опции: Off(выкл.), Auto(авто) или настройку диапазона.
90
Выводы по главе 4
В данной главе рассмотрено навигационное устройство Aera модель 796
которое демонстрирует 7’’ емкостный сенсорный экран 480х800 (способный
отображать карты в ландшафтном или портретном режиме) и использует
технологию Garmin 3D Vision, предоставляющую пользователям обзор
местности под самолетом, в том числе, рек, взлетно-посадочных полос или
любых других препятствий которые представляют опасность. Данный
индикатор имеет небольшие размеры и легко крепится на приборной панели
обоих пилотов. Также при внедрении в эксплуатацию такого вида
оборудование мы получаем чистую экономию в общем весе системы
СРПБЗ, ибо
мы избавимся не только от самого крупногабаритного
индикатора, но и от крупной панели пульта управления параметрами, и
панели включения.
Разветвленный встроенный контроль СРПБЗ позволяет не только
проверять системы на борту воздушных судов, но одновременно оценить
работоспособность используемых бортовых датчиков и систем.
Таким образом благодаря современным технологиям изготовления
сенсорных жидкокристаллических индикаторов возможно решение основной
задачи авиации – снижение взлетной массы.
91
Глава 5
Модернизация системы раннего
предупреждения приближения самолета к
поверхности земли путем замены индикатора
СРПБЗ на сенсорный жидкокристаллический
навигатор Garmin aera 796.
§5.1 Суть исследований
СРППЗ - это современная система повышения безопасности полета в
соответствии с требованием ICAO, обеспечивающая с помощью речевых
сообщений
и
визуальных
сигналов
предупреждение
экипажа
о
возникновении условий полета которые могут повлечь к непреднамеренному
опасному сближению самолета с земной или водной поверхностью, а также
оповещения на этапе захода на посадку, о пролете характерных высот,
требующих от экипажа повышенного внимания.
Система, выполненная в виде малогабаритного блока, внутри которого
размещен вычислительный сменный носитель базы данных, необходимые
органы управления и индикации, а также плата приемоизмерителя
Глонасс/GPS.
Этим обеспечивается простота установки, сокращение линий связи, удобство
эксплуатации и обслуживания системы, обновления базы данных.
Проанализировав оборудование СРППЗ, предлагается доработать блок
индикации полетных данных, заменив его на современный
сенсорный
жидкокристаллический Garmin aera 796.
§5.2 Демонтаж индикатора СРПБЗ
1. Отсоедините винты Индикатора СРПБЗ в месте установки на ВС.
2. Отсоедините клемму заземления Индикатора СРПБЗ с корпусом ВС.
3. Отсоедините от Индикатора СРПБЗ ответную часть соединителя
бортовой кабельной сети.
92
4. Отсоедините от Индикатора СРПБЗ ответную часть соединителя
бортового антенного кабеля ПИ.
§5.3 Установка и интерфейс Garmin aera 796
Установка прибора aera в самолете
Подставка для установки прибора aera поставляется в полностью собранном
виде, как показано на рис. ниже. Эта подставка подходит для большинства
стандартных авиационных панелей управления на хомуте или центральной
стойке.
При монтаже необходимо убедиться в отсутствии механических повреждении, сохранности покрытия.
Подсоединить электрические разъемы кабельной системы воздушного судна
к разъемам на задней панели СРППЗ.
Подсоединить шину металлизации к общей шине.
Зафиксировать устройство завернув 4 винта.
Крепление подставки к оси или ручке управления:
1) Откройте зажим, поворачивая регулировочный винт зажима до тех пор,
пока Вы не сможете расположить зажим над осью или ручкой управления.
Установите подставку настолько далеко от панели, насколько Вам покажется
практичным.
2) Когда подставка будет установлена на место, затяните регулировочный
винт зажима, чтобы закрепить подставку на оси или ручке управления.
3) Освободите регулировочный винт держателя, затем поправьте положение
93
прибора aera.
4) Затяните регулировочный винт держателя для фиксации прибора в
выбранном положении.
5) Подключите кабели питания/данных.
Крепление прибора aera на подставке:
1) Вставьте нижнюю часть прибора aera в держатель.
2) Наклоните устройство назад, чтобы оно с щелчком встало на место.
2) Поднимите прибор aera.
Первый вариант крепления
Второй вариант крепления
94
Подключение кабелей:
Выполните подключение необходимых кабелей
Связь между блоком СРПБЗ и навигатором будет осуществляться при
помощи кода ARINC 429. ARINC 429 является двухпроводной шиной
данных. Соединительные проводники — витые пары. Размер слова
составляет 32 бита, а большинство сообщений состоит из единственного
слова данных. Спецификация определяет электрические характеристики,
характеристики обмена данными и протоколы. ARINC 429 использует
однонаправленный стандарт шины данных (линии передачи и приёма
физически разделены). Сообщения передаются на одной из трёх скоростей:
12,5, 50 или 100 Кбит/сек. Передатчик всегда активен, он либо передаёт 32битовые слова данных или выдаёт «пустой» уровень. На шине допускается не
более 20 приёмников, и не более одного передатчика. ARINC 429 — стандарт
на компьютерную шину для применения в авионике. Разработан фирмой
ARINC. Стандарт описывает основные функции и необходимые физические
и электрические интерфейсы для цифровой информационной системы
самолёта. Сегодня ARINC 429 является доминирующей авиационной шиной
для большинства хорошо экипированных самолётов.
95
Но в процессе исследования возникла проблема с подключением линий
связи между блоком СРПБЗ и навигатором, так как разъем СРПБЗ имеет
другой стандарт чем навигатор. Но в процессе разработки, был найден
выход из сложившийся ситуации, предлагаю!!!! Сопряжение с навигатором
осуществлять через USB-интерфейс, и специальный четырехканальный
ARINC 429 адаптер, приведенный на рис ниже.
А также переходник.
RTX Serial Port Adapter (RTXSPA429)
96
Выводы по главе 5
В данной главе рассмотрена суть всей диссертационной работы. Описан ход
замены индикатора СРПБЗ, его демонтаж. Представлена установка прибора
aera 796,и трудности которые могут возникнуть в процессе подключения.
97
Заключение
В диссертационной работе рассмотрена модернизация системы раннего
предупреждения приближения самолета к поверхности земли, путем замены
индикатора на сенсорный жидкокристаллический планшетный навигатор.
Электронные информационные системы появились на борту
относительно недавно, но современные системы уже существенно
отличаются от своих предшественников.
А следующее поколение индикаторов в такой же, если не большей,
степени будет отличаться от сегодняшних систем. Об этом свидетельствуют
проводимые в настоящее время научно исследовательские и опытноконструкторские работы. Развитие происходить и в ширь, и вглубь:
появляются новые задачи, а существующие усложняются и
видоизменяются.
В настоящей работе описан обзор основных перспективных направлений
развития индикаторов.
Основной класс индикаторов – системы индикации на приборной доске.
Такие системы включают индикаторы, генераторы символов и средства
управления. Индикаторы осуществляют отображение информации.
Генераторы символов осуществляют построение изображения на
индикаторах. Для того, чтобы отображать новые форматы изображения
генераторы символов также должны существенно измениться.
Средствами управления для современных систем индикации являются
уже не кнопочные пульты, асами дисплеи индикаторов. Кроме того, экраны
индикаторов теперь служат не только для отображения информации: на них
изображают интерактивные зоны управления, позволяющие настраивать
радиосредства, вводить и изменять план полета, непосредственно управлять
самолетными системами.
Изменения конструкции вызваны также глобальными изменениями в
построении бортовых комплексов авионики, происходящими в настоящее
время. Наступающий новый этап интеграции бортового оборудования
приводит к размыванию границ традиционных систем, превращению их в
функции, реализуемые одними и теми же аппаратными средствами –
вычислительным
ядром.
Система
индикации/сигнализации
как
самостоятельная бортовая система исчезает, растворяется в комплексе
интегральной модульной авионики. Заменяемым в эксплуатации элементом
становится не электронный блок, а модуль.
98
1. В данной работе изучен действующий блок индикатора. Показаны
недостатки в его конструкции.
Рассмотрен
современный более эффективный, за счет расширения
эксплуатационных возможностей, малогабаритный и надежный навигатор
Garmin aera 796 . Изучены его характеристики, связь между блоком СРПБЗ и
навигатором будет осуществляться при помощи кода ARINC 429. ARINC
429 является двухпроводной шиной данных. Соединительные проводники —
витые пары. Размер слова составляет 32 бита, а большинство сообщений
состоит из единственного слова данных. Спецификация определяет
электрические характеристики, характеристики обмена данными и
протоколы. ARINC 429 использует однонаправленный стандарт шины
данных (линии передачи и приёма физически разделены). Сообщения
передаются на одной из трёх скоростей: 12,5, 50 или 100 Кбит/сек.
Передатчик всегда активен, он либо передаёт 32-битовые слова данных или
выдаёт «пустой» уровень. На шине допускается не более 20 приёмников, и не
более одного передатчика. ARINC 429 — стандарт на компьютерную шину
для применения в авионике.
Разработан фирмой ARINC. Стандарт
описывает основные функции и необходимые физические и электрические
интерфейсы для цифровой информационной системы самолёта. Сегодня
ARINC 429 является доминирующей авиационной шиной для большинства
хорошо экипированных самолётов.
99
Сокращения
АЛУ
арифметическо-логическое устройство
АРК
автоматический радиокомпас
АСУУ
система повышения устойчивости и управляемости
АЦП
аналого-цифровой преобразователь
БИНС
бортовая инерциальная навигационная система
БИС
бортовая информационная система
БО
бортовое оборудование
БЦВМ
бортовая цифровая вычислительная машина
ВЗУ
внешнее запоминающее устройство
ВОЛС
волоконно-оптическая линия связи
ВПП
взлетно-посадочная полоса
ВСC
вычислительная система самолетовождения
ВСУ
вспомогательная силовая установка
ВСУП
вычислительная система управления полетом
ВСУТ
вычислительная система управления тягой
ДЗУ
долговременное запоминающее устройство
ЖКИ
жидкокристаллический индикатор
ИЛС
индикатор на лобовом стекле
ИЭЛТ
индикатор на электронно-лучевой трубке
КИНО
комплексный индикатор навигационной обстановки
КИСС
комплексная информационная система сигнализации
КЛС
кодовая линия связи
КПИ
комплексный пилотажный индикатор
КПО
контрольный перечень операций
КСЭИС
комплексная система электронной индикации и сигнализации
КУР
курсовой угол радиостанции
ЛА
летательный аппарат
МКИО
мультиплексный канал информационного обмена
МНРЛС метеонавигационная радиолокационная станция
МСРП
многоканальная система регистрации параметров полета
МФПУ
многофункциональный пульт управления
НСИ
нашлемная система индикации
ОЗУ
оперативное запоминающее устройство
ПДП
прямой доступ к памяти
ПЗУ
постоянное запоминающее устройство
ППЗУ
перепрограммируемое запоминающее устройство
РКС
речевая командная система
РЛЭ
руководство по летной эксплуатации
РСБН
радиотехническая система ближней навигации
РУД
ручка управления двигателя
СВР
средства воспроизведения речи
100
СВС
СНС
СОИ
СПИ
СПКР
СПО
СППЗ
СПС
ССЛО
СЭИ
СЭС
УВВ
УВД
ЦВМ
ЭЛТ
ЭП
ЯК
AMLCD
DME
EGPWS
ILS
MLS
RISC
VOR
система воздушных сигналов
спутниковая навигационная система
средства отображения информации
система преобразования информации
система предупреждения критических режимов
специальное программное обеспечение
система предупреждения приближения земли
система сигнализации и предупреждения столкновений
система сбора и локализации отказов
система электронной индикации
система электроснабжения
устройство ввода-вывода
управление воздушным движением
цифровая вычислительная машина
электронно-лучевая трубка
электронный планшет
ячейка контроля
жидкокристаллический индикатор с активной матрицей
радиодальномер
усовершенствованная система предупреждения приближения земли
инструментальная система посадки
микроволновая система посадки
компьютер с сокращенным набором команд
система радионавигации
101
Список литературы
1. Клюев Г.И. и др. Авиационные приборы и системы.- Ульяновск, УлГТУ,
2000.- 343 с.
2. Авиация. Энциклопедия. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1994.736 с.
3. Справочник пилота и штурмана Гражданской авиации/ Под ред. Васина
И.Ф.- М.: Транспорт, 1988.-319с.
4. Радиотехнические системы /Под ред. Ю.М.Казаринова.- М.: Высшая
школа, 1990.-496с.
5. Липин А.В. Комплексная система пилотажно-навигационного
оборудования самолета ТУ-204. Часть I: Учебное пособие.- Л.: ОЛАГА,60с.
6. Ту-204. Руководство по технической эксплуатации. Раздел 144.
КСПНО-204. 144.00.00.
7. Ефанов В. Глобальные спутниковые системы: есть ли альтернатива?//
Мир авионики. - 1999. - №7. - С.30-42.
8. Ackland J.,Imrich T.,Murphy T. Global navigation satellite system// Aero
magazine.- 2003.- №21.- C.3-10.
9. Ефанов В. Авионика 98: проблемы третьего тысячелетия и
повседневные заботы// Мир авионики.- 1998.-№4.- C.44.
10. ГОСТ 18977-79. Комплексы бортового оборудования самолетов и
вертолетов. Типы функциональных связей. Виды и уровни электрических
сигналов.
11. ARINC 429. Mark 33 Digital Information Transfer System.
12. Денисов В.Г., Онищенко В.Ф. Инженерная психология в авиации и
космонавтике.- М.: Машиностроение, 1972.- 316 с.
13. Агеев В.М., Павлова Н.В. Приборные комплексы летательных аппаратов
и их проектирование.- М.: Машиностроение, 1990.- 432 с.
14. Липин А.В. Комплексная система пилотажно-навигационного
оборудования самолета ТУ-204. Часть II: Учебное пособие.- Л.: ОЛАГА,
15. Система сигнализации комплексная информационная КИСС-1-9 версия
СПО №2. Руководство по технической эксплуатации КИВШ.461274.002-01
РЭ.УКБП, 2001.
16. Система электронной индикации СЭИ-85Е. Руководство по
технической эксплуатации КИВШ.461274.013–01РЭ. УКБП, 2000.
17. Система электронной индикации и сигнализации комплексная КСЭИС85МВЛ. Руководство по технической эксплуатации 6Э3.038.035 РЭ. УКБП,
1994.
18. Система электронной индикации и сигнализации комплексная КСЭИС85-100. Руководство по технической эксплуатации КИВШ. РЭ.УКБП, 2002.
19. Post D.L., Task H.L. Visual display technology// International Encyclopedia
of Ergonomics and Human Factors.- London: Taylor & Francis, 2001 – С.850-855.
102