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Cockpit automation

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计算机化的飞行甲板通过降低飞行员工作量来提高舒适性并提高飞行安全性。


柯林斯航空航天提供Pro Line 4才能为Beechjet 400A升级到Pro Line 21升级,为用户提供电子图表,更好的导航图,图形天气,合成视觉和LPV方法等增强功能。
由大卫Ison.
博学学校教授培训

A可以以各种方式定义备子,但普遍认为使用控制和信息系统的使用来减少人类工作或监督的需求。

虽然自动化可能看起来像最近的概念,但人类不仅梦想着这种机械化,而且自普通时代以来实际上使用了各种类型。随着工业革命,各种类型的产业开始获得自动化的奖励,航空没有等待很长时间。

赖特兄弟飞行后少于十年,埃尔默·斯佩里和德国的科学家赫尔曼·安斯克·克萨姆普普夫,改编了一位儿童玩具陀螺仪,以保持车辆呈稳定方向。再加上指南针,这个新的设备很快得到了广泛的采用,主要是美国海军。

输入自动驾驶仪时代

伊尔默的儿子劳伦斯·斯佩里·斯皮克(Elmer Sperry)盯着天空,所以他曾在创造他父亲的发明版中使用的是在飞机上使用。在巴黎的航空竞争中,他做了“看起来不用手”的诀窍,而他的副驾驶队在柯蒂斯C-2水上飞机的一个翅膀上散步。

飞机保持稳定而无需试点输入,因此自动驾驶仪,绰号“乔治”出生。该系统连接到平面的所有3个飞行控制(Ailerons,电梯和方向舵),但由于它的重量为40磅,而不是完全飞机友好,测量1.5 x 1.5 x 1.0英尺,并依赖于风力供电发电机旋转封闭的陀螺仪。

显然,劳伦斯甚至甚至是一天的部分自动起飞和降落。毋庸置疑,他赢得了比赛,他的壮举标志着被称为飞行虚拟化的开始,意思是飞行员进一步从飞行的动手方面取出。

从20世纪20年代到20世纪20年代的飞机复杂性,速度和大小的快速升级,迎来了进一步的自动化。 20世纪60年代将电气元件添加到自动化环路,例如导航系统。

在20世纪60年代末,Concorde的Maiden航班在技术上带来了另一种迭代 - 逐线(FBW),尽管这只是模拟。

Garmin.Autonomí拥有自动着陆功能。在按下Autoland按钮,飞机将找到合适的机场,与ATC通信,并适当地配置自身以获得接近和降落。在仪器程序之后,飞机将安全降落。

以计算机为中心的自动化

目前的自动化时代被称为电子,因为其以计算机为中心的性质。在20世纪70年代后期,工作开始在飞行管理系统(FMSS)上。

第一批体育运动这一新系统的商用飞机是波音757和767.自动化的这种进展也将在20世纪40年代或以上的5个或更多的所需的船员数量减少到今天的标准。

围绕这一次,“蒸汽仪”开始被“玻璃”展示,虽然起初这些只是陀螺仪器的基本副本。继续FBW的进步,空中客车A320带有数字型系统。

额外的安全功能开始被纳入,例如空中客车的“空气法”和“硬飞行信封保护”,以及波音的“软飞行信封保护”。

飞行是接收到FMS的飞行员的航线,高度和速度指令并不罕见,使其命令自动驾驶仪和自动孵出,以使所有必要的调整都有很少的 - 如果有驾驶舱控制和驾驶舱之间的任何物理连接被操纵的设备。

因此,飞行员的环境变得更加虚拟化。自动化提供舒适性,提高效率,降低了飞行员工作负载,并接管了最单调的任务。它被认为有助于减少他们曾经过的一些最低水平的航空事故率。

然而,矛盾的是,摆锤也在另一个方向上摆动,自动化被指责,用于减少安全性和更高的导频工作量。 Colgan Air 3407和法国航空公司447突出了对自动化和原始飞行技能的退化的过度依赖的危险。

此外,由于FMSS和其他系统已经变得相当复杂,所以知道如何编程它们可能是具有挑战性和耗时的,尤其是最后一分钟的ATC请求。当自动化开始与你认为你被告知做的事情相反,事情变得更糟。

让我们甚至不害怕解决737 Max - 它为自己说话。甚至偶尔滥用或对自动化的误用,董事会空中运输的效率和安全性都归因于它的所有作品。

今天的一般航空飞机拥有习惯于(有时仍然存在)竞争对手的自动化。此外,与多年前我们飞行的东西相比,当今的航空公司看起来像星舰企业一样。尽管现在飞机自动化已经有了一段时间,但能够观看飞机仍然令人印象深刻的是启动血统,减速在提示上,并在最低的可见方面落地。

如果它不适用于襟翼和着陆齿轮(以及从跑道出租车),我们根本不需要飞行员。通过这种介绍航空自动化,让我们来看看顶级自动化提供商的最新和最大的产品 - Collins,Garmin,霍尼韦尔和普遍。

柯林斯航空航天

这家公司拥有令人印象深刻的一系列集成智能驾驶舱,以其Pro线系列的形式。吹嘘该行业的首次触控初级飞行展示(PFD),Pro系列可以作为标准设备安装或对许多流行的飞机型号的改造。

最先进的版本,Pro Line Fusion,具有许多吸引力的元素,如直观的基于图标的控件和高级合成视觉系统(SVS),突出显示跑道功能,并为显示器添加英里标记,所有这些都可以在a上显示朝上显示(HUD)。

此外,HUD可以与公司的EVS-3000增强型飞行视觉系统(EFVS)相机耦合,以显示跑道照明(包括最新LED安装),地形和障碍物的实时图像。

额外的集成包括多款自动化天气雷达,具有预测功能,适用于NextGen操作的DataLink,以及一个名为Airport Moving Map的功能,可确保遵守出租车指令,并有助于避免跑道入侵。

Garmin.

以其创造力和质量而闻名,特别是在其航空划分,Garmin拥有它具有尺寸的解决方案,适用于任何尺寸的飞机。该公司拥有一系列真正统一和凝聚力的航空电子设备套房,包括驾驶舱技术的最新和最伟大,包括SVS,移动地图,飞行路径和路线数据 - 所有在先进的全景背光触摸屏显示器上显示。

Garmin.飞行甲板已准备好进行NextGen操作并引发DataLink通信。它的签名G2000至G5000套房是充满触摸屏,触觉(思想捏送到变焦),语音激活,平板电脑式应用程序的功能,以及使用Garmin Connect的Wi-Fi与其他设备连接。

添加HUD是Garmin的GHD 2100轻松修复,该GARMIN的GHD 2100项目将内部增强现实SVS技术项目投影,并允许用户追求较低的最小猫I和II方法的特殊授权。

此外,Garmin的Autonomí系统包括通过按下按钮激活的Autoland函数。它看着附近的机场,干预地形和天气,以及性能能力,以及其他因素,并决定降落在哪里。

它将飞机正常配置为降落,并使乘客和ATC了解过程的状态。附加功能是电子稳定性和保护,紧急下降模式和智能方面偏置,这有助于多发动机系统在发动机故障的情况下保持安全。

HONEYWELL SMARTVIEW为大型驾驶舱显示器上的飞行员提供先进的合成视觉。图像包括3-D带有障碍的地形。甚至机场都是通过独特的叙述来描绘的。

霍尼韦尔

霍尼韦尔通过美国宇航局,联邦航空局和古玛努力对齐,霍尼韦尔一直在采用简化的汽车运营(SVO)哲学来定制其最新产品。 SVO旨在减少学习和使用驾驶舱技术的复杂性。

其中一个目标是,当数据期望显示时,数据将更容易获得数据。此外,自动检测允许调整信息以提供完整的清单项或实时配置的准确反映。

虽然触摸屏已成为现代生活中的常态,但包括驾驶舱,飞行是一个独特的环境,并不总是顺利进行。

因此,霍尼韦尔选择了需要按下屏幕的电阻技术,而不是刚触摸它们,以致力于其特征。

该公司还拥有全球数据中心iPad应用程序的出版物的E-Flight Bags现实,可实现全面的预检和机动工具,包括接近板,天气,重量和平衡以及路线映射。

另一个最近添加的是SmartView SVS,可以与霍尼韦尔的核心玻璃航空电子套件 - Primus集成。大型屏幕显示功能丰富的虚拟飞行环境以及先进的飞行路径符号系统。

制造商的综合交互式导航(INAV)显示交通,地形,空域,航空,机场,导航助剂和天气,提供完整的战略和战术飞行规划和控制系统。飞行员可以使用战略飞机计划进行飞机外的当前条件的实时比较,并相应地做出决定。

所有这些都与自动飞行控制系统相结合,也称为自动驾驶仪,提供无缝和有效的飞行体验。展望未来,霍尼韦尔开发了一个下一代FMS,它将其当前迭代与Nextedgen OPS中所需的工具和能力有关(或预期的)。

空中交通服务单位(ATSU)航空公司运营通信模块也毫不奇怪。

通用航空电子学报的Insight显示提供了与Next Next Synthetic Vision,电子图表和Nextgen-兼容的子系统的集成飞行员体验。

通用航空电子学报

通用产品包括洞察显示系统,具有先进的机场地图,嵌入式SV,图表和灵活的接口。

关于Insight的独特性是它将飞行显示,FMS,无线电,天气,流量和地形的控制组合到集中控制设备中。

添加到此通用的Interactive FMS(I-FMS),您有一个类似的平板电脑界面,使系统直观地对任何当前的智能设备用户。

此外,I-FMS可以与HUD和头盔视觉显示器交互,允许通用是指以逐方的方式。该公司提供各种SV和EFVS选项。最基本的是PFD上的SVS显示。但这就是基本特点的结束。

HUD的Universal的ClearVision SVS在高分辨率方面,飞行指导符号符号和跑道突出显示,起飞和着陆,飞行路径载体,速度偏差和加速度提示的高分辨率和高层视野。

可用的EFV使用多光谱传感器,以高分辨率和优异的对比度,提供了飞机领先的实际图像,包括显示LED照明的能力。将事物缩短史诗般的水平是综合视觉系统(CVS) - EFV和SV之间的交叉 - 其中视频与热敏和摄像头成像混合,以提供一个三维地形的视图。

蛋糕上的冰是可穿戴的天窗,这就像一个为想要它的人提供的军用级头盔HUD。

结论

这些是驾驶舱小税食的令人兴奋的时期。基本上,任何飞机都可以与大多数,如果不是全部,这里提到的各种系统的特征。

然而,甚至更有能力的系统就在路上。随着机器学习和人工智能的利用,更聪明,更有能力的集成驾驶舱会出现成果,并且将赋予飞机的航空石头大脑的自主权。

最终,这会提示我们应该开始担心大于乔治的东西的问题?


大卫Ison,博士,拥有35年的飞行飞机的经验,从轻型单打到宽枪机。他是NorthCentral大学研究生院教授。

 

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