средства отображ инфо

Глава 8

ЭЛЕКТРОННЫЕ ПЛАНШЕТЫ

Успешное применение на самолетах электронных систем отображения информации стимулировало дальнейшие поиски в этой области. Наряду с созданием следующего поколения таких систем, перспективным направлением работ является и расширение области применения СОИ. И здесь в поле зрения попадают груды технической документации, которую пилотам приходится возить с собой на самолете или которая требуется наземному техническому персоналу при обслуживании. По подсчетам специалистов фирмы Honeywell, общая длина всех используемых на борту документов составляет 45 км. Работать с таким количеством разрозненных документов неудобно, особенно в напряженных условиях полета. Кроме того, существует проблема их сопровождения: авиакомпании нужно следить, чтобы летные и наземные экипажи пользовались только последними, измененными редакциями документов, иначе возможны самые неприятные последствия. Решить эти проблемы позволяют электронные планшеты – портативные устройства с экраном и органами управления (рис.8.1), хранящие в своей памяти все необходимые документы и предоставляющие пилотам и техническому персоналу возможность оперативно обратиться к нужному документу, который

тут же выводится в удобном виде на экран. Электронный планшет (ЭП) напоминает

персональный компьютер-laptop и часто реализуется на основе коммерческих лаптопов. За рубежом эти устройства называют «электронными портфелями»

(electronic flight bag), так как они призваны заменить набитые бумагами портфели, которые вынуждены носить с собой линейные пилоты. Там хранятся последние редакции схем захода, навигационных

карт, процедур вылета/прибытия, справочники и т.д. Вес такого портфеля превышает 10 кг, кроме того часть руководств хранится на борту самолета, поэтому неудивительно, что в мире, где широко применяются безбумажные технологии, а портативный компьютер стал неотъемлемой принадлежностью делового человека, авиакомпании проявляют интерес к замене бумажных документов их электронными копиями в составе ЭП.

Возможно, возникнет вопрос: почему не использовать для вывода всей этой справочной информации экраны электронных СОИ, которые есть сейчас практически на любом вертолете и самолете. Дело, в первую очередь, в том, что индицируемая там информация нужна одновременно и в течение всего полета.

355

Индикаторы СОИ распределены по видам информации и практически все время заняты «своей» информацией. Кроме того, требования к СОИ и электронным справочным средствам существенно отличаются, в первую очередь – по уровню ответственности и по объему индицируемой информации. СОИ непосредственно используются для управления и поэтому влияют на безопасность полета. В связи с этим они должны обладать высокой надежностью, оперативностью работы, хорошим качеством изображения во всех условиях полета (что подразумевает и цветность изображения, и его различимость при солнечной засветке и другие требования). Что же касается электронных планшетов, предоставляющих только справочную информацию, то на безопасность полета они не влияют. Поэтому уровень требований по надежности, оперативности и качеству для них может быть значительно снижен.

Далее, информация, предоставляемая СОИ, в основном, оперативная; она поступает от других систем ЛА и постоянно изменяется. Объем ее относительно невелик и исчисляется в килобайтах. Вся информация скомпонована в виде фиксированных форматов изображения, доступ к ней осуществляется вызовом того или иного формата на экран - простым нажатием кнопки на пульте управления. Справочная же информация во время полета не изменяется, и вообще изменяется редко (скажем, раз в две недели), а ее объем составляет от десятков мегабайт до нескольких гигабайт. Вызов нужной информации одним нажатием кнопки здесь невозможен, должна быть предусмотрена удобная процедура поиска.

Поэтому использование существующих систем индикации для вывода справочной информации не только затруднительно, но и нецелесообразно. Этим объясняется появление на борту нового типа электронных индикаторов.

Следует подчеркнуть, что внедрение электронных планшетов не просто делает условия работы экипажа более комфортными, конечная цель состоит в том, чтобы за счет использования передовых информационных технологий уменьшить загрузку пилота, а также повысить оперативность и точность отслеживания изменений. Все это вместе позволяет повысить безопасность полета, а вот эта цель заслуживает затраченных усилий и средств.

Функции

Электронный планшет является компактным хранилищем различной справочной информации с легким и удобным доступом к ней. Он содержит электронные версии различных текстовых и графических документов, которые могут потребоваться экипажу ЛА на борту в процессе подготовки полета и в полете - карт, схем, диаграмм, таблиц, описаний, инструкций и руководств. В состав хранимой документации могут, например, включаться:

356

-аэронавигационные и географические карты, данные по воздушным трассам, схемы захода на посадку и другие навигационные публикации, а также заранее подготовленный план полета (рис.8.2);

-руководство по летной эксплуатации;

-руководство по выполнению полетов, содержащее принятые в данной авиакомпании процедуры;

-данные по конкретным аэропортам и ВПП;

-характеристики ЛА;

-список минимально допустимого оборудования, с которым можно продолжать полеты при наличии на борту отказов аппаратуры;

-контрольные перечни операций, выполняемых экипажем в процессе

полета и при возникновении чрезвычайных ситуаций.

В общем случае ЭП может использоваться и наземным техническим персоналом при выполнении технического обслуживания самолета. Техническому персоналу могут предоставляться сведения по эксплуатации самолета: руководство по технической эксплуатации ЛА, руководство по обслуживанию, инструкции по двигателю, руководства по авионике и вспомогательному оборудованию, алгоритмы поиска неисправностей, схемы расположения оборудования и т.п.

а) б) в)

Рис.8.2. Индикация на электронном планшете графической информации:

а – схема аэропорта, б – схема вылета с вертикальным профилем полета в нижней части, в – схема захода на посадку

Электронные планшеты значительно облегчают условия работы экипажа. Каждый в отдельности бумажный документ неполон, как правило, он содержит ссылки на другие документы. Это означает, что в сложной ситуации пилоту приходится обращаться к нескольким разным источникам. Электронный планшет позволяет не просто сложить вместе разрозненные документы, но

357

организовать их в единое целое, рассортировать информацию не по источнику, а по содержанию, тем самым сделать доступ к ней проще и понятней. В то же время представление электронного документа в виде гипертекста позволяет немедленно обратиться по ссылке к нужному разделу документапервоисточника. Закладки, ссылки, комментарии, быстрый поиск, возможность подключения через Интернет к внебортовым источникам и другие удобства, присущие современным компьютерным программам, позволят существенно повысить эффективность работы с документами на борту. Оперативность работы системы и удобный, гибкий интерфейс стимулируют экипаж в сомнительных случаях обращаться к ЭП за справкой, что позволяет избежать многих ошибок.

С помощью ЭП легко работать с графическими документами: двигать и изменять масштаб карты/схемы, прослеживать и изменять маршрут полета и т.п.

Электронные планшеты используют также для вывода контрольных перечней операций (КПО). Такой перечень содержит последовательность операций, выполняемых экипажем на определенной фазе полета или при возникновении той или иной нештатной ситуации. В настоящее время пилоты не имеют права перейти к следующей операции пока не завершилось выполнение предыдущей – из-за опасности впоследствии забыть об отложенном действии. Потенциально это может привести даже к задержке

будет представлена в виде последовательности подопераций, или свернуть ее в одну строку, если пилоту ясно, что от него требуется. Электронные КПО позволяют тут же обратиться по ссылке к нужному разделу соответствующего руководства, если возникли какие-то затруднения. Если при выполнении

358

операции требуется вычислить какую-либо величину, она может быть подсчитана тут же, в некоторых случаях даже автоматически - самим ЭП. Если одновременно происходит несколько опасных событий, электронный КПО позволяет видеть итоговую картину по всем необходимым действиям сразу: какие операции выполнены, а какие еще нет.

Вконтрольных перечнях операций все операции распределены между членами экипажа. Наличие на их рабочих местах электронных планшетов, соединенных в сеть, позволяет улучшить координацию за счет ясного распределения ролей: каждому высвечиваются те операции, которые он должен выполнить, а командир видит всю картину. Например, электронные планшеты

Integrated Crew Information System ICIS II (Avionitek) имеют инфракрасные приемники и передатчики, позволяющие им осуществлять беспроводную связь. Благодаря этому любое действие, выполненное, например, вторым пилотом, тут же отмечается на экране ЭП командира воздушного судна.

Впринципе, электронный КПО может иметь обратную связь с летательным аппаратом, тогда выполнение операции может подтверждаться не членами экипажа, а определяться самим ЭП по сигналам систем и датчиков ЛА.

Значительно упрощается задача сопровождения документации. Получение и загрузка в ЭП новых версий электронных документов производится гораздо проще и оперативнее, чем при существующей системе, когда проводящая изменения организация рассылает извещения об изменении (бюллетени), а эксплуатирующие организации проводят изменения во всех имеющихся бумажных копиях документа. Появляется возможность производить обновление версий прямо на борту ЛА - на стоянке или даже в полете: по беспроводной связи ЭП подключается к локальной сети и получает измененную версию документа.

Еще одна задача, с которой сталкиваются на борту пилоты и выполнение которой облегчают ЭП – различные расчеты. Экипажи рассчитывают высоту по давлению, общую массу ЛА, центровку. Перед взлетом исходя из длины ВПП, загрузки самолета, ветра, температуры рассчитываются скорость принятия решения и оптимальная скорость отрыва. Раньше для этих целей использовали обычные или специализированные калькуляторы. Электронные планшеты с успехом справляются и с этой задачей – достаточно загрузить в них соответствующее программное обеспечение.

По мере того, как концепция «электронного портфеля» стала претворяться в жизнь, стало ясно, что потенциальные возможности ЭП гораздо шире, чем просто хранение информации и выполнение расчетов. Но для реализации этих дополнительных возможностей необходимо обеспечить ЭП связь с внешними источниками – бортовыми системами или сетями передачи данных, такими, как внутренняя сеть авиакомпании или Интернет.

Если подключить ЭП к спутниковой навигационной системе, то можно не только индицировать навигационную карту или схему аэропорта, а также показывать на ней текущее положение ЛА. Это помогает экипажу постоянно

359

осознавать свое текущее местоположение в полете или на аэродроме. При наличии информации о координатах ЛА электронный планшет может в процессе полета выбирать из своей базы данных и показывать на экране нужную карту или схему, указывать на ней положение ЛА, а также сообщать дополнительную информацию, например, при необходимости немедленной посадки может оперативно найти в своей базе данных и указать ближайший подходящий аэропорт. Обычно координаты места ЛА (широта и долгота) вводятся в ЭП из установленной на борту СНС или из системы самолетовождения. Есть и автономные ЭП, содержащие встроенный приемник СНС, им требуется только внешняя антенна, которая входит в комплект и крепится на стекле кабины или стационарно снаружи фюзеляжа.

или сети авиакомпании позволяет с его помощью получать на борту электронную почту, документы, расписания.

Электронный планшет может выводить и видеоинформацию, например, от расположенной снаружи видеокамеры (рис.8.5), что позволяет пилоту контролировать выпуск закрылков, состояние двигателя и др. Угроза терроризма заставляет иметь на современных пассажирских самолетах средства наблюдения за салоном. Для этой цели может использоваться электронный

планшет, выводящий на экран изображение от установленной в салоне видеокамеры.

Некоторые авиакомпании выражают желание выводить на ЭП ту информацию, которую обычно индицируют СОИ на приборной доске – о воздушном движении от системы зависимого наблюдения ADS-B или от системы предупреждения столкновений, изображение рельефа подстилающей поверхности, информацию для регулирования движения на аэродроме (разд.6.3).

ЭП может использоваться также в качестве бортжурнала.

360

Значительный эффект ЭП может дать в области технического обслуживания. С его помощью пилот может еще в полете связаться с наземными техническими службами и сообщить об имевших место отказах оборудования. Например, в авиакомпании FedEx уже несколько лет пилоты готовят с помощью ЭП отчеты о полете, которые тут же поступают из ЭП в бортовую систему адресной связи ACARS и передаются на землю. Благодаря этому еще до прибытия самолета техники успевают подготовиться к его обслуживанию, в результате сокращается время вынужденных простоев.

Использование электронных планшетов наземным техническим персоналом позволяет улучшить проведение технического обслуживания и сократить время подготовки к вылету.

Кроме того, ЭП может хранить всю предысторию технического обслуживания данного ЛА и позволяет экипажу или техническому персоналу быстро ее просматривать.

В составе комплекса авионики Primus Epic (Honeywell) в кабине в дополнение к двум ЭП пилотов в качестве резервного автономного устройства и для использования его обслуживающим персоналом устанавливается портативный терминал доступа к информации по обслуживанию PMAT. Он имеет герметичный корпус для предотвращения его повреждения от химических веществ на самолете. PMAT связан с комплексом Primus Epic (и с базой данных) посредством инфракрасного канала, что позволяет обслуживающему персоналу ходить с ним снаружи самолета. Этот терминал может использоваться для регулировки систем, калибровки датчиков и диагностики авионики.

Как правило, электронный планшет является автономным устройством, его можно снять с борта и использовать в офисе или дома как обычный персональный компьютер. С его помощью пилот может подключиться к Интернет и связаться со своей авиакомпанией из гостиниц, из дома, отовсюду. Он может связаться также с коммерческими информационными службами, обеспечивающими различные авиационные сервисы (информацию о погоде, расчет предстоящего полета и др.) и загрузить нужную ему информацию в ЭП. Можно из сети авиакомпании загрузить обновления документов, передать туда заполненный бортжурнал.

Важная роль ЭП на земле заключается также в том, что с его помощью пилот может осуществлять планирование предстоящего полета, вводить маршрут. На борту подготовленный план полета может загружаться из ЭП в вычислительную систему самолетовождения.

Так как электронный планшет по существу представляет собой полноценный персональный компьютер, его возможности не исчерпываются решением перечисленных задач и в любой момент могут быть расширены путем установки соответстующего программного обеспечения. Например, электронные планшеты могут быть использованы для обучения и тренировки

361

экипажей: пилот забирает планшет с собой домой или в офис и там просматривает электронные руководства или выполняет тесты.

Разновидности электронных планшетов

Согласно авиационным нормам электронные планшеты могут быть трех классов. К классу 1 относятся портативные коммерческие компьютеры – notebook, laptop, tablet, в которые загружается специализированное программное обеспечение, функционирующее под управлением обычной операционной системы,

например, Windows XP. Такой компьютер работает от встроенного аккумулятора, при работе пилот держит его в руках или устанавливает на подставку (рис.8.6). Однако такой ЭП в соответствии с действующими нормами рассматривается как

радиотелефоны и др.): он не может индицировать критическую информацию, не может быть подключен к ЛА и его системам, во время взлета и посадки все подобные устройства должны быть выключены и убраны в закрепленные места хранения. Поэтому подобный компьютер не является полноценными ЭП. Он может использоваться только как источник дополнительной информации. Планшеты, относимые к классу 2 выполняются на основе коммерческих компьютеров, которые доработали для авиационного применения с целью упрочнения конструкции, возможности питания от бортсети и удовлетворения другим требованиям, предъявляемым к авиационному оборудованию. Такой компьютер крепят на рабочем месте пилота, но делают его съемным, чтобы пилот мог забирать его с собой. Такие ЭП уже могут показывать критическую информацию, такую как навигационные карты и схемы, допускается использовать их на всех этапах полета.

ЭП, для которых разрешены все возможные функции, относятся к классу 3. Это уже полноценное бортовое оборудование, такое же как системы индикации на приборной доске. Они полностью отвечают требованиям к

362

планшетов являются Universal Cockpit Display Terminal UCDT-II (Universal Avionics), показанный на рис.8.7, или Northstar CT-1000G (Northstar Technologies), который питается об бортсети +28 В, имеет встроенный вентилятор, выдерживает воздействие внешних факторов по группе DO-160D (диапазон рабочих температур от –12°С до +40°С), обеспечивает яркость изображения до 800 кд/м2, позволяет плавно и в широких пределах регулировать яркость.

Так как электронные планшеты не индицируют критичной информации, их не обязательно располагать в поле зрения пилота. Крепление ЭП на борту может производиться по-разному: с помощью ремня он может пристегиваться к ноге, устанавливаться на штурвал, на специальную консоль или штатив (рис.8.8). Штатив может быть подвижным или поворотным, позволяя привести планшет в рабочее положение, когда он нужен, и убрать в сторону, когда он не нужен. ЭП класса 3 монтируются на приборную доску, как другие бортовые индикаторы.

Рис.8.8. Варианты крепления электронных планшетов:

а – на специальном наколенном ремне, б – на штурвале, в – на консоли

Во всех случаях стремятся сделать планшет быстросъемным и автономным, чтобы в случае необходимости пилот мог его легко снять с борта

изабрать с собой. Автономность ЭП означает наличие встроенных батарей. В зависимости от модели планшеты обеспечивают от получаса до 3 часов автономной работы.

Электронные планшеты бывают в виде моноблока, то есть содержат внутри процессор, память и все необходимые устройства ввода-вывода. Бывают

идругие конструктивные исполнения, когда необходимая аппаратура распределяется по 2-3 электронным блокам. Обычно такая система состоит из монитора, содержащего экран и кнопки управления, и вычислителя-генератора символов, содержащего процессор, память, преобразователь бортового напряжения и устройства ввода-вывода. Монитор получает из генератора символов подготовленное там изображение по цифровому высокоскоростному каналу передачи данных, например Ethernet. В качестве примера системы рассмотрим Universal Cockpit Display (Universal Avionics). В ее состав входит

363

терминал UCDT-II, генератор символов UCDC и загрузчик ADU (рис.8.9). Загрузчик содержит устройство для чтения оптических дисков и имеет размеры 86x197x269 мм. Он устанавливается в кабине. Карты и подготовленные контрольные перечни операций на CD-ROM перед полетом загружаются через ADU по последовательному высокоскоростному каналу Ethernet в память генератора символов UCDC. Генератор символов выполнен в стандартном корпусе ARINC-600, типоразмер 2MCU, и установлен в техотсеке. Этот блок принимает информацию о маршруте полета и местоположении ЛА, передаваемую последовательным кодом по ARINC-429 от системы самолетовождения, и видеосигнал в формате NTSC от двух видеокамер. UCDC способен управлять двумя терминалами UCDT-II. Информация передается им по цифровой шине LVDS. Терминал имеет сенсорный экран размером 21 см по диагонали, общие его габариты 201x163x38 мм. Общая масса системы 7,1 кг.

цифровой код

LVDS

Часто вместе с электронным планшетом поставляется специальное монтажное устройство – базовая станция (docking station), к которому он крепится на борту или в офисе (рис.8.10). Базовая станция обеспечивает не только крепление ЭП, но также содержит дополнительную аппаратуру: адаптер питания, модем, дополнительные порты ввода-вывода, устройство чтения оптических дисков CD-ROM и т.п. Через базовую станцию планшет может подключаться к бортовой сети передачи данных. Базовая станция, предназначенная для работы в офисе или дома, позволяет подключать к планшету клавиатуру, принтер, дополнительный большой дисплей и другие устройства.

Типичный электронный планшет имеет жидкокристаллический экран на активных матрицах с размером 127x178 или 152x203 мм (диагональ,

364