16.2. Факторы, влияющие на виды компоновок сои, виды представления пилотажной, навигационной и иной информации на борту ла

Состав бортовых средств отображения информации определяется следующими основными факторами:

— характеристиками летательного аппарата (тип и класс ЛА, назначение и решаемые задачи, пассажировместимость и количество членов экипажа, и др.);

— ожидаемыми условиями эксплуатации (дальность, траектории и профили полета, превалирующие погодные условия полета и метеоминимумы посадки, интенсивность воздушного движения, оснащенность трасс наземным оборудованием и требуемыми точностями выдерживания заданных траекторий в существующих системах эшелонирования и т.д.);

— существующей системой технического обслуживания, подготовки экипажей и наземного обслуживающего персонала (наземное оборудование для эксплуатации, КПА, стенды, оснащение классов в учебных пунктах переподготовки и лабораторий в ВУЗах тренажерами, оборудованием, методическими указаниями и наглядными пособиями и т.д.).

Перечисленные факторы находят свое отражение в требованиях нормативных документов по безопасности полетов и соответствующих рекомендациях EHЛГС, АП, FAR, JAR, ARINC и др.

Согласно этим документам выпускаемые промышленностью летательные аппараты могут эксплуатироваться по правилам визуальных полетов (ПВП) и по правилам полетов по приборам (ППП). Несмотря на то, что ПВП регламентируют, главным образом, полеты самолетов авиации общего назначения и ограниченного числа региональных самолетов в зонах, где превалируют простые метеоусловия, с рекомендуемой высотой полета в 4000 м при величине приборной скорости в 400 - 450 км/час, на летательном аппарате, предназначенном для полетов по этим правилам должно устанавливаться следующее оборудование: у каждого пилота — экранный комплексный пилотажный индикатор или набор приборов, на которых должна индицироваться основная параметрическая и сигнальная информация, и общие для всех пилотов — автономный магнитный компас, часы с секундомером, индикатор температуры наружного воздуха. Полеты по ППП охватывают гораздо более широкий круг ситуаций:

• полеты в зонах плотного воздушного движения с насыщенным расположением наземных средств ближней навигации, посадки и управления воздушным движением региональных самолетов, самолетов местных воздушных линий, ближнемагистральных и некоторой части среднемагистральных самолетов при наличии сложных метеоусловий, включая сплошную облачность и грозы;

• полеты над безориентирной местностью, над акваториями океанов в зонах досягаемости наземных и космических средств дальней и сверхдальней навигации дальнемагистральных и определенной части среднемагистральных самолетов;

• полеты по внутренним и зарубежным трассам, в зонах, оборудованных системами ближней навигации, посадки и УВД, с принятыми международными нормами горизонтального, вертикального и продольного эшелонирования во всепогодных условиях ближне-, средне- и дальнемагистральных самолетов;

• полеты в северных или в южных широтах больше 70 градусов для всех самолетов, выполняющих регулярные полеты и осуществляющих посадки в этом районе;

• полеты военных самолетов, которые должны выполнять боевую задачу в любых погодных условиях и работать при наличии противодействия противника.

По мере усложнения условий полета и задач, решаемых летательным аппаратом, происходит резкое увеличение приборного оборудования, устанавливаемого в кабине экипажа, в результате чего задействованными оказываются не только приборные доски пилотов, но и приходится устанавливать пульты бортинженеров, штурманов и других членов неизбежно увеличивающегося экипажа.

Выход из этого положения находится за счет совмещения функций различных приборов в рамках многофункциональных индикаторов:

• индикатора обстановки в вертикальной плоскости (ИВО);

• индикатора обстановки в горизонтальной плоскости (ИГО);

• командно-пилотажного индикатора (КПИ) для отображения пилотажной информации;

• комплексного индикатора навигационной обстановки (КИНО) для отображения навигационной информации, включая метеонавигационную обстановку, с возможностью выдачи пилотажной информации, основной информации от двигателей и самолетных систем, полной информации от двигателей и самолетных систем по вызову и сигнальной информации;

• индикатора комплексной информационной системы сигнализации (КИСС) для отображения параметров двигателей, самолетных систем и предупреждающей сигнализации.

В результате, согласно авиационным правилам АП-25 и ЕНЛГ, на самолетах, предназначенных для полетов по Правилам полета по приборам (ППП) в дополнение к приборам, отвечающим требованиям ПВП, у каждого пилота должен устанавливаться один экранный комплексный индикатор навигационной обстановки (КИНО) или адекватный ему набор самостоятельных приборов.

На экране КПИ или на дополнительных приборах, кроме информации, требуемой ПВП, должны индицироваться следующие данные:

— вертикальная скорость;

— сигнализация о достижении допустимых в эксплуатации углов крена (с указанием или без указания знака крена).

В свою очередь на экранах КИНО или на самостоятельных приборах должна индицироваться следующая параметрическая информация:

— курс с признаком индицируемого курса;

— координаты текущего места самолета.

На экранах КПИ и КИНО или на дополнительных приборах, кроме перечисленной ранее, должна индицироваться следующая параметрическая и сигнальная информация:

— текущий угол атаки с индикацией допустимого угла атаки и сигнализацией его достижения на самолете, не имеющих естественных или искусственных признаков, предупреждающих о приближении к сваливанию;

— нормальная перегрузка с индикацией максимальной эксплуатационной перегрузки и сигнализации ее достижения на самолете, имеющем ограничения по нормальной перегрузке;

— текущее число М с индикацией максимального эксплуатационного числа М и сигнализацией его достижения на самолете, имеющем ограничения по числу М;

— барометрическая высота в футах при полете самолета по трассам с футовым измерением высот эшелонов.

При этом допускается индицировать ограничения максимальной эксплуатационной приборной скорости и максимального эксплуатационного числа М посредством указателя (индекса) максимальной эксплуатационной скорости.

Перечисленная параметрическая и сигнальная информация должна индицироваться на протяжении всего полета и вне зависимости от режима работы КПИ и КИНО. Допускается не индицировать число М на взлете, при заходе на посадку и при посадке.

На самолете, вмещающем более 30 пассажиров и предназначенном для полетов в условиях ППП, должны быть установлены средства, обеспечивающие выдачу пилотам сигналов предупреждающих сближение с землей.

В условиях полета по ППП на самолете должны устанавливаться следующие резервные приборы:

— авиагоризонт резервный;

— механический указатель приборной скорости;

— механический барометрический высотомер;

— вариометр;

—прибор или индикатор магнитного курса (стабилизированного или вычисленного); в качестве индикатора магнитного курса допускается использовать индикатор типа «РМИ».

Для обеспечения самолетовождения с требуемой точностью на самолете должно быть установлено радиотехническое оборудование навигации, посадки и управления воздушным движением, включающее:

— радиотехническое оборудование измерения малых высот;

— радиотехническое оборудование посадки;

— радиокомпас;

— радиолокационный ответчик УВД;

— радиолокационное метеонавигационное оборудование.

Радиолокационное метеонавигационное оборудование может не устанавливаться на самолетах, если они предназначены для полетов по ПВП или для полетов по ППП на трассах и маршрутах, на которых отсутствуют прогнозируемые гидрометеообразования. Допускается, чтобы радиотехническое оборудование посадки состояло только из маркерного приемника, если ожидаемыми условиями эксплуатации не предусматривается заход на посадку по маякам СП, ILS, MLS, и ДМВ диапазона. Допускается, чтобы радиотехническое оборудование посадки состояло только из угломерного оборудования при наличии маркерного приемника, если, ожидаемыми условиями эксплуатации не предусматривается использование дальномерной функции MLS.

Если указанного радиотехнического оборудования по составу и характеристикам недостаточно для выполнения требований к обеспечению необходимой точности навигации и посадки и/или допустимой загрузки экипажа, то состав дополнительного оборудования определяется исходя из ожидаемых условий эксплуатации (ОУЭ).

Этим оборудованием может быть:

— радиотехническое оборудование ближней навигации, (угломерно-дальномерное) дециметрового диапазона;

— радиотехническое оборудование угломерной системы VOR;

— радиотехническое оборудование дальномерной системы DME;

— доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса (ДИСС);

— радиотехническое оборудование дальней навигации;

— радиотехническое оборудование спутниковой навигации;

— радиотехническое оборудование предупреждения и предотвращения столкновений (БСПС).

На самолетах, совершающих трассовые полеты, во время которых в течение всего полета обеспечивается связь радиостанциями МВ диапазона (разрывы в полях МВ связи, определенные для 80 % эффективного радиогоризонта, не превышает 5 мин.), устанавливаются:

— две радиостанции МВ диапазона;

— аппаратура внутренней связи;

— авиагарнитуры членов экипажа;

— одна аварийно-спасательная радиостанция МВ диапазона или радиомаяк;

На самолетах, совершающих полеты над труднодоступными и малонаселенными районами, большими водными пространствам, дополнительно к перечисленному оборудованию, устанавливаются:

— одна аварийно-спасательная радиостанция МВ диапазона или взамен двух радиостанций МВ диапазона 2 радиомаяка (или одна радиостанция и один радиомаяк МВ диапазона);

— одна аварийно-спасательная радиостанция КВ диапазона.

На самолетах, совершающих трассовые полеты, во время которых связь в МВ диапазоне обеспечивается не полностью, устанавливается одна радиостанция КВ диапазона, если разрывы в полях МВ связи, определенные для 60% эффективного радиогоризонта, превышают 5 минут и две радиостанции КВ диапазона при разрыве, превышающим 1 час.

На самолетах, предназначенных для полетов в полярных широтах, взамен одной радиостанции КВ диапазона устанавливается одна радиостанция СВ диапазона.

Дополнительно к радиосвязному оборудованию должна устанавливаться аппаратура речевой информации об особых ситуациях в полете, если это необходимо для данного типа самолета.

Большинство из перечисленных ранее факторов, влияющих на состав ЭСИ, нашли свое отражение в приведенных рекомендациях нормативных документов. Остановимся теперь на некоторых специфичных особенностях отмеченных факторов, не вошедших в регламентирующую документацию.

Тип и класс ЛА обычно влияют на состав ЭСИ в сочетании с другими факторами, однако очевидно, что на маленьких одноместных самолетах, летающих по правилам визуальных полетов, и дальних магистральных самолетах этот состав будет различным. Специфические отличия в составе ЭСИ наблюдаются и у других типов ЛА: военных, космических, беспилотных и др.

Пассажировместимость и экипаж. На самолетах с числом пассажиров более 30 требуется установка системы предупреждения приближения земли, на самолетах с большим числом пассажиров рекомендуется установка системы определения веса и балансировки самолета, устанавливаются дополнительные средства связи, например спутниковая связь и др. Особую роль играет количество членов экипажа. На наших авиалиниях эксплуатируются самолеты, включая самолеты МВЛ, с минимальным составом экипажа в количестве 4 человек: левый и правый летчики, бортинженер и штурман. На многих самолетах различных типов в состав экипажа также входит бортрадист.

Наличие штурмана на борту самолета позволяет не требовать обязательности комплексирования бортовых средств отображения информации и установки интегральной системы электронной индикации. При этом считается, что штурман сможет обеспечить непрерывность представления информации о местоположении самолета. В свою очередь, бортинженер может обеспечивать непрерывный контроль работы самолетных систем и двигателей по отдельным приборам, цифровым индикаторам и мнемоническим пультам управления. Таким образом, недостаточная степень автоматизации работы оборудования может быть скомпенсирована дополнительными членами экипажа. Однако следует учесть, что на большинстве пассажирских самолетов зарубежных авиакомпаний летают два члена экипажа: левый и правый летчики. Это считается экономически выгодным, так как уже несколько месяцев эксплуатации дополнительного оборудования, требуемого для замены функций штурмана, бортинженера и бортрадиста на самолете с двухчленным экипажем, компенсирует его стоимость.

Стоимость самолета за жизненный цикл его эксплуатации играет значительную роль в выборе состава ЭСИ. Длительное время этот фактор заставлял отдавать предпочтение электромеханической системе индикации. При этом речь шла не только о том, что аналоговые устройства дешевле, надежнее, имеют меньшие массо-габаритные показатели и энергопотребление, но и о том, что переход на цифровую систему индикации потребовал переучивания персонала, эксплуатирующего авиационную технику. Здесь необходимо учитывать следующее обстоятельство. Большинство необходимой летчику информации представляется в знакографическом виде. Даже если прибор показывает стрелкой точное значение параметра на шкале, летчик воспринимает это как графический образ, т.к. для него важны направление и скорость движения стрелки, иллюстрирующие тенденцию изменения контролируемого параметра. Имеют значение также цвет, форма и размер индикаторов и их элементов. Отсюда следует, что для создания комфортной, не ухудшающей восприятие информации цифровой системы индикации необходимо, чтобы цвета, размеры и форма индикаторов были аналогичными механическим и электромеханическим приборам. С этой целью ряд авиаприборостроительных компаний, в том числе и российских, разработали группу приборов на жидкокристаллических панелях с микропроцессорным управлением взамен соответствующих электромеханических приборов. По внешнему виду, по габаритно-присоединительным размерам и по другим внешним характеристикам, а также по стоимости каждый прибор этой группы соответствует электромеханическим приборам, однако имеет лучшую наблюдаемость и более четкое восприятие информации даже при засветке прямыми солнечными лучами и более высокие показатели контролепригодности и надежности.

Вместе с тем, простая имитация электромеханических приборов с использованием современных электронных средств отображения информации не решает проблему отображения лавинообразно растущего объема информации, поступающей от разнообразных внешних и внутренних источников. К числу таких источников аэронавигационной информации относятся:

• приемник глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС);

• наземные радиомаяки радиотехнических систем ближней навигации (VOR/DME/TACAN);

• курсовые и глиссадные радиомаяки метрового диапазона (ILS), азимутальные и угломерные радиомаяки микроволновой системы (MLS) посадки;

• радиолокационные, телевизионные и тепловизорные станции обзорных и обзорно-прицельных систем;

• системы связи и передачи данных зоны аэродромного радиолокационного обслуживания (TRSA), служба автоматической передачи информации в районе аэродрома (ATIS) и система адресной самолетной связи (ACARS);

• системы предупреждения столкновений (TCAS, GPWS) и т.д.

Достаточно сказать, что только один 12–ти канальный приемник ГНСС каждую секунду получает около 10 Гигабит информации. Чтобы рационально использовать такие массивы информации, она должна быть предварительно интеллектуализирована и представлена в интуитивных форматах для отображения на соответствующих средствах индикации, допускающих детальную символику.

Таким образом, расширение диапазона функциональных задач, возлагаемых на бортовые средства отображения информации, привело к массовому переходу от электромеханического оборудования к приборам с экранной индикацией.

Ожидаемые условия эксплуатации существенным образом влияют на состав ЭСИ. Как отмечалось выше, самолеты, которые эксплуатируются на воздушных трассах, пролегающих через районы с безориентирной местностью и через океаны, требуют обязательной установки инерциальных систем, радиотехнических систем дальней навигации и/или спутниковых систем навигации. Информация, поступающая от этих систем, должна воспроизводиться с высоким разрешением для детальной символики, в том числе, для поддержки видеоизображений.

В свою очередь, самолеты, предназначенные для полетов в высоких широтах, требуют гектаметровой связи в СВ диапазоне волн. Полеты в условиях плотного воздушного движения требуют более точной зональной навигации по двум и более дальностям и аппаратуры предупреждения столкновения самолетов в воздухе. Полеты в условиях интенсивной грозовой деятельности приводят к необходимости установки аппаратуры для обнаружения опасного сдвига ветра и метеорадиолокаторов с режимом определения интенсивной грозовой деятельности и вертикальным разрезом турбулентности атмосферы.

Категории метеоминимума посадки определяют установку прецизионного оборудования определения дальности, а также оборудования видимости ВПП и рулежных дорожек (РД).

Таким образом, перечисленные факторы имеют существенное значение при разработке оптимального облика кабиной системы отображения информации. Но не менее важную роль играют психофизические факторы взаимодействия человека-оператора с информационными полями кабины экипажа.