Elektronik uçuş enstrüman sistemi - Electronic flight instrument system
In havacılık , bir Elektronik uçuş aleti sistemleri ( EFIS ) bir olan uçuş aleti bir uçak içinde görüntüleme sistemi kokpit o görüntüler uçuş veri değil, elektronik elektromekanik. Bir EFIS normalde bir birincil uçuş ekranı (PFD), çok işlevli ekran (MFD) ve bir motor gösterge ve mürettebat uyarı sistemi (EICAS) ekranından oluşur. Erken EFIS modellerinde katot ışın tüplü (CRT) ekranlar kullanılıyordu, ancak sıvı kristal ekranlar (LCD) artık daha yaygın. Karmaşık elektromekanik durum direktörü göstergesi (ADI) ve yatay durum göstergesi (HSI), EFIS tarafından değiştirilmeye ilk adaylardı. Ancak şimdi, birkaç uçuş güvertesi aletinin yerini elektronik bir ekran kullanamıyor.
Görüntüleme birimleri
Birincil uçuş ekranı (PFD)
Uçuş güvertesinde, ekran üniteleri bir EFIS sisteminin en belirgin parçalarıdır ve cam kokpit terimine yol açan özelliklerdir . Yapay ufkun yerini alan görüntü birimine birincil uçuş ekranı (PFD) adı verilir . HSI'nın yerini ayrı bir ekran alırsa, buna navigasyon ekranı denir. PFD, kalibre edilmiş hava hızı , irtifa, istikamet, durum, dikey hız ve sapma dahil olmak üzere uçuş için kritik olan tüm bilgileri görüntüler . PFD, bu bilgiyi altı farklı analog cihaz yerine tek bir ekrana entegre ederek ve cihazları izlemek için gereken süreyi azaltarak pilotun durumsal farkındalığını geliştirmek için tasarlanmıştır. PFD'ler ayrıca, ekranın rengini veya şeklini değiştirerek veya sesli uyarılar sağlayarak, uçak mürettebatını olağandışı veya potansiyel olarak tehlikeli koşullara (örneğin, düşük hava hızı, yüksek alçalma hızı) karşı uyararak durumsal farkındalığı artırır.
Elektronik Tutum Yönlendirici Göstergesi ve Elektronik Yatay Durum Göstergesi isimleri bazı üreticiler tarafından kullanılmaktadır. Ancak, simüle edilmiş bir ADI, PFD'nin yalnızca en önemli parçasıdır. Ek bilgiler bu grafiğin hem üzerine yerleştirilmiş hem de çevresinde düzenlenmiştir.
Çok işlevli ekranlar, ayrı bir navigasyon ekranını gereksiz kılabilir. Diğer bir seçenek de hem PFD'yi hem de navigasyon ekranını göstermek için büyük bir ekran kullanmaktır.
PFD ve navigasyon ekranı (ve takılı olduğunda çok işlevli ekran) genellikle fiziksel olarak aynıdır. Görüntülenen bilgiler, görüntü birimlerinin takıldığı sistem arayüzleri tarafından belirlenir. Böylece yedek parça tutma basitleştirilir: tek ekran ünitesi herhangi bir konuma takılabilir.
LCD üniteler, CRT'lerden daha az ısı üretir; sıkışık bir gösterge panelinde bir avantaj. Ayrıca daha hafiftirler ve daha düşük bir hacim kaplarlar.
Çok fonksiyonlu ekran (MFD)
_on_Boeing_747-400_(cropped).jpg)
MFD (çok işlevli ekran), birden fazla sistemden navigasyon ve hava durumu bilgilerini görüntüler. MFD'ler en sık olarak, hava ekibinin bir harita veya çizelge üzerinde farklı bilgileri kaplayabildiği "harita merkezli" olarak tasarlanır. MFD bindirme bilgisi örnekleri, uçağın mevcut rota planını, yerleşik radar veya yıldırım algılama sensörlerinden veya yer tabanlı sensörlerden, örneğin NEXRAD, kısıtlı hava sahası ve uçak trafiğinden gelen hava durumu bilgilerini içerir. MFD aynı zamanda diğer bindirme olmayan veri türlerini (örn. mevcut rota planı) ve hesaplanmış bindirme tipi verileri, örn. arazi üzerinde mevcut konum, rüzgarlar ve uçak hızı ve yükseklik.
MFD'ler ayrıca yakıt ve elektrik sistemleri gibi uçak sistemleri hakkında bilgi görüntüleyebilir (aşağıdaki EICAS'a bakın). PFD'de olduğu gibi, MFD, hava mürettebatını tehlikeli durumlara karşı uyarmak için verilerin rengini veya şeklini değiştirebilir.
Motor göstergeleri ve mürettebat uyarı sistemi (EICAS) / elektronik merkezi uçak izleme (ECAM)
EICAS (Motor Göstergeleri ve Mürettebat Uyarı Sistemi), yakıt, elektrik ve tahrik sistemleri (motorlar) dahil olmak üzere uçağın sistemleri hakkında bilgi görüntüler. EICAS ekranları genellikle geleneksel yuvarlak göstergeleri taklit etmek ve aynı zamanda parametrelerin dijital okumalarını sağlamak için tasarlanmıştır.
EICAS, hava mürettebatının karmaşık bilgileri grafik biçiminde görüntülemesine izin vererek ve ayrıca mürettebatı olağandışı veya tehlikeli durumlara karşı uyararak durumsal farkındalığı geliştirir. Örneğin, bir motor yağ basıncını kaybetmeye başlarsa, EICAS bir uyarı verebilir, ekranı yağ sistemi bilgilerinin bulunduğu sayfaya getirebilir ve düşük yağ basıncı verilerini kırmızı bir kutu ile özetleyebilir. Geleneksel yuvarlak göstergelerin aksine, birçok uyarı ve alarm seviyesi ayarlanabilir. EICAS tasarlanırken, hava ekibine her zaman en önemli bilgilerin sağlandığından ve uyarılar veya alarmlarla aşırı yüklenmediğinden emin olmak için uygun özen gösterilmelidir.
ECAM , Airbus tarafından kullanılan benzer bir sistemdir ve EICAS işlevlerini sağlamanın yanı sıra düzeltici eylem de önerir.
Kontrol panelleri
EFIS, pilotlara görüntüleme aralığını ve modunu (örneğin harita veya pusula gülü) seçen ve veri giren (seçilen yön gibi) kontroller sağlar.
Diğer ekipmanın pilot girdileri kullandığı durumlarda, veri yolları pilotun seçimlerini yayınlar, böylece pilotun seçimi yalnızca bir kez girmesi gerekir. Örneğin, pilot bir kontrol ünitesinde istenen seviye atlama irtifasını seçer. EFIS, bu seçilen irtifayı PFD'de tekrarlar ve bunu gerçek irtifa ile (hava veri bilgisayarından gelen) karşılaştırarak bir irtifa hatası ekranı oluşturur. Bu aynı irtifa seçimi, otomatik uçuş kontrol sistemi tarafından seviye atlamak için ve irtifa uyarı sistemi tarafından uygun uyarılar sağlamak için kullanılır.
Veri işlemcileri
EFIS görsel ekranı, sembol üreteci tarafından üretilir. Bu, pilottan veri girişlerini, sensörlerden gelen sinyalleri ve pilot tarafından yapılan EFIS format seçimlerini alır. Sembol üreteci, görüntü işleme bilgisayarı, görüntü elektroniği birimi vb. gibi başka adlarla da kullanılabilir.
Sembol üreteci, sembol üretmekten fazlasını yapar. (En azından) izleme olanaklarına, bir grafik oluşturucuya ve bir ekran sürücüsüne sahiptir. Sensörlerden ve kontrollerden gelen girdiler veri yolları aracılığıyla gelir ve geçerliliği kontrol edilir. Gerekli hesaplamalar gerçekleştirilir ve grafik oluşturucu ve görüntü sürücüsü, görüntü birimlerine girişleri üretir.
yetenekler
Kişisel bilgisayarlar gibi, uçuş enstrüman sistemleri de kendi kendine açılış testi tesislerine ve sürekli kendi kendini izlemeye ihtiyaç duyar. Ancak uçuş enstrüman sistemleri ek izleme yeteneklerine ihtiyaç duyar:
- Giriş doğrulama — her sensörün geçerli veriler sağladığını doğrulayın
- Veri karşılaştırma — yinelenen sensörlerden gelen girdileri çapraz kontrol edin
- Ekran izleme — alet sistemindeki arızaları tespit edin
Eski uygulama
Geleneksel (elektromekanik) göstergeler , kaptan ve ikinci zabitin aletlerinde gösterilen yunuslama, yuvarlanma ve istikameti bir alet karşılaştırıcısına ileten senkro mekanizmalarla donatılmıştır . Karşılaştırıcı, Kaptan ve Birinci Subay ekranları arasındaki aşırı farklılıklar konusunda uyarır. Örneğin, bir ADI'nin yuvarlanma mekanizması, bir sıkışma kadar aşağı yönde bir arıza bile bir karşılaştırıcı uyarısını tetikler. Cihaz karşılaştırıcı böylece hem karşılaştırıcı izleme hem de ekran izleme sağlar.
Karşılaştırıcı izleme
EFIS ile karşılaştırma işlevi basittir: Sensör 1'den gelen dönüş verileri (bank açısı), sensör 2'den gelen dönüş verileriyle aynı mı? Değilse , her iki PFD'de bir uyarı başlığı ( KONTROL RULOSU gibi ) görüntüleyin. Karşılaştırma monitörleri, hava hızı, yunuslama, yuvarlanma ve irtifa göstergeleri için uyarılar verir. Daha gelişmiş EFIS sistemlerinde daha fazla karşılaştırıcı monitör bulunur.
Ekran izleme
Bu teknikte, her bir sembol üreteci iki görüntü izleme kanalı içerir. Dahili olan bir kanal, kendi sembol üretecinden gelen çıktıyı görüntüleme birimine örnekler ve örneğin, hangi yuvarlanma tutumunun bu göstergeyi üretmesi gerektiğini hesaplar. Bu hesaplanan dönüş yönü daha sonra INS veya AHRS'den sembol üretecine yapılan dönüş yönü girişi ile karşılaştırılır . Herhangi bir farklılık muhtemelen hatalı işleme nedeniyle ortaya çıkmıştır ve ilgili ekranda bir uyarıyı tetikler.
Harici izleme kanalı, uçuş güvertesinin diğer tarafındaki sembol üreteci üzerinde aynı kontrolü gerçekleştirir: Kaptan'ın sembol üreteci, Birinci Subay'ın, Birinci Subay'ınki, Kaptan'ın kontrollerini kontrol eder. Hangi sembol üreteci bir hata algılarsa, kendi ekranına bir uyarı koyar.
Harici izleme kanalı ayrıca sensör girişlerini (sembol üretecine) makul olup olmadığını kontrol eder. Radyo altimetresinin maksimum değerinden daha büyük bir radyo yüksekliği gibi sahte bir giriş, bir uyarıyla sonuçlanır.
İnsan faktörleri
Dağınıklık
Bir uçuşun çeşitli aşamalarında, bir pilot farklı veri kombinasyonlarına ihtiyaç duyar. İdeal olarak, aviyonikler yalnızca kullanımdaki verileri gösterir, ancak elektromekanik bir alet her zaman görüntüde olmalıdır. Ekran netliğini artırmak için ADI'ler ve HSI'lar, gereksiz göstergeleri geçici olarak ortadan kaldırmak için karmaşık mekanizmalar kullanır; örneğin, pilotun ihtiyacı olmadığında süzülme eğimi ölçeğini kaldırmak.
Normal koşullar altında, bir EFIS, örneğin motor titreşimi gibi bazı göstergeleri göstermeyebilir. Sadece bazı parametreler limitlerini aştığında sistem okumayı gösterir. Benzer şekilde, EFIS, yalnızca bir ILS yaklaşımı sırasında kayma eğimi ölçeğini ve işaretçiyi gösterecek şekilde programlanmıştır .
Bir giriş arızası durumunda, bir elektromekanik cihaz başka bir gösterge daha ekler - tipik olarak, hatalı veriler üzerinde bir çubuk düşer. Öte yandan EFIS, geçersiz verileri ekrandan kaldırır ve yerine uygun bir uyarı koyar.
Koşullar belirli bir öğe için pilotun dikkatini gerektirdiğinde, dağınıklığı giderme modu otomatik olarak etkinleştirilir. Örneğin, uçak belirli bir sınırın (genellikle 30 ila 60 derece) ötesinde yukarı veya aşağı eğim yaparsa, durum göstergesi, pilot eğimi kabul edilebilir bir düzeye getirene kadar diğer öğeleri görüş alanından kaldırır. Bu, pilotun en önemli görevlere odaklanmasına yardımcı olur.
Renk
Geleneksel enstrümanlar uzun süredir rengi kullanmışlardır, ancak durumdaki bir değişikliği belirtmek için bir rengi değiştirme yeteneğinden yoksundurlar. EFIS'in elektronik görüntüleme teknolojisinde böyle bir kısıtlama yoktur ve renkleri yaygın olarak kullanır. Örneğin, bir uçak süzülme eğimine yaklaşırken, mavi bir resim yazısı süzülme eğiminin devrede olduğunu gösterebilir ve yakalama, rengi yeşile çevirebilir. Tipik EFIS sistemleri, navigasyon tipini yansıtmak için navigasyon iğnelerini renk koduyla kodlar. Yeşil iğneler, VOR'lar, Yerelleştiriciler ve ILS sistemleri gibi yer tabanlı navigasyonu gösterir. Macenta iğneler GPS navigasyonunu gösterir.
Avantajlar
EFIS, geleneksel enstrümanların bazı fiziksel sınırlamalarından kaçınarak çok yönlülük sağlar. Bir pilot, bir alan navigasyonu veya uçuş yönetim sistemi tarafından sağlanan planlı rotayı göstermek için bir rota sapma göstergesini gösteren aynı ekranı değiştirebilir. Pilotlar, görüntülenen rota üzerinde hava durumu radar resmini üst üste getirmeyi seçebilirler.
Yazılım değişikliklerinin sağladığı esneklik, yeni uçak düzenlemelerine ve ekipmanlarına yanıt verme maliyetlerini en aza indirir. Yazılım güncellemeleri, yeteneklerini genişletmek için bir EFIS sistemini güncelleyebilir. 1990'larda tanıtılan güncellemeler, yere yakınlık uyarı sistemini ve trafik çarpışmasını önleme sistemini içeriyordu .
Basit iki ekranlı EFIS kurulumunda bile bir dereceye kadar yedeklilik mevcuttur. PFD'nin başarısız olması durumunda, transfer anahtarı, hayati bilgilerini normal olarak navigasyon ekranı tarafından işgal edilen ekrana yeniden konumlandırır.
EFIS'teki Gelişmeler
1980'lerin sonlarında, EFIS çoğu Boeing ve Airbus uçaklarında standart ekipman haline geldi ve birçok iş uçağı 1990'larda EFIS'i benimsedi.
Hesaplama gücündeki son gelişmeler ve sıvı kristal ekranların ve navigasyon sensörlerinin (GPS ve durum ve yön referans sistemi gibi ) maliyetindeki azalmalar EFIS'i genel havacılık uçaklarına getirdi . Dikkate değer örnekler Garmin G1000 ve Chelton Flight Systems EFIS-SV'dir.
Birkaç EFIS üreticisi, deneysel uçak pazarına odaklanmış ve EFIS ve EICAS sistemlerini 1.000-2000 ABD Doları kadar düşük bir fiyata üretmiştir. Düşük maliyet, sensörlerin ve ekranların fiyatlarındaki keskin düşüşler nedeniyle mümkündür ve deneysel uçaklar için ekipman, pahalı Federal Havacılık İdaresi sertifikası gerektirmez . Bu son nokta, yerel düzenlemelere bağlı olarak, kullanımlarını deneysel uçaklar ve belirli diğer uçak kategorileri ile sınırlandırmaktadır. Sertifikasız EFIS sistemleri, fabrikada üretilen, mikro hafif ve ultra hafif uçaklar dahil olmak üzere Hafif spor uçaklarda da bulunur . Bu sistemler, yerel havacılık kurallarına bağlı olarak bazı durumlarda ikincil veya yedek sistemler olarak sertifikalı uçaklara takılabilir.
Ayrıca bakınız
Notlar
daha fazla okuma
- ABD Federal Havacılık İdaresi'nde AC25-11A Elektronik Uçuş Güverte Ekranları Danışma Genelgesi
- Elektronik Uçak Aletleri Hava Veri Bilgisayarı ve Ekranları