日本开发飞机驾驶舱信息系统,A380驾驶舱采用先

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摘要:据日本经济新闻报道,日本经济产业省委托日本飞机开发协会研制"飞机驾驶舱信息系统"。新系统包括在驾驶舱内安装一个20英寸的液晶显示器,能立体地显示飞机周围的情况。新系统从

据日本经济新闻报道,日本经济产业省委托日本飞机开发协会研制"飞机驾驶舱信息系统"。新系统包括在驾驶舱内安装一个20英寸的液晶显示器,能立体地显示飞机周围的情况。新系统从机身发出的红外线及可分辩微小物体的毫米波遇到障碍物后会反射回来,经过计算机处理在液晶显示器上显示。"飞机驾驶舱信息系统"能在其他飞机接近时,确认对方的飞行速度和高度,从而避免相撞事故发生。它还能显示机场跑道的气象条件及状况。新系统有可能在2002年研制成功,并将在大型客机上应用。

F-35 Introduces Projection Display F-35联合攻击机驾驶舱采用了新的投影显示器,并已经获得美军方的认可。研制方认为投影显示器亮度高,阳光下可读性好,清晰度超过常规液晶显示器的2到3倍。在配有触敏控制显示器和话音识别功能后,F-35上的驾驶员可以用几种方式控制多功能显示屏的大小和工作模式。从某种角度上说,这项技术的采用为进一步提高飞行员的作战态势感知创造了条件,也可能为将来战斗机驾驶舱设计带来影响。但是,与现在使用的液晶显示器相比,投影显示器是否具有更好的发展前景还存有争议从2006年夏季开始,15架装备投影显示器的F-35战斗机将开始试飞。主承包商洛克希德·马丁公司和航空电子供应商罗克韦尔·柯林斯公司认为,新的驾驶舱投影显示器技术将使F-35飞机性能更好、重量更轻、成本更低。尽管还存在争议,但是美国和英国的国防部仍然坚持,在F-35的系统发展和演示阶段采用这项技术。洛克希德·马丁公司的项目负责人称,上世纪末,他们做出了采用投影显示器的战略决策,到本世纪中期,投影显示器技术就会成为驾驶舱进步的标志。提供这项技术的凯塞航宇公司,在2000年被罗克韦尔·柯林斯公司收购。在F-35采用投影显示器之前,他们本着循序渐进的思路,在2002年5月,先在一架F/A-18E/F"超大黄蜂"战斗机上安装了美国第一台投影显示系统--152毫米×152毫米的反射式微型液晶显示器,随后又在F-22进行了试装,然后才把它移植到F-35上。航空电子投影显示器技术起源于20世纪80年代。在美国选用这项技术之前,泰雷兹航空电子公司曾为"幻影"和"阵风"战斗机以及"空中客车"飞机提供以投影技术为基础的平视显示器,并在直升机上提供了投影基的头盔显示器。去年7月,柯林斯公司曾赢得了第一个投影显示系统的国际合同,与日本一家公司共同研制用于F-15J战斗机的114毫米×114毫米的反射式微型液晶显示器。该显示器的设计使用了高耐振的商用成品投影仪元件和技术。F-35驾驶舱的设计 投影显示器的优势投影显示器是用于会议室投影系统的技术延伸。它使用小型显示装置,先形成一个图像,然后经过放大并投影到屏幕上。像背投式电视或会议室投影仪一样,这种投影设备包括棱镜、滤色片、灯泡和各种各样光学元件。投影显示器的优势是亮度,它改善了阳光下可读性,其清晰度超过其他战斗机中常规液晶显示器的2到3倍。在F-35上,显示器的分辨率为1280×1024像素,这种分辨率达到了高级手提式计算机或高级台式计算机监视器的水平。不仅如此,F-35还使用了触敏控制显示屏幕(这在大型显示器上是首次)和话音识别功能,把很多开关式的驾驶舱控制功能与显示器综合在一起。显示器还结合有变焦能力,可以突出局部特写。 显示器的排列与组合洛克希德-柯林斯研究小组为F-35提供的投影显示器是2个相邻并排的203毫米×254毫米的显示屏,可以构成一个203毫米×508毫米显示面积,这是到目前为止战斗机驾驶舱中显示面积最大的显示器。由于驾驶舱内余度的需要,研究小组认为用两个203毫米×254毫米的显示器合起来构成一个203毫米×508毫米的显示区,不但得到了更大的显示面积,也获得了所需的余度。以这种方法综合的驾驶舱,至少减轻了约45千克的重量。F-35的驾驶员可以在203毫米×254毫米的显示区内将显示分为"多个或单个"的显示器,这取决于他们打算观察的不同信息,也取决于软件如何编写。这也是洛克希德·马丁公司提出的称为"入口"的方案。驾驶员通过显示器将能够观察传感器提供的战术信息和瞄准信息、威胁信息、机载武器状态、飞机的飞行和状态数据,以及警告系统的告警信息。系统配置的4个"入口",每一个都能够扩大为203毫米×254毫米显示器的全屏,使用触敏控制显示屏、话音识别或握杆操纵控制器指令,辅助显示窗也能够扩大或缩小。使用握杆操纵控制器,利用油门杆上的游标控制器"点击"有效触敏图符来改变入口。话音和触敏屏被指定为驾驶员的主输入工作状态,游标是在触敏控制显示屏和话音控制发生故障时使用的备用工作状态。系统的余度设计使计算机之间在发生故障时能够相互取而代之。例如,当使用话音识别时,主显示计算机接收信息并下达所有相应指令,从属计算机也掌握这一切,如果主计算机出现问题,从属计算机就会接管这些额外的功能。203毫米×508毫米显示屏的每一个203毫米×254毫米部分都有自己产生字符的图形处理机和投影机。飞机的不同传感器把视频信号传送给显示系统,显示系统会把它嵌入恰当的入口。如果直接使用商用的反射液晶显示器元件,就能避免使用大多数战斗机那种直读式液晶显示器所需要的"独特设计构造"。大多数战斗机的显示器在亮度和温度上需要满足要求的特殊玻璃,目前军用运输机已经成功地使用了耐振商用液晶显示器,并由此减少了重量、成本和尺寸。 多功能显示器的任务内容多功能显示器是驾驶员-飞机的主要人机界面,用于联系其他机上系统,包括头盔显示系统和管理联合攻击机系统的驾驶员话音指令。其管理的任务从启动发动机到向驾驶员显示传感器数据和系统状态。采用反射式显示系统的多功能显示器为主要工作状态改变创造了条件,像从战术工作状态转变到仪表工作状态,根据驾驶员的最终优选,可以在显示格式和屏幕尺寸大小上重构"入口",但对于驾驶舱自动化问题,项目小组认为过多的自动化没有好处。他们发现驾驶员实际上并不总是欣赏显示系统自动改变显示格式。英国的史密斯航宇公司正在提供F-35的备用76毫米×76毫米有源矩阵液晶显示器飞行显示系统,它独立地显示姿态、高度、空速、升降速度和迎角。显示系统位于驾驶舱正前方仪表板中央。视景系统国际公司提供头盔显示器。美军方的态度JSF的项目办公室已经认可了投影显示器的方案。美国空军方面认为,这项技术提供了驾驶舱更经济有效的改进与升级途径,以投影机为例,如果技术改进,单独更换投影机而不需替换整个显示器就能改善其性能。而商用成品零件的使用,使设计人员应对F-35驾驶舱空间限制时具有灵活性。军方表示,投影系统能够加温的优点在冷天非常有用,它可以帮助快速启动战斗机投入战斗。但是最大的突破还是F-35将成为具有同时满足三军要求显示器的第一种的飞机。"入口"方案提供了通过触敏控制显示或话音改变显示器选择武器及机载系统不同工作状态的灵活性。投影显示系统采用模块式结构,为维修技术员在需要时拆换元件提供了方便。尽管目前还不能列举出投影显示器的平均故障间隔时间的目标值,但军方已经向洛克希德·马丁公司提出了一些高可靠性要求,并将这些要求分配到飞机上各个元件。这套驾驶舱设备的实际飞行是在2006年8月F-35的A-1飞机试飞时。有关方面称,3种型别JSF航空电子的通用性达到98%。而驾驶舱内的目标是100%。美国空军、海军和海军陆战队以及英国皇家空军和海军预计需要大约2600架F-35。美国海军陆战队定于2010年达到初始作战能力,美国空军定于2011年,而美国海军和英军定于2012年。但是,正在进行的一项"修改计划程序"可能把美国海军陆战队的初始作战能力形成时间推迟到2012年,美国空军和美国海军的初始作战能力形成时间推迟到2013年。不同的声音在主要航空电子供应厂商纷纷看好投影显示系统的同时,霍尼韦尔公司却发出了不同的声音。他们认为在可以预见的未来,这种技术起码对于商用运输机市场是不合适的。这家公司的运输机系统显示器经理说,他们在做了足够的研究后发现,其可靠性和维修上有困难。他举例说,投影显示系统照明放大图像所需的灯泡寿命只有8000小时,这对于某些市场还可以接受,但是航空公司期待显示器的平均故障间隔时间达到20000小时或更高。霍尼韦尔公司还发现,投影显示系统的成本高于平板有源矩阵液晶显示器,而且投影系统较为复杂,需要透镜和反光镜,增加了系统的重量。他们在2001年完成的研究结论是该技术不现实。

[美国《航空周刊与航天技术》2004年9月27日刊报道]欧洲空中客车公司将在A380上采用先进的信息技术结构,以便增强飞机的性能,同时未来还可以更容易地改进驾驶舱。通过为航空电子改进的商用以太网数据总线建立的模块化系统结构,空中客车公司将创建一个在需要时易于改进的飞机驾驶舱, A380所有的航空电子供应商,包括泰莱斯公司、霍尼韦尔公司和罗克韦尔-柯林斯公司,所提供的产品都需要达到相同的接口标准,以便未来在进行硬件改进时不需要改变基础软件。然而,空中客车公司这样做并不是希望在A380进入服役后很快就改进驾驶舱,通常,航空公司需要"稳定"的驾驶舱构型,对驾驶舱能力所进行的任何改变都将意味着安全、训练和经营成本的代价,航空公司与消费类产品制造商不同,不会为追求信息技术的最新成果支付费用。但是航空公司需要在5~10年后进行一些更改。A380将利用许多计算机技术使飞行操控更容易。据介绍,空中客车公司正在与飞行员紧密合作设计接口,如键盘指针控制器。泰莱斯公司及其合作伙伴德国Diehl Avionik Systeme公司已经研制出了KCCU,可以让飞行员用球形鼠标快速重新安排飞行计划。KCCU将使飞行员可以同8个6×8英寸液晶显示器交互工作,当他们需要时可以用鼠标翻页和修改参数,从而可使飞行员在他们需要时可以更多地接近所需的信息。A380还将采用具有标准计算机处理器的综合模块化航空电子系统,每个处理器主管若干种不同的功能。由于软件是独立于硬件开发的,因而如果改变硬件,软件不需要重新认证审查。泰莱斯公司将为每架A380提供18个航空电子模块,每个处理器上的连接器将处理器连接到以太网,罗克韦尔-柯林斯公司将提供进行所有以太网连接的中央转换盒。与以前使用的航空电子总线相比,以太网可以提供更高的带宽,其每秒的数据处理速度是Arinc 429的1000倍,从而可以连接更多的系统并向驾驶舱发送更多的数据,数据量从每秒100千比特增长到每秒100兆比特,而且在十年内可能会提供每秒1~10千兆比特。A380的飞行员还可以使用驾驶舱内的机上信息系统。机上信息系统的显示器位于每位飞行员侧杆控制器的前面,包括电子飞行包的特性如仪表图、地图、飞机手册和性能数据等。机上信息系统的软件将独立于航空电子系统以外运行在以太网上。A308还将使用显示飞行计划航路上飞机前面的地形和气象情况的新型垂直显示器,霍尼韦尔公司的RDR-400雷达将提供雷暴的垂直外形,RDR-400雷达利用3D立体扫描技术可以捕获飞机前面320海里处从地面到60000英尺高度的大雨和紊流数据,并存储在数据库中。随后这些数据可以由计算机处理器分割,以各种形式显示给飞行员。

[《防务新闻》2004年4月27日报道] Garrett航空公司是通用电气公司的一个子公司,最近选择了罗克韦尔·柯林斯公司提供航电的Pro Line 21家族元器件,作为改进其赛斯纳501"奖状"飞机创新项目的一部分。项目的特点是选用新型柯林斯公司IDS-3000综合显示系统,该系统可使商务机飞行员灵活方便地代替现有的类似系统和大型液晶飞行显示仪和电子飞行仪表系统装置,采用这种系统的目的是提高信息显示和增加情况感知能力。标准系统包括一个主飞行显示仪和多功能显示仪,与RVSM相配套的大气数据计算机、综合飞行信息系统和WXR-800气象雷达。可选设备包括第二台PFD,TWR-850紊流探测气象雷达和一个AHS-1000姿态航向传感器。IDS-3000将与现有的自动驾驶仪综合到一起。标准配置的特点是配备了柯林斯综合飞行信息系统,从而提高驾驶舱情况感知能力。系统的电子制图功能能够在飞机的多功能显示器MFD上显示进场着陆图、机场图表、飞行通报、标准仪表飞行起飞离场及标准飞行仪表飞行进场。增强的制图能力包括覆盖地理上和政治上边界,以及空域限制、地形特点和高低航路。IFIS还包括一个可选择的气候图像绘制能力,可与气象卫星和其它绘图信息链接。今天,在复杂的空域进行有效的飞机操纵需要利用实时信息和先进决策工具。柯林斯IDS-3000和 IFIS可以提供成本-效益最佳方法来改进驾驶舱,从而提高操纵能力并改进飞行员效率和增加飞机的价值。

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