СИСТЕМА ОТОБРАЖЕНИЯ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2009 года по МПК G01D3/10 

Изобретение относится к системе отображения для летательного аппарата, в частности гражданского транспортного самолета.

Более точно, оно относится к системе отображения типа, содержащего множество экранов, каждый из которых сформирован так, чтобы быть способным отображать изображение, которое связано с ним. В контексте настоящего изобретения термин «изображение» должен пониматься в качестве означающего страницу информации, заданной ниже, которая может просматриваться на связанном экране.

Такая система отображения, которая установлена в кабине экипажа традиционным образом, предназначена для снабжения пилота или пилотов летательного аппарата информацией (такой как абсолютная высота, скорость, пространственная ориентация, навигация, скорость двигателей, состояние систем, и т.п.), которая используется пилотом или пилотами во время полета летательного аппарата. Некоторая из этой информации, например краткосрочная текущая пилотажная информация, критически необходима пилоту или пилотам для управления летательным аппаратом в полной безопасности.

Следовательно, отказ экрана, который отображает изображение, содержащее в себе информацию, которая абсолютно необходима для пилотирования, вызывает серьезную проблему безопасности для летательного аппарата. Обычно предусмотрены специальные процедуры поиска для предоставления пилоту возможности найти по меньшей мере некоторую часть информации, потерянной из-за отказа. Однако такие процедуры поиска накладывают на пилота очень большую рабочую нагрузку, рабочую нагрузку, которая часто оказывается непомерной, особенно в фазах полета (например, таких как посадка или взлет), в которых операции пилотирования летательного аппарата требуют полного внимания пилота.

Настоящее изобретение относится к системе отображения для летательного аппарата, в которой вышеупомянутые недостатки могут быть преодолены.

Согласно изобретению упомянутая система отображения типа, содержащего множество экранов, каждый из которых сформирован так, чтобы быть способным отображать изображение, и конкретное изображение является связанным с каждым из упомянутых экранов, примечательна тем, что дополнительно содержит:

- средство обнаружения для обнаружения любого отказа одного из упомянутых экранов;

- средство автоматического реконфигурирования, предназначенное, при обнаружении отказа по меньшей мере одного экрана упомянутым средством обнаружения:

для автоматической проверки, имеет ли изображение, которое связано с упомянутым отказавшим экраном, приоритет над по меньшей мере одним другим изображением, связанным с другим экраном, на основании по меньшей мере одного набора предопределенных правил приоритета;

когда изображение, которое связано с упомянутым отказавшим экраном, имеет приоритет, для отображения этого изображения на действующем экране, с которым связано изображение, которое имеет более низкий приоритет согласно упомянутому набору правил приоритета.

Таким образом, в силу изобретения, в случае отказа экрана, который содержит приоритетное изображение, в частности изображение, содержащее в себе информацию, которая абсолютно необходима для пилотирования, например такую как краткосрочная текущая пилотажная информация (скорость, пространственная ориентация, абсолютная высота, и т.п.), например, это приоритетное изображение автоматически отображается на другом экране, который является действующим (то есть который не находится в состоянии отказа).

Поэтому самая важная информация всегда доступна пилоту летательного аппарата, даже в случае отказа одного или более экранов упомянутой системы отображения.

Более того, поскольку реконфигурирование изображения (или изменение отображаемого изображения) согласно изобретению выполняется автоматически, оно не требует никакого действия со стороны пилота, который, таким образом, может оставаться полностью сфокусированным на пилотировании в случае отказа экрана.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления, который дает возможность минимизировать взаимодействия между различными экранами, с тем чтобы сделать систему отображения согласно изобретению особенно надежной, упомянутое средство автоматического реконфигурирования содержит множество вспомогательных средств, каждое из которых связано с одним из упомянутых экранов, автоматически управляет отображением, создаваемым на связанном экране и для этой цели содержит таблицу состояния для связанного экрана, которая указывает изображение, которое упомянутый связанный экран должен автоматически отображать как функцию состояния действия по меньшей мере некоторых из других экранов и как функцию упомянутого набора правил приоритета.

Предпочтительно эти правила приоритета выбираются так, чтобы оптимизировать в реальном времени рабочую конфигурацию отображения в кабине экипажа как функцию эксплуатационных требований пилотов.

Более того, в одном из предпочтительных вариантов осуществления упомянутая система отображения дополнительно содержит средство ручного реконфигурирования, предоставляющее оператору возможность вручную управлять отображением конкретного изображения на по меньшей мере одном из упомянутых экранов системы отображения. Таким образом, в силу изобретения пилот летательного аппарата всегда способен управлять отображением любого изображения, которое он желает видеть отображенным, и, в частности, изображением, которое отображалось на экране изначально и которое было замещено приоритетным изображением вслед за отказом экрана.

В одном отдельном варианте осуществления упомянутое средство ручного реконфигурирования содержит:

- первое приводимое в действие средство для прямого управления отображением конкретного изображения на действующем экране. Таким образом, пилот может получать прямой доступ к конкретному изображению, используя клавишу быстрого вызова; и/или

- второе приводимое в действие средство для управления отображением на действующем экране множества изображений, которые отображаются циклически в предустановленном порядке и последовательно по каждому приведению в действие упомянутого второго средства. Таким образом, может быть создана мера предосторожности, чтобы пилот был способным получать доступ на одном и том же экране ко всем или некоторым из существующих изображений, например когда есть множество отказов экранов. Более того, в результате этого циклического управления различные данные изображения отображаются последовательно, таким образом предоставляя пилоту возможность выбирать искомое изображение просто и быстро; и/или

- третье приводимое в действие средство для управления отображением на действующем экране двух разных изображений, которые отображаются последовательно и поочередно по каждому приведению в действие упомянутого третьего средства. Последний признак особенно удобен для последовательного отображения на одном и том же экране двух разных изображений, оба содержащих важную информацию, например такую как краткосрочная текущая пилотажная информация, с одной стороны, и навигационная информация, с другой стороны.

В одном отдельном варианте осуществления упомянутая система отображения содержит множество персональных экранов, предназначенных (персонально) для одного и того же пилота (старшего пилота или второго пилота) летательного аппарата и содержащих первый экран, с которым связано первое изображение, касающееся краткосрочной текущей пилотажной информации, а упомянутое средство автоматического реконфигурирования сформировано так, чтобы:

- отображать упомянутое первое изображение на действующем персональном экране в случае отказа упомянутого первого экрана; и

- предотвращать два идентичных изображения от одновременного отображения на двух разных персональных экранах.

Более того, упомянутая система отображения преимущественно содержит множество общих экранов, предназначенных одновременно для двух пилотов (старшего пилота и второго пилота) летательного аппарата и содержащих первый экран, с которым связано первое изображение, касающееся информации, относящейся по меньшей мере к двигателям летательного аппарата, а упомянутое средство автоматического реконфигурирования сформировано так, чтобы:

- отображать упомянутое первое изображение на действующем общем экране в случае отказа упомянутого первого экрана; и

- предотвращать два идентичных изображения от одновременного отображения на двух разных общих экранах.

Прилагаемые чертежи раскрывают, каким образом изобретение может быть осуществлено, идентичные ссылки обозначают подобные элементы.

Фиг.1 - структурная схема системы отображения согласно изобретению.

Фиг.2 - схематическая иллюстрация примера компоновки экранов системы отображения согласно изобретению.

Система 1 отображения согласно изобретению, которая схематически представлена на фиг.1, установлена в кабине экипажа летательного аппарата (не показан), в частности транспортного самолета, и традиционным образом предназначена для снабжения пилота летательного аппарата информацией, заданной ниже, которая используется упомянутым пилотом во время полета упомянутого летательного аппарата.

Для этой цели упомянутая система 1 отображения содержит множество экранов E1, E2, …, En, например экранов жидкокристаллического дисплея (LCD) известного типа. Каждый из упомянутых экранов с E1 по En способен отображать изображение, которое связано с ним, и для этой цели содержит традиционное средство 2, предназначенное, в частности, для формирования изображения, которое должно отображаться.

В контексте настоящего изобретения термин «изображение» должен пониматься в качестве означающего страницу, содержащую в себе информацию, заданную ниже, эта страница может быть просмотрена на связанном экране с E1 по En.

Согласно изобретению упомянутая система 1 отображения дополнительно содержит:

- средство 3 обнаружения для обнаружения любого отказа, который может произойти на одном из упомянутых экранов с E1 по En. В контексте настоящего изобретения экран будет считаться находящимся в состоянии отказа, когда он не способен к отображению изображения, в частности потому что он содержит неисправность, или просто потому, что он выключен; и

- средство 4 автоматического реконфигурирования, которое присоединено, через линию 5 связи, к упомянутому средству 3 обнаружения и, через линии 6 связи, к элементам 2 упомянутых экранов с E1 по En и которое сформировано так, чтобы выполнять следующие операции при обнаружении отказа по меньшей мере одного экрана с E1 по En упомянутым средством 3 обнаружения:

автоматически проверять, имеет ли изображение, которое связано с отказавшим экраном, приоритет над другим изображением, связанным с другим экраном, на основании по меньшей мере одного набора предопределенных правил приоритета, которые будут заданы ниже; и

когда изображение, которое связано с упомянутым отказавшим экраном, имеет приоритет, отображать это изображение на действующем экране, с которым связано изображение, которое имеет более низкий приоритет согласно упомянутому набору правил приоритета.

Таким образом, в силу системы 1 отображения согласно изобретению, в случае отказа экрана, который содержит приоритетное изображение, в частности изображение, содержащее в себе информацию, которая абсолютно необходима для пилотирования, например такую как краткосрочная текущая пилотажная информация (скорость, пространственная ориентация, абсолютная высота, и т.п.), например, это приоритетное изображение автоматически отображается на другом экране, который является действующим (то есть, который не находится в состоянии отказа).

Поэтому самая важная информация всегда доступна пилоту летательного аппарата, даже в случае отказа одного или более экранов упомянутой системы 1 отображения.

Более того, поскольку средство 4 выполняет реконфигурирование изображения автоматически, это реконфигурирование изображения (то есть изменение отображаемого изображения) не требует никакого действия со стороны пилота, который, таким образом, может оставаться полностью сфокусированным на пилотировании в случае отказа экрана.

В одном отдельном варианте осуществления упомянутое средство 3 обнаружения соответствует цепям контроля, которые тщательно исследуют состояние и конфигурации экранов.

Более того, в одном из предпочтительных вариантов осуществления, который дает возможность минимизировать взаимодействия между различными экранами с E1 по En, с тем чтобы сделать систему 1 отображения согласно изобретению особенно надежной, упомянутое средство 4 автоматического реконфигурирования содержит множество вспомогательных средств B1, B2, …, Bn, каждое из которых:

- соответственно связано с одним из упомянутых экранов E1, E2, …, En;

- автоматически управляет отображением, созданным на связанном экране; и

- для этой цели содержит таблицу состояния для связанного экрана, которая указывает изображение, которое упомянутый связанный экран должен автоматически отображать в качестве функции состояния действия (действующее/отказавшее) по меньшей мере некоторых из других экранов (экран, который не обнаружен находящимся в состоянии отказа средством 3 обнаружения, считается действующим) и в качестве функции упомянутого набора правил приоритета.

В одном отдельном варианте осуществления упомянутые вспомогательные средства с B1 по Bn могут быть соответственно интегрированы непосредственно в средство 2 соответствующих экранов с E1 по En.

Более того, упомянутая система 1 отображения дополнительно содержит средство 7 ручного реконфигурирования, которое присоединено, через линии 8 связи, к упомянутому средству 2 упомянутых экранов с E1 по En и которое сформировано так, чтобы предоставлять оператору возможность, в частности пилоту летательного аппарата, вручную управлять отображением конкретного изображения на по меньшей мере одном из упомянутых экранов с E1 по En. Таким образом, в силу упомянутого средства 7 ручного реконфигурирования, пилот летательного аппарата всегда способен управлять отображением любого изображения, которое он желает видеть отображенным, и, в частности, изображением, которое отображалось на данном экране изначально и которое было замещено приоритетным изображением вслед за отказом экрана.

В одном отдельном варианте осуществления упомянутое средство 7 ручного реконфигурирования содержит набор 9 приводимых в действие средств 10, например клавиш, каждое из которых связано с конкретным изображением. Приведение в действие любого одного средства 10 дает возможность непосредственно управлять отображением соответствующего изображения на действующем экране. Этот действующий экран нормально представляет экран, с которым связано изображение, чьим отображением управляют, а в случае отказа этого экрана, он представляет другой действующий экран системы 1 отображения.

Таким образом, в силу упомянутого набора 9 приводимых в действие средств 10, пилот может иметь прямой доступ, в виде клавиши быстрого вызова, к различным изображениям, связанным с упомянутыми средствами 10.

Упомянутое средство 7 ручного реконфигурирования также содержит по меньшей мере одно приводимое в действие средство 11, например клавишу или поворотную кнопку, для управления отображением множества изображений на действующем экране или для управления отображением множества конфигураций изображений на наборе действующих экранов. Эти изображения отображаются циклически в предустановленном порядке и последовательно по каждому приведению в действие упомянутого средства 11. Пилот летательного аппарата, таким образом, способен получать доступ ко всем существующим изображениям, в частности когда есть множество отказов экранов. Более того, в результате такого циклического управления различные данные изображения и конфигурации изображений отображаются последовательно, что предоставляет пилоту возможность выбирать искомое изображение просто и быстро. Список изображений, которые принимаются во внимание, например, может быть доступен через один или более действующих экранов, тем самым облегчая выбор.

В силу упомянутого средства 11 у пилота нет необходимости быть осведомленным об отказе. Действительно, все, что ему требуется, состоит в том, чтобы привести в действие это средство 11, чтобы найти потерянное изображение после отказа экрана, тем самым давая очевидный оперативный выигрыш.

Более того, упомянутое средство 7 ручного переконфигурирования содержит по меньшей мере одно средство 12, например клавишу или поворотную кнопку, для управления отображением на действующем экране двух разных изображений, которые отображаются последовательно и поочередно по каждому приведению в действие упомянутого средства 12. Это средство 12 особенно удобно для последовательного отображения на одном и том же экране двух разных изображений, оба содержащих важную информацию, например такую как краткосрочная текущая пилотажная информация, с одной стороны, и навигационная информация, с другой стороны.

На Фиг.2 показан один конкретный пример компоновки различных средств системы 1 отображения в кабине экипажа летательного аппарата. В этом примере экраны E1, E2 и E3, которые расположены в левой части кабины экипажа, являются персональными экранами, предназначенными (персонально) для пилота летательного аппарата. Более того, экраны E6, E7 и E8, которые расположены в правой части кабины, являются персональными экранами, предназначенными (персонально) для второго пилота летательного аппарата. Что касается центральных экранов E4 и E5, они являются общими как для упомянутого пилота, так и для упомянутого второго пилота.

В примере, представленном на фиг.2, средство 7 ручного реконфигурирования (набор 9 средств 10, средства 10 и 11) разделено на два и сделано доступным обоим, пилоту (левая сторона) и второму пилоту (правая сторона). В частности, набор 9 средств 10 может соответствовать набору клавиш клавиатуры 13, которая, вместе с указателем 14, например вращаемым шаром, образует часть системы 15 диалога человек/машина.

При нормальной работе экраны E8, E7 и E6 предпочтительно отображают такие же изображения, как экраны E1, E2 и E3 соответственно.

В качестве иллюстрации упомянутая система 1 отображения, например, может отображать:

- на экранах E1 и E8, например экранах отображения основной полетной информации (PFD), изображение основной полетной информации (PF) содержит традиционную краткосрочную текущую пилотажную информацию, такую как скорость, абсолютная высота и/или искусственный горизонт, который наклоняется, когда наклоняется летательный аппарат;

- на экранах E2 и E7, например, экранах навигационного отображения (ND), изображение N, содержащее в себе традиционную навигационную информацию;

- на экранах E3 и E6, например, экранах многофункционального отображения (MFD), изображение MF, содержащее в себе информацию, относящуюся к системам текущего контроля, навигации и связи летательного аппарата;

- на общем экране E4, например, экране отображения двигателей и предупреждений, изображение EW, содержащее в себе информацию, относящуюся к двигателям и предупреждениям; и

- на общем экране E5, например, экране отображения систем (SD), изображение S, содержащее в себе информацию касательно текущего контроля систем летательного аппарата.

В этом отдельном примере упомянутое средство 4 автоматического реконфигурирования особенно учитывает следующий набор правил (приоритета):

- в отсутствие отказа экрана реализуются вышеупомянутые отображения;

- если экран E1 находится в состоянии отказа, изображение PF автоматически отображается на экране E2 вместо изображения N (или другого изображения), которое отображается в тот момент;

- если экран E8 находится в состоянии отказа, изображение PF автоматически отображается на экране E7 вместо изображения N (или другого изображения), которое отображается в тот момент;

- если экран E4 находится в состоянии отказа, изображение EW автоматически отображается на экране E5 вместо изображения S (или другого изображения), которое отображается в тот момент;

- изображения EW и S не должны отображаться на обеих сторонах (пилота, второго пилота) в один и тот же момент времени;

- одно и то же изображение не должно отображаться одновременно на двух или трех персональных экранах E1, E2, E3 пилота;

- одно и то же изображение не должно отображаться одновременно на двух или трех персональных экранах E6, E7, E8 второго пилота; и

- одно и то же изображение не должно отображаться одновременно на двух общих экранах E4 и E5.

Система 1 отображения согласно изобретению дает возможность гарантировать максимальную доступность информации для пилота или пилотов в случае отказа экрана наряду с одновременным упрощением взаимодействий между пилотом или пилотами и упомянутой системой 1 отображения. Упомянутая система 1 отображения, таким образом, дает возможность минимизировать влияние отказа экрана на рабочую нагрузку пилота или пилотов.

Более того, упомянутая система отображения предлагает пилоту или пилотам набор оптимизированных с точки зрения эксплуатации конфигураций изображений, независимо от сценариев отказов экранов, с упрощенным интерфейсом человек/машина.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах отображения состояния летательных аппаратов. Технический результат - повышение надежности. Для достижения данного результата система отображения (1) содержит средство для автоматического реконфигурирования (4) системы (1) при обнаружении отказа какого-либо из экранов (с E1 по En) системы (1). Средство реконфигурирования функционирует на основании правил приоритета для отображения изображения, которое связано с отказавшим экраном. При этом средство (4) автоматического реконфигурирования содержит множество вспомогательных средств (с B1 по Bn), каждое из которых связано с одним из упомянутых экранов (с E1 по En). 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система отображения для летательного аппарата, упомянутая система (1) содержит:
множество экранов (с E1 по En), каждый из которых сформирован так, чтобы быть способным отображать изображение, и конкретное изображение является связанным с каждым из упомянутых экранов (с Е1 по En);
средство (3) обнаружения для обнаружения любого отказа одного из упомянутых экранов (с E1 по En); и
средство (4) автоматического реконфигурирования, предназначенное, при обнаружении отказа, по меньшей мере, одного экрана упомянутым средством (3) обнаружения:
для автоматической проверки, имеет ли изображение, которое связано с упомянутым отказавшим экраном, приоритет над, по меньшей мере, одним другим изображением, связанным с другим экраном, на основании, по меньшей мере, одного набора заранее определенных правил приоритета; и когда изображение, которое связано с упомянутым отказавшим экраном, имеет приоритет, для отображения этого изображения на действующем экране, с которым связано изображение, которое имеет более низкий приоритет согласно упомянутому набору правил приоритета,
при этом упомянутое средство (4) автоматического реконфигурирования содержит множество вспомогательных средств (с В1 по Bn), каждое из которых связано с одним из упомянутых экранов (с E1 по En) и, для этой цели, содержит таблицу состояния для связанного экрана, которая указывает изображение, которое упомянутый связанный экран должен автоматически отображать в качестве функции состояния действия, по меньшей мере, некоторых из других экранов и в качестве функции упомянутого набора правил приоритета.

2. Система по п.1, причем она дополнительно содержит средство (7) ручного реконфигурирования, предоставляющее оператору возможность вручную управлять отображением конкретного изображения на, по меньшей мере, одном из упомянутых экранов (с E1 по En).

3. Система по п.2, в которой упомянутое средство (7) ручного реконфигурирования содержит первое приводимое в действие средство (10) для прямого управления отображением конкретного изображения на действующем экране.

4. Система по п.2, в которой упомянутое средство (7) ручного реконфигурирования содержит второе приводимое в действие средство (11) для управления отображением на действующем экране множества изображений, которые отображаются циклически в заранее установленном порядке и последовательно по каждому приведению в действие упомянутого второго средства (11).

5. Система по п.2, в которой упомянутое средство (7) ручного реконфигурирования содержит третье приводимое в действие средство (12) для управления отображением на действующем экране двух разных изображений, которые отображаются последовательно, перемежающимся образом, по каждому приведению в действие упомянутого третьего средства (12).

6. Система по п.1,
при этом она содержит множество персональных экранов (E1, Е2, Е3, Е6, Е7, Е8), предназначенных для одного и того же пилота летательного аппарата и содержащих первый экран (E1, Е8), с которым связано первое изображение, касающееся краткосрочной текущей пилотажной информации, и упомянутое средство (7) автоматического реконфигурирования сформировано так, чтобы:
отображать упомянутое первое изображение на действующем персональном экране в случае отказа упомянутого первого экрана (E1, Е8); и
предотвращать два идентичных изображения от одновременного отображения на двух разных персональных экранах.

7. Система по п.1, причем она содержит множество общих экранов (Е4, Е5), предназначенных одновременно для двух пилотов летательного аппарата и содержащих первый экран (Е4), с которым связано первое изображение, касающееся информации, относящейся, по меньшей мере, к двигателям летательного аппарата, а упомянутое средство (7) автоматического реконфигурирования сформировано так, чтобы:
отображать упомянутое первое изображение на действующем общем экране в случае отказа упомянутого первого экрана (Е4); и
предотвращать два идентичных изображения от одновременного отображения на двух разных общих экранах.

8. Летательный аппарат, который содержит систему (1) отображения, такую как по п.1.