Вертолёт, 2005 № 02

Цифро-шкальная индикация параметровполета, сложившаяся на заре развития авиации как единственно возможный способ визуализации показаний электромеханических датчиков, и по настоящее время остается основным способом представления полетной информации (рис. 1). Показания авиагоризонта, курсового прибора, вариометра, высотомера, указателя воздушной скорости отражаются на панели приборов. Недостатки такого способа представления информации общеизвестны. Главным из них является то, что пилот видит результат законченного процесса: критической высоты, когда она превзойдена, вертикальной скорости, которая достигнута, крена и тангажа за пределами эксплуатационных ограничений и т. п. Иными словами, эффективный контроль полета по показаниям стандартной индикации возможен только с учетом опыта прогнозирования движения ЛА пилотом, выработанных им моторных навыков управления летательным аппаратом конкретного типа.

Рис. 1. Панели инструментов: вертолета Robinson R44, 2001 год, (вверху) и самолета Як-18Т, 1960-е годы, (справа)

Индикация по отклонениям оставляет пилоту только возможность парирования уже свершившихся эволюций вертолета. При этом результат своих воздействий на органы управления (с точки зрения динамики полета) пилот увидит лишь через достаточно продолжительный интервал времени. В этом случае лишь его опыт и адекватное психоэмоциональное состояние являются гарантией эффективности и безопасности совершаемых действий. Развитие электроники и вычислительной техники «принесло» на борт ЛА компьютеры и электронные графические индикаторы (сначала в виде катодных трубок, а затем и полноцветные жидкокристаллические дисплеи). Появился термин «стеклянная кабина» (glass cockipt) для обозначения комплекса средств визуализации полетной информации с использованием цветных графических дисплеев. Современный основной пилотажный дисплей (PFD — Primary Flight Display) представляет собой комбинацию стрелочных приборов и иных шкал (рис. 2). Наряду с различными символами используется и цветовое кодирование. В PFD показания различных устройств выводятся на один дисплей. Однако сами принципы индикации не претерпели существенного изменения. Как и в случае с цифро-шкальной индикацией, пилот получает информацию «по отклонению», подходы к управлению ЛА также не изменились.

Идея образной индикации (ОИ) состоит в том, чтобы в системе «пилот — летательный аппарат» появилось звено, которое собирает первичную информацию от датчиков и представляет ее пилоту в переработанном виде. Индицируются не только текущие показания датчиков, прогнозируется развитие полетной ситуации с учетом динамических характеристик конкретного ЛА. Алгоритмической основой образной индикации являются математические модели прогнозирования как траектории движения ЛА в целом, так и отдельных его параметров (скорости, высоты, траекторных углов) с использованием различных гипотез движения в зависимости от времени прогнозирования и характера маневра, рельефа, заданной траектории полета. То есть цель управления состоит не в компенсации отклонений, а в ориентации вектора скорости в пространстве в желаемом направлении через результирующую силу. Следовательно, физический принцип ОИ основан на том элементарном положении, что причиной изменения скорости является сила. И если следить за отклонением вектора результирующей силы, то можно достичь правильной ориентации ЛА в пространстве и приведения его в заданную точку сразу, а не методом «проб и ошибок».

Теоретической основой пилотирования по образной индикации является принцип «преследующего слежения с прогнозированием», позволяющий одновременно с повышением точности пилотирования существенно увеличить резервы внимания летчика по сравнению с пилотированием «директорным способом». Таким образом, на борту появляется своего рода «электронный инструктор», или «электронный помощник летчика», который в соответствии с заложенными в программу алгоритмами берет на себя функции анализа и подсказки правильных действий.