Новые технологии могут радикально изменить кабину пилотов будущего. Двигатели становятся умнее — они собирают больше данных и способны принимать более автономные решения. Поскольку эти более умные двигатели могут больше сказать, возможно, пришло время переосмыслить способ представления их информации пилоту. Немного дальше в будущее, и электрические самолеты станут реальной возможностью, не только изменив разговор между двигателями и пилотом, но и изменив задачу управления самолетом.
Симулятор будущих систем (FSS) Rolls-Royce — это специально созданный испытательный стенд, разработанный специально для изучения этих проблем. Он легко настраивается, что позволяет изменять количество пилотов и расположение основных органов управления. Он построен на цикле «тест-обучение-обновление-тест снова».
Разработка FSS была невероятно амбициозным проектом, который оказался успешным только в результате тесного сотрудничества между ведущими учеными из Университета Крэнфилда, экспертами и пилотами Rolls-Royce, а также ведущей многопрофильной консалтинговой компанией DCA Design International, которая разработала и построил ФСС.
Зачем строить испытательный стенд?
Есть замечательная история, которую любят рассказывать эргономисты (или специалисты по человеческим факторам). Это история об эргономике по имени Альфонс Чапанис, которому ВВС США поручили понять, почему пилоты бомбардировщиков B-17 непреднамеренно убирали шасси при заходе на посадку. Вместо того, чтобы делать выводы о необходимости дополнительного обучения, Чапанис нашел время, чтобы изучить компоновку кабины пилотов и сравнить ее с другими подобными самолетами. Он показал, что, в отличие от других самолетов, органы управления шасси и закрылками B-17 были почти идентичны и располагались непосредственно рядом друг с другом, что позволяло легко ошибиться. Чтобы решить эту проблему, Чапанис разработал «надстройки» для органов управления (резиновое колесо для шасси и небольшой деревянный клин для закрылков).
Причина, по которой эргономисты любят рассказывать историю, заключается в том, что она эффективна на нескольких уровнях.
- Он подчеркивает, что даже высококвалифицированные специалисты (прошедшие сложный процесс отбора) могут совершать ошибки, если продукты, с которыми они должны работать, не оптимизированы.
- Он показывает, как структурированный и систематический подход может определить основную причину ошибок использования.
- В нем подчеркивается, как часто простые изменения конструкции могут иметь глубокое влияние на производительность системы (например, безопасность).
История с бомбардировщиками B-17 сейчас очень старая, но она актуальна и сегодня. Ряд недавних событий показал, что отсутствие у летного экипажа соответствующей информации может привести к принятию неверных решений. Это острые напоминания о том, что существуют дальнейшие возможности для оптимизации.
Создание испытательного стенда для провидцев
Симуляторы полета чаще всего рассматриваются как вспомогательные средства обучения. Они обеспечивают безопасную среду для пилотов, чтобы они могли испытать редкие события (например, отказ двигателя из-за столкновения с птицами) и развить свои навыки и опыт реагирования на эти события. В качестве «безопасной среды» симуляторы также имеют еще одно ключевое преимущество: они позволяют тестировать новые интерфейсы кабины пилотов, чтобы убедиться, что они оптимизированы для использования и производительности системы.
Rolls-Royce является пионером новых технологий для контроля и управления двигателями, а также революционных новых технологий в двигательных установках. Прекрасно осознавая, что даже малейшие изменения в конструкции этих пространств могут иметь огромное влияние на производительность системы, Rolls-Royce приступил к захватывающей программе работы по разработке симулятора будущих систем (FSS), который будет служить испытательным стендом для изучения того, как эти новые технологии изменят задачу полета.
Видение FSS было ясным — разработать интерфейс открытой платформы с высокой степенью реконфигурируемости, который позволяет как исследовать потенциальные краткосрочные изменения в кабине экипажа, так и предоставить испытательный стенд для революционных новых технологий, которые будут проверяться обслуживающей авиакомпанией в настоящее время. пилоты.
FSS находится в специальном помещении в Центре исследований аэрокосмической интеграции Университета Крэнфилд. Симулятор был разработан, чтобы быть независимым от какого-либо конкретного планера или производителя, но при этом он хорошо знаком тем, кто используется для традиционных типов управления самолетами. Таким образом, можно представить все, что угодно, от относительно небольшого одноместного самолета до самых больших реактивных самолетов.
Когда пилоты пристегиваются к своим креслам, им предоставляется панорамный вид на внешний мир, представленный на большом круговом дисплее. Их внутренняя информация может быть представлена на четырех больших сенсорных экранах и двух дополнительных боковых экранах меньшего размера.
Пилоты могут взаимодействовать напрямую с сенсорными экранами, а также с помощью относительно обычных перемещаемых боковых джойстиков и рычагов тяги.
За кулисами симулятор основан на реалистичных моделях полета, созданных авиационными экспертами из Университета Крэнфилда. Эти модели основаны на детальном понимании механики полета, погодных условий и характеристик двигателя, которые можно полностью настроить. Это позволяет моделировать и использовать новые двигательные технологии. Эти модели являются сердцем FSS, управляя внешним миром, а также предоставляя входные данные для внутренних дисплеев и даже тактильную обратную связь с физическими элементами управления.
Коллективный подход
На физическое расположение дисплеев и органов управления в кабине напрямую повлияли эргономические потребности пилота. Хотя это началось на бумаге, с антропометрических манекенов, DCA построило полноразмерную установку из МДФ на ранней стадии проекта, чтобы проверить предположения с пилотами и получить дополнительную обратную связь. Эта философия взаимодействия с заинтересованными сторонами продолжалась на протяжении всего проекта. Множественные итерации макета интерфейса были оценены пилотами-испытателями на физическом макете. Эта обратная связь особенно повлияла на окончательное положение, охват и размер элементов.
И физические, и цифровые элементы системы были тщательно продуманы, чтобы дать представление о будущем, основанное на логической близости, при сохранении чувства полной гибкости для дальнейшего развития.
Альтернативные тактильные ощущения
В то время как интерфейс с преобладанием сенсорного ввода обеспечивает наибольшую свободу для будущих приложений, интерфейс направлен на копирование существующих принципов проектирования кабины, а также на передачу высокого уровня тактильной обратной связи. Все критические контрольные взаимодействия были разработаны, чтобы уменьшить вероятность ложных вводов.
С самого начала физическая и цифровая конфигурируемость была разработана для поддержки широкого спектра разрабатываемых систем, от электрификации существующих платформ до исследования новых, автономных, электрических платформ для вертикального взлета и посадки.
Исследование без ограничений
FSS был разработан DCA с возможностью реконфигурирования как на физическом, так и на цифровом уровне. Регулируя конфигурацию сидений (одно, два или три рядом), он может вместить традиционный набор пилотов или использоваться для оценки будущих парадигм управления, включая одного пилота с дистанционным вторым пилотом.
Могут быть введены или даже полностью удалены различные физические элементы управления. Количество экранов также может быть изменено вместе с их расположением — и все это в течение короткого промежутка времени, что позволяет точно отражать различные философии управления гражданскими самолетами.
Цифровые элементы FSS, конечно, также полностью реконфигурируемы. Полноцветные сенсорные дисплеи с высоким разрешением (4K) позволяют нескольким пилотам одновременно взаимодействовать с системой.
Видение, которым можно гордиться
Сегодня FSS представляет собой полностью летающий симулятор, которым управляют пилоты в рамках передовых исследований будущих концепций взаимодействия с самолетами.
Проще говоря, FSS — это мечта исследователя, поскольку она позволяет проводить практически бесконечное количество экспериментов. Изучение ключевых вопросов, с которыми сталкивается авиация, включая операции одного пилота, работу распределенного экипажа с пилотами на земле, пригодность новых технологий и платформу для изучения новых инновационных способов получения пилотами информации и взаимодействия с ней.
С самого начала проектирование и строительство FSS было амбициозным проектом, который был завершен в течение семи месяцев. Он демонстрирует, чего можно достичь, когда разноплановая команда, включая экспертов по динамике полета, промышленному дизайну, дизайну интерфейсов, человеческому фактору, машиностроению, электронике, программному обеспечению и прототипированию, объединится с общим видением.
Успех этой совместной работы был недавно официально признан, когда она выиграла желанную премию 2021 iF Design Award в категории Product User Experience (UX).
Источник: https://www.imeche.org/news/news-article/future-of-flight-interface-simulation-exploring-the-future-of-flight-information-and-control
