نظام أجهزة الطيران الإلكترونية

في قمرة القيادة، تُعدّ شاشات العرض أبرز مكونات نظام معلومات الطيران الإلكتروني (EFIS)، وهي التي تُفسّر مصطلح " قمرة القيادة الزجاجية" . تُسمى شاشة العرض التي تحل محل الأفق الاصطناعي " شاشة العرض الرئيسية للرحلة" (PFD). أما إذا استُبدلت شاشة عرض منفصلة بشاشة عرض أفقية (HSI)، فتُسمى "شاشة الملاحة". تعرض شاشة العرض الرئيسية للرحلة جميع المعلومات الحيوية للرحلة، بما في ذلك سرعة الهواء المُعايرة ، والارتفاع، والاتجاه، والوضع، والسرعة الرأسية، والانحراف. صُممت شاشة العرض الرئيسية للرحلة لتحسين إدراك الطيار للوضع المحيط من خلال دمج هذه المعلومات في شاشة واحدة بدلاً من ستة أجهزة تناظرية مختلفة، مما يُقلل الوقت اللازم لمراقبة الأجهزة. كما تُعزز شاشات العرض الرئيسية للرحلة إدراك الطيار للوضع المحيط من خلال تنبيه طاقم الطائرة إلى الظروف غير العادية أو الخطرة المحتملة - على سبيل المثال، انخفاض سرعة الهواء، أو ارتفاع معدل الهبوط - وذلك عن طريق تغيير لون أو شكل الشاشة أو من خلال توفير تنبيهات صوتية.  

يستخدم بعض المصنّعين اسمي مؤشر اتجاه الطائرة الإلكتروني ومؤشر الوضع الأفقي الإلكتروني. ^{[ 1 ]} مع ذلك، فإنّ مؤشر اتجاه الطائرة المُحاكى ليس سوى العنصر الأساسي في شاشة عرض معلومات الطيران الأساسية. تُضاف معلومات أخرى فوقه وتُرتّب حوله.

يمكن لشاشات العرض متعددة الوظائف أن تجعل شاشة الملاحة المنفصلة غير ضرورية. وثمة خيار آخر يتمثل في استخدام شاشة كبيرة واحدة لعرض كل من شاشة معلومات الرحلة الأساسية وشاشة الملاحة.

غالبًا ما تكون شاشة عرض معلومات الطيران الأساسية وشاشة الملاحة (وشاشة العرض متعددة الوظائف، إن وجدت) متطابقة ظاهريًا. وتُحدد المعلومات المعروضة من خلال واجهات النظام التي تُركّب عليها وحدات العرض. وبذلك، يُصبح تخزين قطع الغيار أسهل: إذ يُمكن تركيب وحدة العرض الواحدة في أي موضع.

تُنتج شاشات LCD حرارة أقل من شاشات CRT، مما يُعد ميزة في لوحة العدادات المزدحمة. كما أنها أخف وزنًا وتشغل حجمًا أصغر.

تعرض شاشة العرض متعددة الوظائف (MFD) معلومات الملاحة والطقس من أنظمة متعددة. وتُصمم هذه الشاشات عادةً لتكون "متمحورة حول الخرائط"، حيث يمكن لطاقم الطائرة عرض معلومات مختلفة فوق الخريطة. ومن أمثلة المعلومات المعروضة على شاشة العرض متعددة الوظائف: خطة مسار الطائرة الحالية، ومعلومات الطقس من الرادار الموجود على متن الطائرة أو أجهزة استشعار كشف البرق أو أجهزة الاستشعار الأرضية، مثل نظام NEXRAD، بالإضافة إلى معلومات عن المجال الجوي المحظور وحركة الطائرات. كما يمكن استخدام شاشة العرض متعددة الوظائف لعرض أنواع أخرى من البيانات غير المعروضة (مثل خطة المسار الحالية) وبيانات محسوبة معروضة، مثل نصف قطر انزلاق الطائرة بناءً على موقعها الحالي فوق التضاريس، والرياح، وسرعة الطائرة وارتفاعها.

يمكن لشاشات العرض متعددة الوظائف (MFDs) أيضًا عرض معلومات حول أنظمة الطائرة، مثل أنظمة الوقود والكهرباء (انظر نظام EICAS أدناه). وكما هو الحال مع شاشة العرض الرئيسية (PFD)، يمكن لشاشة العرض متعددة الوظائف تغيير لون أو شكل البيانات لتنبيه طاقم الطائرة إلى المواقف الخطرة.

يعرض نظام EICAS (نظام مؤشرات المحرك وتنبيه الطاقم) معلومات حول أنظمة الطائرة، بما في ذلك أنظمة الوقود والكهرباء والدفع (المحركات). غالبًا ما تُصمم شاشات EICAS لمحاكاة العدادات الدائرية التقليدية مع توفير قراءات رقمية للمعايير.

يُحسّن نظام EICAS الوعي الظرفي من خلال تمكين طاقم الطائرة من عرض معلومات معقدة بصيغة رسومية، بالإضافة إلى تنبيههم إلى الحالات غير الاعتيادية أو الخطرة. على سبيل المثال، إذا بدأ ضغط الزيت في أحد المحركات بالانخفاض، فقد يُصدر نظام EICAS تنبيهًا، ويُحوّل الشاشة إلى صفحة معلومات نظام الزيت، ويُحدّد بيانات انخفاض ضغط الزيت بمربع أحمر. وعلى عكس العدادات الدائرية التقليدية، يُمكن ضبط مستويات متعددة من التحذيرات والإنذارات. يجب توخي الحذر عند تصميم نظام EICAS لضمان تزويد طاقم الطائرة دائمًا بالمعلومات الأكثر أهمية، وعدم إثقالهم بالتحذيرات والإنذارات.

نظام ECAM هو نظام مشابه تستخدمه شركة إيرباص، والذي بالإضافة إلى توفير وظائف EICAS يوصي أيضًا باتخاذ إجراءات تصحيحية.

على غرار أجهزة الحاسوب الشخصية، تحتاج أنظمة أجهزة الطيران إلى مرافق اختبار ذاتي عند التشغيل ومراقبة ذاتية مستمرة. إلا أن أنظمة أجهزة الطيران تحتاج إلى قدرات مراقبة إضافية:

• التحقق من صحة المدخلات — التحقق من أن كل مستشعر يقدم بيانات صحيحة 
• مقارنة البيانات - التحقق المتبادل من المدخلات من أجهزة الاستشعار المكررة 
• مراقبة الشاشة — اكتشاف الأعطال داخل نظام الأجهزة 

تُجهّز الشاشات التقليدية (الكهروميكانيكية) بآليات تزامن تنقل قيم الميل والدوران والاتجاه المعروضة على أجهزة القبطان ومساعده إلى مُقارن الأجهزة. يُنذر المُقارن بوجود اختلافات كبيرة بين شاشتي القبطان ومساعده. حتى عطل بسيط ^{[ 3 ]،} مثل تعطل آلية الدوران في مؤشر زاوية الميل، يُفعّل إنذار المُقارن. وبذلك، يُوفر مُقارن الأجهزة مراقبةً لكلٍ من المُقارنة والشاشة.

في نظام عرض معلومات الطيران الإلكتروني (EFIS)، تكون وظيفة المقارنة بسيطة: هل بيانات الميل (زاوية الانحراف) من المستشعر 1 مطابقة لبيانات الميل من المستشعر 2؟ إذا لم تكن كذلك، يتم عرض تنبيه (مثل " تحقق من الميل ") على شاشتي العرض الرئيسيتين. توفر شاشات المقارنة تنبيهات لسرعة الهواء، وزاوية الميل، وزاوية الميل، والارتفاع. تحتوي أنظمة EFIS الأكثر تطورًا على عدد أكبر من شاشات المقارنة.

في هذه التقنية، يحتوي كل مولد رموز على قناتين لمراقبة العرض. تقوم إحدى القناتين، وهي القناة الداخلية، بأخذ عينات من مخرجات مولد الرموز الخاص بها وإرسالها إلى وحدة العرض، ثم تحسب، على سبيل المثال، زاوية الميل التي يجب أن تُنتج هذا المؤشر. بعد ذلك، تُقارن زاوية الميل المحسوبة مع زاوية الميل المدخلة إلى مولد الرموز من نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) أو نظام تحديد الاتجاه والحركة (AHRS) . أي اختلاف بينهما قد يكون ناتجًا عن خلل في المعالجة، مما يؤدي إلى ظهور تحذير على الشاشة المعنية.

تقوم قناة المراقبة الخارجية بإجراء الفحص نفسه على مولد الرموز الموجود على الجانب الآخر من قمرة القيادة: يفحص مولد رموز القبطان مولد رموز مساعد الطيار، ويفحص مساعد الطيار مولد رموز القبطان. أيًا كان مولد الرموز الذي يكتشف عطلًا، فإنه يعرض تحذيرًا على شاشته الخاصة.

تقوم قناة المراقبة الخارجية أيضاً بفحص مدخلات المستشعر (إلى مولد الرموز) للتأكد من منطقيتها. ويؤدي أي إدخال خاطئ، مثل ارتفاع لاسلكي يتجاوز الحد الأقصى لمقياس الارتفاع اللاسلكي، إلى إصدار تحذير.

يحتاج الطيار إلى مجموعات بيانات مختلفة في مراحل الطيران المختلفة. من الناحية المثالية، لا تعرض إلكترونيات الطيران إلا البيانات المستخدمة، ولكن يجب أن يكون الجهاز الكهروميكانيكي مرئيًا طوال الوقت. ولتحسين وضوح العرض، تستخدم مؤشرات الوضع التلقائي (ADIs) ومؤشرات الوضع الأفقي (HSIs) آليات معقدة لإزالة المؤشرات الزائدة مؤقتًا، مثل إزالة مقياس مسار الانزلاق عندما لا يحتاجه الطيار.

في الظروف العادية، قد لا يعرض نظام معلومات الطيران الإلكتروني (EFIS) بعض المؤشرات، مثل اهتزاز المحرك. ولا يعرض النظام القراءة إلا عندما يتجاوز أحد المعايير حدوده. وبالمثل، تمت برمجة نظام معلومات الطيران الإلكتروني (EFIS) لعرض مقياس ومؤشر مسار الانزلاق فقط أثناء الاقتراب باستخدام نظام الهبوط الآلي (ILS) .

في حالة حدوث عطل في الإدخال، يضيف الجهاز الكهروميكانيكي مؤشرًا آخر - عادةً ما يكون شريطًا يسقط عبر البيانات الخاطئة. أما نظام عرض المعلومات الإلكتروني (EFIS)، من ناحية أخرى، فيزيل البيانات غير الصالحة من الشاشة ويستبدلها بتحذير مناسب.

يُفعّل وضع إزالة العناصر المشتتة تلقائيًا عندما تتطلب الظروف انتباه الطيار لعنصر محدد. على سبيل المثال، إذا ارتفعت أو انخفضت زاوية ميل الطائرة بما يتجاوز حدًا معينًا - عادةً من 30 إلى 60 درجة - يقوم مؤشر الوضع بإزالة العناصر الأخرى من مجال رؤية الطيار حتى يُعيد زاوية الميل إلى مستوى مقبول. يساعد هذا الطيار على التركيز على المهام الأكثر أهمية.

لطالما استخدمت الأجهزة التقليدية الألوان، لكنها تفتقر إلى القدرة على تغيير اللون للدلالة على أي تغيير في الحالة. أما تقنية العرض الإلكتروني لنظام معلومات الطيران الإلكتروني (EFIS) فلا تعاني من هذا القيد، وتستخدم الألوان على نطاق واسع. فعلى سبيل المثال، عندما تقترب الطائرة من مسار الانزلاق، يمكن أن يشير مؤشر أزرق إلى أن مسار الانزلاق مُفعّل، وقد يتغير لون المؤشر إلى الأخضر عند التقاطه. عادةً ما تُلوّن أنظمة EFIS مؤشرات الملاحة لتعكس نوع الملاحة. تشير المؤشرات الخضراء إلى الملاحة الأرضية، مثل أجهزة VOR وأجهزة تحديد المواقع وأنظمة الهبوط الآلي (ILS). بينما تشير المؤشرات الأرجوانية إلى الملاحة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).