CN103387056B - 航空器及向其操作员显示飞行参数相关的视觉信息的方法 - Google Patents
航空器及向其操作员显示飞行参数相关的视觉信息的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103387056B CN103387056B CN201310173208.9A CN201310173208A CN103387056B CN 103387056 B CN103387056 B CN 103387056B CN 201310173208 A CN201310173208 A CN 201310173208A CN 103387056 B CN103387056 B CN 103387056B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- airborne vehicle
- visual information
- image
- windshield
- helicopter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 241001269238 Data Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- -1 acryl Chemical group 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000763 evoking effect Effects 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D43/00—Arrangements or adaptations of instruments
- B64D43/02—Arrangements or adaptations of instruments for indicating aircraft speed or stalling conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/50—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
- G02B30/56—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels by projecting aerial or floating images
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0141—Head-up displays characterised by optical features characterised by the informative content of the display
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B2027/0192—Supplementary details
- G02B2027/0198—System for aligning or maintaining alignment of an image in a predetermined direction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Abstract
描述了一种航空器（1、1'、1''、1'''）及向其操作员显示飞行参数相关的视觉信息的方法。航空器包括设置在航空器（1、1'、1''、1'''）的正面的挡风玻璃（50、50'、50''、50'''），其中，挡风玻璃（50、50'、50''、50'''）的边缘（55）限定操作员可见的可视化区域（59），并且包括显示装置（58），其配置成至少当航空器（1、1'、1''、1'''）处于正常飞行配置中时，在可视化区域（59）内显示至少一个飞行参数的至少一个视觉信息（20、25）。
Description
技术领域
本发明涉及一种航空器。
本发明也涉及一种用于向航空器操作员显示与至少一个飞行参数相关的视觉信息的方法。
背景技术
众所周知，航空器(尤其是直升机或平直两用航空器(convertiplane))可需要在飞行能见度有限的状态下运行。
例如，当航空器在沙漠区域内运行时，空气中的灰尘或沙可造成这种受限能见度。
在这种情况下，所产生的受限可见度的状态通常称为“暗光(brownout)”。
另一种受限可见度的状态为所谓的“乳白天空”状态，其中，能见度和对比度严重降低。
暴雪率或阴云、雾霭或烟雾的漫射照明、或雪背景可造成乳白天空。
这两种状态可能造成事故，尤其在着陆或起飞操作时。
这些事故主要由以下事实造成：飞行员不能看见周围物体，这些物体通常提供在地面附近控制航空器所需要的外部视觉参考。结果，飞行员可在空间上迷失方向并且失去恰当控制航空器所需要的认识和敏捷性。
而且，飞行员可能失去对于水平线的任何视觉感知和/或陷入身体和精神上的不稳定。
以上情况可能产生航空器侧滑的风险。
在直升机或平直两用航空器的情况下，在近地面飞行中旋翼下洗(downwash)激起的浓烈的尘云可造成重大的飞行安全风险，从而大幅增大事故风险。
当航空器在飞行能见度有限的状态下运行时，尤其在“暗光”或“乳白天空”状态下，需要在扇区内尽可能地减小事故风险。
在其他困难的(delicate)机动飞行中，例如，高山救援操作中，也需要为飞行员提供关键的飞行数据，同时飞行员无需向下看仪表盘。
WO2005/015333公开了一种用于能够垂直起飞和着陆航空器的飞行控制系统。
更详细地，飞行控制系统适于在能见度受限的状态下协助飞行并且主要包括：用于接收环境信息的一系列传感器以及中央处理单元，该单元使所接收的环境信息与任务特定信息相结合。
中央处理单元过滤环境信息并且将该信息转换成视觉格式，该格式可用于头盔显示器内或平视显示器内。
US-A-2009/0265060公开了一种用于操作暗光/模糊的着陆系统的方法。该方法包括以下步骤：接收表示航空器位置的数据，在地图上显示三维透视网格，以及响应于航空器位置在显示器上电子地移动该网格。
尤其地，在飞行员膝板上显示该地图。
US-A-2006087542公开了一种方法和一种系统，用于支持飞行员在暗光或乳白天空的状态下在视觉飞行中降落直升机。具体而言，在准备着陆过程中，生成所计划的降落地点的三维数据，并且在降落地点的三维表示中累积这些三维数据。从这个三维表示中连续地生成虚拟外观图，并且向飞行员显示该外观图。
EP-A-1906151公开了一种成像和显示系统，该系统通过在遮蔽之前采集降落区域的高分辨率图像，从而在乳白天空或暗光的状态下为直升机飞行员提供降落区域的无阻碍显示。
发明内容
本发明的一个目标在于，提供一种航空器，该航空器设计成通过简单的低成本方式满足以上要求中的至少一个。
通过航空器实现这个目标，该航空器包括：
-机身，其具有机首；
-尾桨(tail rotor)，其安装在尾翼中，所述尾翼在所述机首的相反端从所述机身中突出；
-驾驶舱，其容纳仪表盘；以及
-挡风玻璃，其设置在所述航空器的正面，
所述挡风玻璃包括限制操作员可见的可视化区域的边缘；
所述航空器进一步包括显示装置，其能够显示与至少一个飞行参数相关的至少一个视觉信息：
-至少部分在所述驾驶舱内部；和/或
-至少部分在所述驾驶舱外部；和/或
-至少部分在所述挡风玻璃上；
至少在所述航空器处于正常飞行配置中时，在所述可视化区域内，操作员可见所述视觉信息；
所述视觉信息包括至少与所述航空器相对于地面的方位相关的至少一个第一图像；
其特征在于，所述第一图像包括在使用中与水平线平行的至少一个线路；
当所述航空器相对于水平面倾斜且同时所述机首处于比所述尾桨更高的高度时，在使用中，在所述仪表盘上，所述操作员可见所述线路。
本发明还涉及一种方法，用于向航空器的操作员显示至少一个飞行参数的视觉信息，包括：
-驾驶舱；
-机身，其具有机首；
-尾桨，安装在尾翼中，所述尾翼在所述机首的相反端从所述机身中突出；以及
-挡风玻璃，设置在所述航空器的正面，
所述方法包括显示所述至少一个视觉信息的步骤：
-至少部分在所述驾驶舱内部；和/或
-至少部分在所述驾驶舱外部；和/或
-至少部分在所述挡风玻璃上；
所述显示步骤包括，显示至少与所述航空器相对于地面的方位相关的至少一个第一图像的步骤；
所述显示步骤包括，至少在所述航空器处于正常飞行配置中时使操作员可见所述挡风玻璃的边缘所限定的可视化区域内的所述视觉信息；
所述方法的特征在于，包括以下步骤：在所述航空器相对于水平面倾斜且同时所述机首处于比所述尾桨更高的高度时，使所述仪表盘上的至少一个线路的所述第一图像可见；
所述一个线路与水平线平行。
附图说明
参看附图，通过实例，描述本发明的四个非限制性实施例，其中：
图1为根据本发明并且处于正常飞行位置中的航空器的第一实施例的侧视图；
图2为图1的航空器的第一部件的放大图；
图3示出了图1中所示的部件所投射的第一图像；
图4示出了在图1的航空器的投射在屏幕上的第二图像；
图5示意性示出了图1的航空器的第二部件；
图6示出了图1的航空器的第三部件；
图7示出了图1的航空器的第二实施例的第三部件；
图8示出了图1的航空器的第三实施例的第三部件；
图9示出了图1的航空器的第四实施例的第四部件；
图10示出了图1到图6的并且处于不同的飞行位置中的航空器的第一实施例；以及
图11示出了当航空器处于图10的不同飞行位置中时图6的第三部件。
具体实施方式
图1中的标号1表示航空器(在所示的实施例中的直升机)，航空器主要包括机身2，其具有机首5；主旋翼3，其安装到机身2的顶部中并且围绕轴线A旋转；以及尾桨4，其安装在尾翼中，所述尾翼在机首5的相反端从机身2中突出并且围绕与轴线A交叉的轴线旋转。
直升机1也包括多个起落架8，其从机身2中向下突出并且相对于旋翼3设置在机身2的相反侧。
机身2也限定容纳仪表盘7的驾驶舱6以及设置在航空器1的正面上(即，机首5一侧)的挡风玻璃50。
挡风玻璃50由边缘55限定。
仪表盘7至少包括(图6)：
-虚拟地平仪40，用于通知飞行员直升机1相对于地面的方位，尤其用于指示航空器1的纵摇和横摇；
-高度计41，用于指示航空器1的高度；
-航速指示器42，用于指示航空器1的速度；以及
-航向指示器43，用于指示直升机1的方向。
有利地，挡风玻璃50的边缘55限定了操作员可见的视觉化区域59，并且直升机1包括显示装置58，该装置被配置成至少在直升机1处于正常的飞行配置中时在视觉化区域59的边缘内显示与多个飞行参数相关的视觉信息；
显示装置58被配置成显示视觉信息的至少一部分：
-在驾驶舱6内；和/或
-在驾驶舱6外部；和/或
-在挡风玻璃50上。
换言之，即使在驾驶舱6内部和/或在驾驶舱外部和/或在挡风玻璃50上显示视觉信息，操作员也在挡风玻璃50的边缘55内看见视觉信息。
换言之，在操作员的视觉平面内，视觉信息看起来是包含在挡风玻璃50的边缘55内的。
视觉信息包括图像20和图像25。
在图1中所示的实施例中，显示装置58包括投影仪组10，其被配置成根据直升机1的正常飞行配置，在操作员可见的并且设置在仪表盘7之上的反射表面30、31上投射与多个飞行参数相关的视觉信息。
措辞“正常飞行配置”在本描述中表示操作配置，其中，旋翼3设置在起落架8之上，并且直升机1的纵轴大致水平。
具体而言，投影仪组10包括(图2和图6)：
-激光投影仪11，其投射在表面31上反射的图像25；以及
-微投影仪12，其投射在表面30上反射的图像20(图3)。
通常关闭投影仪组10。因此，图像20、25不被敌机探测，并且不向敌机透露直升机1的存在和/或直升机的位置。
投影仪组10在一下情况下打开：
-例如，由于具有暗光或乳白天空的状态，所以直升机1需要利用飞行有限的能见度进行运行时；和/或
-直升机1进行困难的飞行作业，并且因此需要通知飞行员飞行参数，且飞行员无需向下看仪表盘7时。
具体而言，图像20显示了直升机1的高度的数值22和直升机1相对于地面的速度大小的数值21(图4)。
图像20也显示了：
-刻度(graduate scale)45，其包括多个平行的水平线；
-在所示的实施例中的多个(两个)同心圆46，其在天平45的一个线路内具有中心47；以及
-箭头48，其从中心47开始并且适于视觉上显示直升机1的速度向量方向与参考方向之间的角度。
图像25包括(图3)显示了额外的“虚拟”水平位的线26以及与第一线26垂直的线27。
换言之，线26与水平线平行。
为线26着色。
激光投影仪11主要包括(图2和图5)：
-机架17，其安装到直升机1中；
-激光发生器13，其适于生成激光辐射，该辐射用于在屏幕33上形成图像25；以及
-支撑结构16(图5)，其介于机身2和激光发生器13之间，并且该支撑结构适于，与直升机1的运动(以及因此与机架17在平面内的运动)无关地，将激光发生器13保持在相对于地面的固定位置内。
在图2的实施例中，激光发生器13包括第一源51和第二源52，第一源用于发射激光辐射，其用于形成图像25的线26，第二源用于发射激光辐射，其用于形成图像25的线27。
具体而言，在所示的实施例中，在机架17沿着彼此垂直的两个方向X、Y移动并且围绕与方向X、Y限定的平面垂直的轴线Z旋转时，支撑结构16包括彼此连接的三个平衡环(gimbals)18，并且这些平衡环将激光发生器13保持在固定位置内。
而且，支撑结构16包括：
-多个传感器19(仅仅在图5中示意性示出)，其适于沿着方向X、Y并且围绕轴线Z感测直升机1相对于地面的位置；以及
-多个电机15a、15b、15c，其由传感器19控制并且适于在支撑结构16上施加相应的力。
更确切地说，两个线性电机15a、15b沿着两个垂直方向X、Y移动激光发生器13，该激光发生器限定水平面，并且旋转电机15c围绕与这个平面垂直的轴线Z旋转激光发生器13。
这样，对于直升机1在水平面内的每个位置而言，激光发生器13相对于这个水平面保持在固定位置内。
因此，线26和27在方向X、Y所限定的平面内不受到直升机相对于地面的位置的影响。
换言之，激光发生器13具有陀螺稳定性。
如图5中所示，激光投影仪11可包括反射镜14，其适于使激光发生器13所生成的激光辐射朝着表面31偏离。
优选地，激光发生器13为激光束发生器并且激光投影仪11包括衍射元件(未显示)，其接收激光束并且朝着表面30、31输出线25、26。
或者，激光发生器13包括多个激光束源，多个激光束源沿着两个互相垂直的线路设置这些激光束源并且其适于朝着表面30、31直接投射线25、26。
线26足够宽，以便容易被飞行员识别，针对飞行员头部在驾驶舱6内的较大范围的位置。
优选地，线26的相反边缘28、29和激光发生器13之间的角度等于或大于60度。
直升机1进一步包括：
-屏幕32，其限定表面30；以及
-屏幕33，其限定表面31。
屏幕32、33容纳在驾驶舱6内并且可折叠。
尤其地，屏幕32在以下位置之间可移动：
-储存位置；以及
-工作位置，在该工作位置内，表面30位于微投影仪12的前面，在仪表盘7之上并且朝着飞行员反射图像20。
通过同一种方式，屏幕33在以下位置之间可移动：
-储存位置；以及
-工作位置，在该工作位置内，表面31位于激光发生器13的前面，在仪表盘7之上并且朝着飞行员反射图像25。
优选地，屏幕32为薄膜型屏幕。
尤其地，屏幕32为液晶显示器。
在所显的实施例中，根据是否为液晶屏32施加电压，屏幕32变得透明或不透明。
更确切地说，当关闭投影仪组10时，不为液晶屏32施加电压，因此，该液晶屏透明。
相反，当打开激光投影仪11时，为液晶屏32施加电压，因此，该液晶屏变得不透明。
或者，屏幕32透明，网格嵌入其内，其反射投影仪10所投射的图像20。
在另一个替换中，显示装置58包括与传感器19操作地连接的中央处理单元，并且屏幕32是用于例如膝上型电脑的那种类型的透明图形屏幕。
在这个另一替换中，中央处理单元在屏幕32上生成图像20，并且没有投影仪组10。
在所示的实施例中，屏幕33为偏振散射膜。
优选地，屏幕33弯曲并且尤其为凹形。
在所示的实施例中，在屏幕32、33上显示视觉信息(即，图像20、25)，并且因此，在驾驶舱6内并且在机务人员的位置和挡风玻璃50之间显示该视觉信息。
如图11中所示，当直升机1相对于水平面非常倾斜且同时机首5处于比旋翼4(图10)更高的高度处时，线26投射在仪表盘7上，从而飞行员依然可见该线。
换言之，显示装置58在仪表盘7上显示额外的虚拟地平仪。
在操作的过程中，在飞行中能见度有限的状态中，例如，由于“暗光”或“乳白天空”状态，打开投影仪组10。
而且，在困难的操作中，比如，高山救援操作中，可打开投影仪组10。
与直升机1在方向X、Y所限定的平面内相对于地面的位置无关，支撑结构16将激光发生器13保持在相对于地面的固定位置内。
而且，传感器19感测激光发生器13相对于地面的相对位置和倾角，并且控制电机15a、15b、15c，该控制方式使得电机15a、15b、15c沿着方向X、Y并且围绕轴线Z在支撑结构16上施加各自的稳定力。在稳定激光发生器13方面，电机15a、15b、15c所施加的力是有效的，因此图像25处于相对于地面的恒定位置中。
而且，打开投影仪组10时，将电压施加给形成屏幕33的液晶，从而使屏幕不透明并且增强其反射性。
在这个阶段，激光投影仪11在屏幕33上投射图像25并且微投影仪12在屏幕32上投射图像20。
更确切地说，图像25的线26为飞行员提供水平方位的指示，飞行员无需观看仪表盘7。
通过同一种方式，图像25为飞行员提供以下指示：直升机1的高度、直升机1相对于地面的速度大小、以及直升机1相对于固定参考的方向，飞行员无需观看仪表盘7。
航空器1处于图10中所示的倾斜配置中并且通过有限的能见度进行操作时，飞行员可看见线26(图11)。换言之，飞行员可看见他前面的放大图形式的额外虚拟地平仪。
根据本发明，图7中的标号1'总体上表示航空器(尤其是直升机)的一个不同实施例。
直升机1'与直升机1相似，并且下面仅仅描述这两者的不同之处；在可能的情况下，使用相同的参考标号表示直升机1、1'的任何相应或等同部件。
更具体地说，直升机1'与直升机1的不同之处在于，不包括屏幕33，而是包括挡风玻璃50'，该挡风玻璃由驾驶舱6限定并且限定了表面31'。
优选地，挡风玻璃50'由偏振反射膜覆盖，以便提高其反射性。
尤其地，反射膜包括压克力。
在图7中所显示的实施例中，部分地在挡风玻璃50'上且部分地在屏幕32上，显示视觉信息(即，图像20、25)。因此，部分地在驾驶舱6内部以及在机务人员的位置和挡风玻璃50之间且部分地在挡风玻璃50'上，显示该视觉信息。
直升机1'的操作与直升机1的操作的不同之处仅仅在于，在挡风玻璃50'(而非屏幕33)上显示图像25。
根据本发明，图8中的标号1”总体上表示航空器(尤其是直升机)的一个不同实施例。
直升机1”与直升机1相似，并且下面仅仅描述这两者的不同之处；在可能的情况下，使用相同的参考标号表示直升机1、1”的任何相应或等同部件。
更具体地说，直升机1”与直升机1的不同之处在于，不包括屏幕33，并且在于，在暗光状态中由沙粒或者在乳白天空状态中由雪晶来限定表面31”。
而且，激光投影仪11包括检测装置，用于测量沙粒(砂)或雪晶的反射率，并且自动调节激光发生器13所生成的激光辐射的强度。
在图8中所示的实施例中，部分地在屏幕32上且部分地在沙粒或雪晶上，显示视觉信息(即，图像20、25)。
因此，部分地在驾驶舱6内部以及在机务人员位置和挡风玻璃50之间且部分地在驾驶舱6的外面以及在相对于机务人员位置的挡风玻璃50”的相反侧上，显示图像20、25。
直升机1”的操作与直升机1的操作的不同之处仅仅在于，在沙粒或雪晶(而非屏幕33)上显示图像25。
根据本发明，图9中的标号1”'总体上表示航空器(尤其是直升机)的一个不同实施例。
直升机1”'与直升机1相似，并且下面仅仅描述这两者的不同之处；在可能的情况下，使用相同的参考标号表示直升机1、1”'的任何相应或等同部件。
更具体地说，直升机1”'与直升机1的不同之处在于，不包括屏幕32、33，也不包括激光投影仪10。
而且，直升机1”'与直升机1的不同之处在于，透明图形屏幕嵌入挡风玻璃50”'内。显示装置58包括中央处理单元，其与传感器19操作地连接并且在挡风玻璃50”'上显示图像20、25。
在未显示的替换中，直升机1”'不包括屏幕32和33，并且包括激光投影仪10。
在这个未显示的替换中，透明图形屏幕嵌入挡风玻璃50”'内并且反射由激光投影仪10投射的图像20、25。
在这种情况下，反射网格嵌入透明图形屏幕内，以便反射图像20、25。
在图9中所示的实施例中，在挡风玻璃50”'上完全显示视觉信息(即，图像20、25)。
直升机1”'的操作与直升机1的操作的不同之处仅仅在于，在挡风玻璃50”'(而非屏幕32、33)上显示图像20、25。
通过以上描述，根据本发明的直升机1、1'、1”、1”'和方法的优点显而易见。
尤其地，在飞行员可见的并且设置在仪表盘7之上的表面30、31上，投影仪组10投射图像20、25所形成的视觉信息。
因此，飞行员可容易地看见这个视觉信息，无需向下看仪表盘7。
换言之，显示装置50用作一种“平视”显示器，其允许飞行员在抬头向上朝着挡风玻璃50、50'、50”、50”'观看时，看见视觉信息。
因此，在飞行中能见度有限的状态中，尤其在“暗光”或“乳白天空”状态中和/或在困难的机动飞行(比如，营救任务)中，大幅增强飞行员的控制感觉。
结果，在以上状态下发生事故的风险大幅减小。
需要提及的是，通过使用非常简单并且廉价的部件(诸如，激光发生器13和反射表面30、31)，无需诸如在本描述的导论部分内所讨论的现有技术中生成地面图像，减小发生事故的风险。
表面30反射图像25，其包括显示地平线的线26。
这样，直升机1、1'、1”、1”'的飞行员具有额外的“虚拟地平仪”，不需要看仪表盘7，也可容易地看见这个虚拟地平仪。
因此，飞行员可保持对于地平线的视觉感知。
需要提及的是，当直升机1、1'、1”、1”'相对于水平面非常倾斜且同时机首5处于比旋翼4更高的高度处时，线26投射在仪表盘7上，从而飞行员依然可见该线(见图10和11)。
换言之，飞行员可看见他前面的放大图形式的额外虚拟地平仪。因此，坚决避免飞行员丧失地平线的视觉感知的风险。
这就大幅减小了直升机1、1'、1”、1”'侧滑以及造成事故的风险。
而且，表面31反射了图像20，该图像包括直升机1的高度的数值22、直升机1相对于地面的速度大小的数值21、以及相对于参考点47显示直升机1的速度向量的箭头48。
屏幕32为液晶显示器，根据是否为屏幕32施加电压，可选择性地使该显示器不透明或透明。
结果，施加电压时，大幅增大屏幕32的反射性以及因此大幅增大图像20的能见度。
屏幕33为飞行员清晰地显示“虚拟地平仪”，同时确保飞行员具有清晰的前方视野。
屏幕32、33可折叠。因此，当关闭投影仪组10并且飞行员不再需要图像20、25时，屏幕32、33可容易地设置在相应的储存位置内。
激光发生器13具有“陀螺稳定性”，即，由电机15a、15b、15c相对于地面保持在给定的恒定位置内。
因此，显示虚拟地平仪的线26的位置不受到直升机1、1'、1”、1”'相对于地面进行横摇和纵摇运动所产生的方位的影响。
直升机1'尤其有利，这是因为不需要具有屏幕33，从而留出更多的空间，供机务人员和驾驶舱6内的其他设备使用。
直升机1”尤其有利，这是因为表面30不由直升机1”的部件限定，而是由直升机1”外面的沙粒和雪晶限定。
因此，直升机1”不需用表面30专用的设备。
直升机1”'尤其有利，这是因为挡风玻璃50”'限定整个视觉化区域59，从而直升机1”'不再需要用于表面30、31的专用设备。
显然，然而，在不背离所附权利要求书内所限定的保护范围的情况下，本文中所描述和说明的直升机1、1'、1”、1”'和方法可进行变化。
尤其地，直升机1、1'、1”、1”'可为平直两用航空器或航空器。
而且，激光发生器13可由一种不同的发生器代替，该发生器适于生成可见的光束辐射，而非激光辐射。
Claims (15)
1.一种航空器(1、1'、1”、1”')，包括：
-机身(2)，具有机首(5)；
-尾桨(4)，安装于尾翼，所述尾翼在所述机首(5)的相反端处从所述机身(2)中突出；
-驾驶舱(6)，容纳仪表盘(7)；以及
-挡风玻璃(50、50'、50”、50”')，设置在所述航空器(1、1'、1”、1”')的正面并且位于所述仪表盘(7)上方，
所述挡风玻璃(50、50'、50”、50”')包括边缘(55)，所述边缘限定操作员可见的可视化区域(59)，
所述航空器(1、1'、1”、1”')进一步包括显示装置(58)，所述显示装置能够显示与至少一个飞行参数相关的至少一个视觉信息(20、25)：
-至少部分地在所述驾驶舱(6)内；和/或
-至少部分地在所述驾驶舱(6)外；和/或
-至少部分地在所述挡风玻璃(50、50'、50”、50”')上，
至少当所述航空器(1、1'、1”、1”')处于正常飞行配置中时，所述操作员在所述可视化区域(59)内可见所述视觉信息(20、25)，
所述视觉信息(20、25)包括至少与所述航空器(1、1’、1”、1”’)相对于地面的方位相关的至少一个第一图像，
其特征在于，所述第一图像包括在使用中与水平线平行的至少一条线(26)，
当所述航空器(1、1'、1”、1”')相对于水平面倾斜且所述机首(5)处于比所述尾桨(4)更高的高度时，在所述显示装置使用中，所述操作员在所述仪表盘(7)上可见所述线(26)。
2.根据权利要求1所述的航空器，其特征在于，所述视觉信息(20、25)包括至少与所述航空器(1、1'、1”、1”')的速度大小、所述航空器(1、1'、1”、1”')的高度以及所述航空器(1、1'、1”、1”')的速度方向中的一个参数相关的第二图像。
3.根据权利要求2所述的航空器，其特征在于，包括透明图形屏幕，所述透明图形屏幕设置在所述驾驶舱(6)内并且与所述显示装置(58)操作地连接；
所述显示装置(58)配置成，当所述航空器(1、1'、1”、1”')处于所述正常飞行配置中时，在所述透明图形屏幕上显示至少所述第一图像。
4.根据权利要求3所述的航空器，其特征在于，所述透明图形屏幕嵌入所述挡风玻璃(50”')内。
5.根据权利要求2所述的航空器，其特征在于，所述显示装置(58)包括投影仪组(10)，所述投影仪组配置成当所述航空器(1、1'、1”、1”')处于所述正常飞行配置中时，在所述投影仪组使用中，在反射表面(30、31)上投射所述一个视觉信息(20、25)，所述反射表面设置在所述可视化区域(59)的尺寸内及所述驾驶舱(6)内。
6.根据权利要求5所述的航空器，其特征在于，所述反射表面(30、31)的至少一部分(30)由以下限定：
-透明图形屏幕，反射网格嵌入所述透明图形屏幕内；或者
-第一反射屏(32)，设置在所述挡风玻璃(50、50'、50”、50”')的正面，限定所述反射表面(30、31)的第一部分(30)，并且在施加电压时能够选择性地呈现为透明的或不透明的。
7.根据权利要求6所述的航空器，其特征在于，所述透明图形屏幕嵌入所述挡风玻璃(50”')内。
8.根据权利要求6所述的航空器，其特征在于，包括第二反射屏(33)，所述第二反射屏限定所述反射表面(30、31)的第二部分(31)；
所述第二反射屏(33)适于反射所述视觉信息(20、25)的至少所述第二图像。
9.根据权利要求8所述的航空器，其特征在于，所述第一反射屏和所述第二反射屏(33)中的至少一个能够折叠在所述驾驶舱(6)内。
10.根据权利要求6所述的航空器，其特征在于，所述挡风玻璃(50、50'、50”、50”')限定所述反射表面(30、31)的第二部分(31)。
11.根据权利要求5所述的航空器，其特征在于，所述投影仪组(10)包括：
-辐射源(13)，适于投射所述第一图像；
-至少一个电机(15a、15b、15c)，被控制并且相对于所述航空器(1、1'、1”、1”')移动所述辐射源，从而将所述辐射源(13)保持在相对于地面的给定恒定位置内。
12.一种用于向航空器(1、1'、1”、1”')的操作员显示与至少一个飞行参数相关的视觉信息(20、25)的方法，包括：
-驾驶舱(6)；
-机身(2)，具有机首(5)；
-尾桨(4)，安装于尾翼，所述尾翼在所述机首(5)的相反端从所述机身(2)中突出；以及
-挡风玻璃(50、50'、50”、50”')，设置在所述航空器(1、1'、1”、1”')的正面并且位于仪表盘(7)上方，
所述方法包括显示所述至少一个视觉信息(20、25)的步骤：
-至少部分地在所述驾驶舱(6)内；和/或
-至少部分地在所述驾驶舱(6)外；和/或
-至少部分地在所述挡风玻璃(50、50'、50”、50”')上，
所述显示步骤包括显示至少与所述航空器(1、1’、1”、1”’)相对于地面的方位相关的至少一个第一图像的步骤，
所述显示步骤包括如下步骤：当所述航空器(1、1'、1”、1”')处于正常飞行配置中时，使操作员在由所述挡风玻璃(50、50'、50”、50”')的边缘(55)限定的可视化区域(59)内可见所述视觉信息(20、25)，
所述方法的特征在于，包括以下步骤：当所述航空器(1、1'、1”、1”')相对于水平面倾斜且所述机首(5)处于比所述尾桨(4)更高的高度时，使所述第一图像的至少一条线(26)在所述仪表盘(7)上可见；
所述一条线(26)与水平线平行。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述显示步骤包括如下步骤：当所述航空器(1、1'、1”、1”')处于正常飞行配置中时，在嵌入所述挡风玻璃(50”')内的透明图形屏幕上显示所述视觉信息(20、25)。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，显示所述视觉信息(20、25)的所述步骤包括以下步骤：
-投射所述视觉信息(20、25)；以及
-当所述航空器(1、1'、1”、1”')处于正常飞行配置中时，在操作员可见的并且设置在所述航空器(1、1'、1”、1”')的仪表盘(7)之上的反射表面(30、31)上反射所述视觉信息(20、25)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述显示步骤包括如下步骤：当所述航空器(1、1'、1”、1”')处于所述正常飞行配置中时，显示：
-所述第一图像；
-至少一个第二图像，所述至少一个第二图像与所述航空器(1、1'、1”、1”')的速度大小、所述航空器(1、1'、1”、1”')的高度以及所述航空器(1、1'、1”、1”')的速度方向中的一个参数相关，
所述反射步骤包括如下步骤：在设置在所述航空器(1、1'、1”、1”')外部的颗粒材料上反射所述第一图像，所述颗粒材料是砂或雪晶。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP12425089.5A EP2662722B1 (en) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Helicopter and method for displaying a visual information associated to flight parameters to an operator of an helicopter |
| EP12425089.5 | 2012-05-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103387056A CN103387056A (zh) | 2013-11-13 |
| CN103387056B true CN103387056B (zh) | 2016-10-05 |
Family
ID=46298341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310173208.9A Active CN103387056B (zh) | 2012-05-11 | 2013-05-10 | 航空器及向其操作员显示飞行参数相关的视觉信息的方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8912925B2 (zh) |
| EP (1) | EP2662722B1 (zh) |
| JP (1) | JP6342121B2 (zh) |
| KR (1) | KR102123493B1 (zh) |
| CN (1) | CN103387056B (zh) |
| RU (1) | RU2613653C2 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8952831B2 (en) * | 2012-12-07 | 2015-02-10 | Sikorsky Aircraft Corporation | Enhancement of cockpit external visibility |
| US9340282B2 (en) * | 2014-03-17 | 2016-05-17 | Honeywell International Inc. | System and method for displaying vertical reference on a rotorcraft system |
| RU2558524C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ индикации летчику о положении летательного аппарата относительно заданной глиссады при заходе на посадку на корабль |
| EP3067660B1 (en) * | 2015-03-13 | 2017-07-05 | LEONARDO S.p.A. | Display device for the attitude of an aircraft with respect to a fixed direction in space |
| EP3295241A1 (en) | 2015-05-11 | 2018-03-21 | Corning Incorporated | Surface display units with opaque screen |
| CN107077144B (zh) * | 2016-09-09 | 2021-05-25 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 显示可移动装置的状态的方法、系统和控制装置 |
| CN109700439B (zh) * | 2019-02-19 | 2023-11-21 | 酷黑科技（北京）有限公司 | 一种数据处理方法、装置及飞行器 |
| US20200307823A1 (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-01 | Honeywell International Inc. | Intelligent and ergonomic flight deck workstation |
| EP3730901A3 (en) * | 2019-04-01 | 2020-12-30 | Bombardier Inc. | Aircraft system and method for assisting a pilot during flight |
| RU2722888C1 (ru) * | 2019-04-30 | 2020-06-04 | ОАО "Научно-испытательный институт эргатических систем" | Способ интегрального отображения параметров полётной ситуации |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3899241A (en) * | 1973-12-11 | 1975-08-12 | Ppg Industries Inc | Visual display windshield |
| US5675328A (en) * | 1995-04-13 | 1997-10-07 | Sextant Avionique | Optoelectronic device for assistance in the piloting of an aircraft under conditions of poor visibility |
| US5995290A (en) * | 1998-09-17 | 1999-11-30 | Northrop Grumman Corporation | Replacement heads-up display system |
| US7696955B1 (en) * | 2006-02-17 | 2010-04-13 | Rockwell Collins, Inc. | Magnified display of head down information at optical infinity |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2887927A (en) * | 1953-01-21 | 1959-05-26 | Specialties Inc | Optical control instrument |
| FR2412088A1 (fr) * | 1977-12-19 | 1979-07-13 | Majeste Reine Ministre Canadie | Dispositif pour la visualisation peripherique de l'horizon |
| CA2060406C (en) * | 1991-04-22 | 1998-12-01 | Bruce Edward Hamilton | Helicopter virtual image display system incorporating structural outlines |
| US5278696A (en) * | 1992-05-22 | 1994-01-11 | Kaiser Aerospace & Electronics Corporation | Head-up display system |
| JPH06305488A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-01 | Jamco Corp | 航空機の客室窓の遮光装置及び画像投影装置 |
| GB9322964D0 (en) * | 1993-11-08 | 1994-02-16 | Scient Generics Ltd | Image projection system |
| FR2717914B1 (fr) * | 1994-03-25 | 1996-05-31 | Sextant Avionique | Dispositif de rangement d'une glace holographique notamment pour aéronefs. |
| JPH0911997A (ja) * | 1995-06-27 | 1997-01-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高迎角時用姿勢基準表示装置 |
| KR100286951B1 (ko) * | 1998-10-28 | 2001-08-07 | 김재동 | 항공촬영시스템 |
| US6567014B1 (en) * | 1998-11-05 | 2003-05-20 | Rockwell Collins, Inc. | Aircraft head up display system |
| US6577355B1 (en) * | 2000-03-06 | 2003-06-10 | Si Diamond Technology, Inc. | Switchable transparent screens for image projection system |
| DE10102938B4 (de) * | 2001-01-23 | 2007-10-11 | Eurocopter Deutschland Gmbh | Nicklage-Symbolik |
| WO2004034373A2 (en) * | 2002-10-09 | 2004-04-22 | Ohio University | Multi-view head-up synthetic vision display system |
| WO2005015333A2 (en) | 2003-03-31 | 2005-02-17 | Sikorsky Aircraft Corporation | Technical design concepts to improve helicopter obstacle avoidance and operations in 'brownout' conditions |
| WO2005108924A1 (en) * | 2004-04-29 | 2005-11-17 | Jadi, Inc. | Artificial horizon device and method |
| US7429036B2 (en) | 2004-06-29 | 2008-09-30 | Cpi Card Group | Method and system for efficiently printing and sorting multiple orders of transaction cards |
| US20090017424A1 (en) * | 2005-05-30 | 2009-01-15 | Elbit Systems Ltd. | Combined head up display |
| RU50689U1 (ru) * | 2005-09-02 | 2006-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования | Информационно-командная система летательного аппарата |
| US20090265060A1 (en) | 2005-10-31 | 2009-10-22 | Pioneer Corporation | Information recording apparatus, information recording method, information recording program, and recording medium |
| RU2315957C1 (ru) * | 2006-05-02 | 2008-01-27 | Александр Пантелеевич Пленцов | Устройство периферической индикации положения и движения линии горизонта в полете |
| RU2325679C2 (ru) * | 2006-07-03 | 2008-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Санкт-Петербургское опытно-конструкторское бюро "Электроавтоматика" | Индикатор на лобовом стекле |
| US8019490B2 (en) | 2006-09-29 | 2011-09-13 | Applied Minds, Llc | Imaging and display system to aid helicopter landings in brownout conditions |
| JP5033608B2 (ja) * | 2007-12-13 | 2012-09-26 | 本田技研工業株式会社 | 投射型画像表示装置 |
| US8026834B2 (en) * | 2008-06-09 | 2011-09-27 | Honeywell International Inc. | Method and system for operating a display device |
| US8195347B2 (en) * | 2009-05-28 | 2012-06-05 | The Boeing Company | Method and system for approach decision display |
| WO2012035623A1 (ja) * | 2010-09-15 | 2012-03-22 | パイオニア株式会社 | 表示装置 |
| KR101493627B1 (ko) * | 2010-09-21 | 2015-02-13 | 쌩-고벵 글래스 프랑스 | 헤드-업 디스플레이로서의 창유리 |
-
2012
- 2012-05-11 EP EP12425089.5A patent/EP2662722B1/en active Active
-
2013
- 2013-04-30 RU RU2013120300A patent/RU2613653C2/ru active
- 2013-04-30 US US13/873,784 patent/US8912925B2/en active Active
- 2013-05-02 JP JP2013097036A patent/JP6342121B2/ja active Active
- 2013-05-10 CN CN201310173208.9A patent/CN103387056B/zh active Active
- 2013-05-10 KR KR1020130053218A patent/KR102123493B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3899241A (en) * | 1973-12-11 | 1975-08-12 | Ppg Industries Inc | Visual display windshield |
| US5675328A (en) * | 1995-04-13 | 1997-10-07 | Sextant Avionique | Optoelectronic device for assistance in the piloting of an aircraft under conditions of poor visibility |
| US5995290A (en) * | 1998-09-17 | 1999-11-30 | Northrop Grumman Corporation | Replacement heads-up display system |
| US7696955B1 (en) * | 2006-02-17 | 2010-04-13 | Rockwell Collins, Inc. | Magnified display of head down information at optical infinity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102123493B1 (ko) | 2020-06-17 |
| KR20130126542A (ko) | 2013-11-20 |
| US8912925B2 (en) | 2014-12-16 |
| CN103387056A (zh) | 2013-11-13 |
| EP2662722B1 (en) | 2016-11-23 |
| RU2013120300A (ru) | 2014-11-10 |
| EP2662722A1 (en) | 2013-11-13 |
| JP6342121B2 (ja) | 2018-06-13 |
| JP2013237434A (ja) | 2013-11-28 |
| RU2613653C2 (ru) | 2017-03-21 |
| US20130307705A1 (en) | 2013-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103387056B (zh) | 航空器及向其操作员显示飞行参数相关的视觉信息的方法 | |
| EP2361832B1 (en) | Cockpit for an aircraft | |
| EP2426461B1 (en) | System for displaying multiple overlaid images to a pilot of an aircraft during flight | |
| EP2610590B1 (en) | System and method for selecting images to be displayed | |
| CN103879544B (zh) | 具有配备了用于领航的至少部分虚拟的可视表面的驾驶室的飞行器 | |
| EP3388894A2 (en) | Aircraft display system | |
| US6972696B2 (en) | Aircraft future position and flight path indicator symbology | |
| US20120140125A1 (en) | Aircraft cockpit visor display | |
| US20140039730A1 (en) | Systems, methods, and computer readable media for protecting an operator against glare | |
| US20120081236A1 (en) | Near-to-eye head tracking ground obstruction system and method | |
| US11300787B2 (en) | Visual field display device for a motor vehicle | |
| CA2264765A1 (en) | Man-machine interface for airport traffic control | |
| CN112313558B (zh) | 用于运行机动车用的视场显示装置的方法 | |
| US6931368B1 (en) | Flight control display for use in an aircraft cockpit and in aircraft simulation systems | |
| US20140175221A1 (en) | Aircraft comprising a cockpit delocalized outside an upper part of the nose | |
| JPH06208079A (ja) | ヘルメット上に取り付けられるディスプレイシステムおよび該システムのアプリケーション | |
| CN110769237B (zh) | 用于利用头部位置进行投影位置调整的投影系统、设备和方法 | |
| US11556019B1 (en) | Viewing protection system for laser threats against aircraft | |
| US4131366A (en) | Direction indicating device | |
| JPH0811515B2 (ja) | 高性能航空機のための視覚増大システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200507 Address after: Rome Italy Patentee after: Leonardo AG Address before: Samarat, Italy Patentee before: AGUSTAWESTLAND S.P.A. |