RU2137678C1 - Automated method of remote control of on-board complex and systems of flying vehicle - Google Patents
Automated method of remote control of on-board complex and systems of flying vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2137678C1 RU2137678C1 RU98105378A RU98105378A RU2137678C1 RU 2137678 C1 RU2137678 C1 RU 2137678C1 RU 98105378 A RU98105378 A RU 98105378A RU 98105378 A RU98105378 A RU 98105378A RU 2137678 C1 RU2137678 C1 RU 2137678C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pilot
- actions
- action
- control
- aircraft
- Prior art date
Links
Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для дистанционного управления летчиком бортовым комплексом и системами ЛА. The invention relates to the field of aviation and can be used for remote control of an avionic system and aircraft by a pilot.
Известен способ управления бортовым комплексом и системами ЛА (например, используемый французской фирмой Sagem), в котором управление построено по принципу раскрывающегося иерархического меню при непосредственном нажатии на многофункциональную кнопку (МФК) или на ее знакоместо на экране (если экран сенсорный). Знакоместо МФК содержит символы обозначения ее функций в виде аббревиатур или мнемообразов. При этом логика использования сторон индикатора заключается в том, что МФК на одной стороне индикатора выполняют функции, принадлежащие одному иерархическому уровню управления в иерархическом меню, в результате чего при нажатии МФК на одной стороне индикатора происходит раскрытие меню на другую сторону. Кроме того, каждая МФК может имеет циклический перебор своих функций, осуществляемый повторным нажатием на нее. There is a known method of controlling the onboard complex and aircraft systems (for example, used by the French company Sagem), in which the control is built on the principle of a drop-down hierarchical menu by directly pressing the multifunction button (IFC) or its familiarity on the screen (if the screen is touch-sensitive). Familiar IFC contains symbols designating its functions in the form of abbreviations or mnemonic images. Moreover, the logic of using the indicator sides is that the MFKs on one side of the indicator perform functions belonging to the same hierarchical control level in the hierarchical menu, as a result of which the MFKs on one side of the indicator open the menu to the other side. In addition, each IFC can have a cyclic search of its functions, carried out by repeated clicking on it.
Близким по технической сущности к прототипу является патент США "Metod and device for revising the leteral flight plan of an aircraft" N 5340061 от 23 августа 1994 г. , в котором также используется принцип иерархического меню, раскрытие которого происходит путем непосредственного нажатия на знакоместа, расположенные только в нижней части сенсорного экрана. Similar in technical essence to the prototype is US patent "Metod and device for revising the leteral flight plan of an aircraft" N 5340061 dated August 23, 1994, which also uses the principle of a hierarchical menu, the disclosure of which occurs by directly clicking on the familiarity, located only at the bottom of the touch screen.
Однако на наиболее напряженных и ответственных режимах полета ЛА в условиях острого дефицита времени такой способ не обеспечивает необходимых производительности и безошибочности действий летчика при условии одновременного сохранения высокой точности пилотирования. Это в первую очередь объясняется тем, что летчик для управления бортовым комплексом и системами вынужден отрывать руку от рычагов управления ЛА и подносить ее к индикатору для нажатия МФК. However, at the most stressful and critical flight conditions of an aircraft in conditions of acute time shortage, this method does not provide the necessary performance and faultlessness of the pilot's actions, while maintaining high piloting accuracy. This is primarily due to the fact that the pilot, to control the on-board complex and systems, is forced to take his hand off the aircraft control levers and bring it to the indicator for pressing the IFC.
При этом в момент нажатия МФК по разные стороны экрана индикатора он кратковременно закрывает его рукой. Однако, если таких управляющих действий много, то общее время невидимости летчиком экрана индикатора может достигнуть значительной величины в самые напряженные моменты полета. At the same time, at the moment the IFC is pressed on opposite sides of the indicator screen, it briefly closes it with a hand. However, if there are a lot of such control actions, then the total time of invisibility by the pilot of the indicator screen can reach significant values at the most stressful moments of the flight.
Кроме того, при наличии в этот момент сильных акселерационных воздействий вследствие резких эволюций ЛА действия летчика могут быть неточными, либо вообще невозможны (например, при полете с большими перегрузками). In addition, in the presence of strong acceleration effects at this moment due to abrupt evolutions of the aircraft, the pilot's actions may be inaccurate or impossible at all (for example, when flying with large overloads).
Во многих компоновках кабин МФК на индикаторах плохо досягаемы для летчика, так как приборная доска значительно удалена от него, а индикаторы размещены за рычагами управления ЛА (например, штурвалами). В этом случае для нажатия на МФК летчик вынужден ослабить ремни безопасности или вообще отстегнуться от кресла, что влияет на безопасность пилотирования. Летчик небольшого роста (с короткими руками) может вообще не дотянуться до МФК индикатора без движения вперед всем корпусом. In many layouts of MFK cabins, the indicators on the indicators are poorly accessible for the pilot, since the dashboard is far removed from him, and the indicators are located behind the aircraft control levers (for example, helms). In this case, in order to press the IFC, the pilot is forced to loosen his seat belts or even to unfasten his seat, which affects the safety of piloting. A pilot of short stature (with short arms) may not reach the IFC indicator at all without moving forward with the whole body.
В сложной иерархической структуре управления бортовым комплексом количество вариантов управления для различных этапов полета и возникающих в них полетных ситуаций может быть так велико, что летчику будет трудно их все запомнить. Это потребует длительного времени специальной подготовки к каждому полету для запоминания, привития и поддержания устойчивых навыков управления. В случае забывания возможность использования различных бумажных инструкций в полете весьма ограничена, особенно при возникновении быстроразвивающихся опасных ситуаций. In the complex hierarchical control structure of the airborne complex, the number of control options for the various phases of flight and the flight situations that arise in them can be so great that it will be difficult for the pilot to remember them all. This will require a long time of special preparation for each flight to memorize, inculcate and maintain sustainable management skills. In case of forgetting, the possibility of using various paper instructions in flight is very limited, especially in the event of rapidly developing dangerous situations.
В результате время отвлечения летчика от процесса пилотирования на управление бортовым комплексом и системами ЛА достаточно велико, что может привести к снижению точности пилотирования и несвоевременному вмешательству летчика в управление ЛА при возникновении угрозы безопасности попета (например, при отказе самой автоматической системы управления бортовым комплексом и системами ЛА). As a result, the time for the pilot to distract from the piloting process to control the airborne complex and aircraft systems is likely to lead to a decrease in piloting accuracy and untimely intervention of the pilot in aircraft control if there is a threat to the safety of the aircraft (for example, if the automatic control system for the airborne complex and systems fails LA).
Кроме того, выход из строя МФК может привести к срыву всего полетного задания и даже возникновению угрозы безопасности полета. In addition, the failure of the IFC can lead to the failure of the entire flight mission and even a threat to flight safety.
Технические результаты использования изобретения сводятся к следующему. The technical results of using the invention are as follows.
1. Обеспечивается надежное дистанционное управление комплексом и системами ЛА при сильных акселерационных воздействиях на летчика и вне зависимости от его антропометрических особенностей, а также непрерывный визуальный контакт с индикатором (не заслоняемым руками). 1. Reliable remote control of the aircraft complex and systems is ensured under strong acceleration effects on the pilot and regardless of his anthropometric features, as well as continuous visual contact with the indicator (not obscured by hands).
2. Сохранена высокая "гибкость" управления, так как в зависимости от полетной ситуации на каждом шаге принятия решения летчик может выбрать любой другой вариант управления (из предложенного вариативного ряда), отличный от запрограммированного. 2. A high “flexibility” of control has been maintained, since depending on the flight situation, at each decision-making step, the pilot can choose any other control option (from the proposed variable series) that is different from the programmed one.
3. Незнание летчиком последовательности выполнения действий не ведет к срыву полетного задания и угрозе безопасности полета, так как рациональные действия ему все время "подсказываются". 3. The pilot’s ignorance of the sequence of actions does not lead to the disruption of the flight mission and the threat to flight safety, since rational actions are always “prompted” to him.
4. Изобретение позволяет управлять бортовым комплексом и системами ЛА одновременно с помощью двух различных способов управления (дистанционно, органами оперативного управления на рычагах управления ЛА и с помощью непосредственного нажатия на МФК обрамления экрана индикатора), что обеспечивает удобство (чем удобнее управлять в данный момент, тем летчик и управляет) и высокую надежность управления (при отказе одного из органов управления летчик управляет другим). 4. The invention allows you to control the on-board complex and aircraft systems simultaneously using two different control methods (remotely, by the operational controls on the aircraft control levers and by directly pressing the indicator frame on the MFK), which provides convenience (the more convenient it is to operate at the moment, the pilot also manages it) and high reliability of control (in case of failure of one of the controls, the pilot manages the other).
5. Летчику очень удобно контролировать автоматический режим управления бортовым комплексом и системами ЛА по изменению маркировки обозначений МФК на раскрытом иерархическом меню и быстро переходить на автоматизированное управление комплексом и системами ЛА при первом нажатии на оперативные органы управления на рычагах управления ЛА. 5. It is very convenient for the pilot to control the automatic control system for the airborne complex and aircraft systems by changing the labeling of the IFC designations on the open hierarchical menu and quickly switch to automated control of the complex and aircraft systems when you first press the operational controls on the aircraft control levers.
6. Изобретение способствует быстрому обучению летчика рациональным действиям в полете в штатных и нештатных ситуациях, так как они непрерывно "подсказываются". 6. The invention contributes to the rapid training of the pilot in rational actions in flight in regular and emergency situations, as they are constantly “prompted”.
7. Обеспечивается малое время отвлечения летчика от пилотирования ЛА, что приводит к повышению точности пилотирования и уменьшению времени вмешательства летчика в управление ЛА при возникновении угрозы безопасности полета. 7. A short time for distracting the pilot from piloting the aircraft is ensured, which leads to an increase in piloting accuracy and a decrease in the time for the pilot to intervene in the control of the aircraft in case of a flight safety threat.
В целом изобретение позволяет на наиболее нагруженных и ответственных этапах полета в условиях острого дефицита времени обеспечивать высокую производительность и безошибочность действий летчика по управлению бортовым комплексом и системами ЛА с высокой точностью их выполнения по месту и времени, а также точно пилотировать самолет и еще иметь небольшие резервы внимания для решения задач "осмотрительности" в полете. In general, the invention allows for the most loaded and critical phases of flight in conditions of acute time pressure to ensure high performance and error-free actions of the pilot to control the airborne complex and aircraft systems with high accuracy of their execution in place and time, as well as accurately pilot the aircraft and still have small reserves attention to solve the problems of "prudence" in flight.
Указанные технические результаты достигаются тем, что способ управления бортовым комплексом и системами ЛА построен по принципу раскрывающегося иерархического меню на разные стороны индикатора при нажатии на МФК, а при повторном нажатии на МФК происходит циклический перебор ее функций, обозначенных символами на экране индикатора напротив МФК, при этом в соответствии с запрограммированной последовательностью действий летчика при исполнении одного действия ему маркированием рекомендуется следующее действие, при этом выполнение всех действий осуществляется без отрыва рук от рычагов управления ЛА путем нажатия кнопки "согласие", расположенной на рычаге управления, в случае согласия летчика с рекомендованным действием, а в случае несогласия - выбором другого действия путем перемещения подвижного маркера по знакоместам МФК с помощью нажатия переключателя "перевыбор", также расположенного на рычаге управления, в стороны (влево, вправо, вверх, вниз) или циклическим перебором функций МФК нажатием на переключатель "перевыбора" (прямо), при запаздывании летчика по выполнению рекомендуемого действия подается звуковой сигнал, синхронизированный с миганием подвижного маркера, а в случае ошибочного выполнения действия оно блокируется с выдачей сообщения речевым информатором и на экран индикатора о причинах его запрещения. The indicated technical results are achieved by the fact that the control system for the airborne complex and aircraft systems is built on the principle of a drop-down hierarchical menu on different sides of the indicator when you click on the MFK, and when you press the MFK again, it cycles through the functions indicated by the symbols on the indicator screen opposite the MFK, this, in accordance with the programmed sequence of actions of the pilot in the performance of one action marking it is recommended that the following action, with all actions are carried out without taking your hands off the aircraft control levers by pressing the “consent” button located on the control lever, in case the pilot agrees with the recommended action, and in case of disagreement, by choosing another action by moving the moving marker over the IFC’s familiarity by pressing the “select” switch ", also located on the control lever, to the sides (left, right, up, down) or by cyclic enumeration of the IFC functions by pressing the" re-selection "switch (directly), when the pilot is late for execution of the recommended action, an audio signal is synchronized with the blinking of the moving marker, and in case of an erroneous execution of the action, it is blocked with a message by the voice informant and on the indicator screen about the reasons for its prohibition.
Таким образом, управление бортовым комплексом и системами ЛА осуществляется дистанционно (без отрыва рук от рычагов управления ЛА с помощью кнопки "согласия" и переключателя "перевыбор", имеющего шесть дискретных положений, включая нейтральное) и автоматизированно с непрерывной "подсказкой" действий путем маркирования обозначений функций МФК в соответствии с заранее запрограммированной последовательностью их выполнения, в которой в силу иерархического построения управления все последующие действия определяются предыдущими. Причем маркирование обозначений функций МФК (как в соответствии с программой, так и выполняемое самим летчиком с помощью переключателя "перевыбора") является предварительной операцией по отношению к нажатию кнопки "согласия" - исполнительной операции. Thus, the on-board complex and aircraft systems are controlled remotely (without taking your hands off the aircraft control levers using the "consent" button and the "re-select" switch, which has six discrete positions, including neutral) and automatically with continuous "prompt" actions by marking signs IFC functions in accordance with a pre-programmed sequence of their execution, in which, due to the hierarchical construction of control, all subsequent actions are determined by the previous ones. Moreover, marking the designations of IFC functions (both in accordance with the program and performed by the pilot himself using the “reselect” switch) is a preliminary operation with respect to pressing the “consent” button - executive operation.
В полете пальцы рук летчика практически всегда находятся на оперативных органах управления: кнопке "согласия" и переключателе "перевыбора", что и обеспечивает их мгновенное нажатие. Кратковременное удержание кнопки "согласия" летчиком в нажатом состоянии приводит к одновременному выполнению всех действий в подчиненной иерархической ветке меню. In flight, the pilot’s fingers are almost always located on the operational controls: the “consent” button and the “re-selection” switch, which ensures their instant pressing. Short-term holding the “consent” button by the pilot in the pressed state leads to the simultaneous execution of all actions in the subordinate hierarchical menu branch.
Учитывая особенности кратковременной памяти человека, число МФК с одной стороны индикатора не должно быть более семи, а у каждой из МФК не должно быть более семи функций. Эти ограничения практически не сужают область применения изобретения, так как иерархия управления даже самыми сложными многофункциональными комплексами ЛА значительно проще. Given the characteristics of short-term human memory, the number of IFCs on one side of the indicator should not be more than seven, and each of the IFCs should not have more than seven functions. These restrictions practically do not narrow the scope of the invention, since the control hierarchy of even the most complex multifunctional aircraft complexes is much simpler.
На чертеже представлены результаты экспериментов на пилотажном стенде по сравнению изобретения ("автоматизированный" способ управления) и прототипа (способ управления с помощью МФК). The drawing shows the results of experiments on an aerobatic bench compared to the invention ("automated" control method) and prototype (control method using IFC).
В качестве примера использования изобретения можно привести трехуровневую иерархическую структуру управления системой индикации, в которой:
первым уровнем являются типы и подтипы индикационных кадров;
вторым уровнем являются режимы и подрежимы управления подтипами индикационных кадров;
третьим уровнем - способы и подспособы реализации выбранных подрежимов управления индикацией.As an example of the use of the invention, we can cite a three-level hierarchical control structure of the display system, in which:
the first level is the types and subtypes of indication frames;
the second level is the modes and submodes of control subtypes of indication frames;
the third level - methods and sub-methods for implementing the selected sub-modes of display control.
МФК для выбора типов и подтипов индикации находятся сверху индикатора, МФК для выбора режимов и подрежимов - справа, способов и подспособов - слева. Причем подменю каждого уровня управления (подтипы, подрежимы, подспособы) выбираются циклическим перебором функций МФК. IFCs for selecting types and subtypes of indications are located on top of the indicator, IFCs for choosing modes and submodes are on the right, methods and sub-modes are on the left. Moreover, the submenus of each control level (subtypes, submodes, sub methods) are selected by cyclic enumeration of the IFC functions.
Таким образом, в начальный момент подвижный маркер находится на каком-либо знакоместе в виде аббревиатур типа индикации. Для перевыбора типа индикации летчик нажимает переключатель "перевыбора" на РУС большим пальцем правой руки влево или вправо. При этом подвижный маркер (например, в виде кольца) перемещается по верхней строке обозначений МФК в заданном летчиком направлении (соответственно, влево или вправо). Для перевыбора подтипа, в выбранном типе индикации, летчик нажимает на переключатель "перевыбора" прямо. Одновременно с нажатием переключателя происходит маркирование прямоугольниками типа и подтипа с автоматическим раскрытием справа соответствующих ему режима и подрежима (также замаркированных прямоугольниками), для которых в свою очередь слева раскрываются способ и подспособ (также замаркированные прямоугольниками) в соответствии с заранее запрограммированной последовательностью действий летчика. Thus, at the initial moment, the movable marker is located on some familiarity in the form of abbreviations of the type of indication. To re-select the type of indication, the pilot presses the "re-select" switch on the RUS with the thumb of the right hand left or right. In this case, the movable marker (for example, in the form of a ring) moves along the upper line of the IFC designations in the direction specified by the pilot (respectively, left or right). To re-select a subtype, in the selected display type, the pilot presses the "re-selection" switch directly. Simultaneously with pressing the switch, the type and subtype are marked with rectangles with automatic disclosure on the right of the corresponding mode and submode (also marked with rectangles), for which, in turn, the method and method (also marked with rectangles) are opened on the left in accordance with a pre-programmed sequence of actions of the pilot.
Аналогичные действия летчик может осуществлять при перевыборе режима-подрежима и способа-подспособа. Для этого подвижный маркер будет перемещаться нажатием на переключатель вверх или вниз, а циклический перебор - прямым нажатием на переключатель "перевыбора". A pilot can carry out similar actions when re-selecting a mode-submode and a method-sub-mode. To do this, the moving marker will move by pressing the switch up or down, and cyclic sorting - by directly pressing the "re-select" switch.
Таким образом, может быть перепрограммирована заново вся последовательность действий, включая все меню и подменю (подтипы, подрежимы, подспособы). Thus, the whole sequence of actions can be reprogrammed anew, including all menus and submenus (subtypes, submodes, sub ways).
Если летчик согласен выполнить все запрограммированные действия, то он нажимает пальцем левой руки кнопку "согласия" на РУДе, при этом "включение" маркируется "поджиганием" фона аббревиатуры МФК, а подвижный маркер в виде "кольца" автоматически перемещается на следующее по программе действие, соответствующее знакоместу обозначения функции МФК. В случае согласия летчика с рекомендацией цикл нажатия на кнопку "согласия" повторяется. If the pilot agrees to carry out all the programmed actions, then he presses the “consent” button on the ORE with his left hand finger, while the “inclusion” is marked by “igniting” the background of the IFC abbreviation, and the movable marker in the form of a “ring” automatically moves to the next action in the program, corresponding to the familiar designation of the IFC function. If the pilot agrees with the recommendation, the cycle of pressing the "consent" button is repeated.
Из проведенных экспериментов на пилотажном стенде следует, что при необходимости одновременного пилотирования и управления бортовым комплексом и системами ЛА изобретение ("автоматизированный" способ) примерно в два раза лучше, чем прототип (способ с помощью МФК) как по производительности действий, так и по точности пилотирования ЛА (см. чертеж). From the experiments conducted on the flight bench, it follows that if it is necessary to simultaneously pilot and control the airborne complex and aircraft systems, an invention (“automated” method) is about two times better than a prototype (method using IFC) both in terms of performance and accuracy piloting aircraft (see drawing).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105378A RU2137678C1 (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Automated method of remote control of on-board complex and systems of flying vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105378A RU2137678C1 (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Automated method of remote control of on-board complex and systems of flying vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2137678C1 true RU2137678C1 (en) | 1999-09-20 |
Family
ID=20203808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98105378A RU2137678C1 (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Automated method of remote control of on-board complex and systems of flying vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2137678C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632241C2 (en) * | 2012-04-24 | 2017-10-03 | Таль | Parametrable automatic piloting system, designed for flying apparatus |
-
1998
- 1998-03-23 RU RU98105378A patent/RU2137678C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632241C2 (en) * | 2012-04-24 | 2017-10-03 | Таль | Parametrable automatic piloting system, designed for flying apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8818580B2 (en) | Interactive dialog device between an operator of an aircraft and a guidance system of said aircraft | |
US9710145B2 (en) | Human machine interface device for aircraft | |
US8159464B1 (en) | Enhanced flight display with improved touchscreen interface | |
US8330732B2 (en) | Method and apparatus for avionic touchscreen operation providing sensible feedback | |
US9007327B1 (en) | Touch interfaces and controls for aviation displays | |
US6128553A (en) | Menu control knob | |
US6668215B2 (en) | Aircraft dialog device, through which a dialog with a system of said aircraft is possible | |
US20170210484A1 (en) | Virtual Aircraft Operations Checklist | |
US10252814B2 (en) | Automatic flight controller, aircraft cockpit, method for operating and automatic flight controller and computer program | |
Degani et al. | Modes in human-machine systems: Constructs, representation, and classification | |
Rouwhorst et al. | Use of touch screen display applications for aircraft flight control | |
JP2011220720A (en) | Input system for on-vehicle use | |
CN112947806A (en) | Man-machine interaction system with vehicle driving assistance function | |
RU2137678C1 (en) | Automated method of remote control of on-board complex and systems of flying vehicle | |
CN103577039A (en) | Method for displaying the geographical situation of an aircraf | |
JP4347903B2 (en) | Input control apparatus and input control method | |
CN103407576B (en) | Method of triggering engine back-up control mode and engine back-up control system | |
Gauci et al. | Design and evaluation of a touch screen concept for pilot interaction with avionic systems | |
RU50689U1 (en) | INFORMATION AND TEAM SYSTEM OF AIRCRAFT | |
US10956016B1 (en) | No look touchscreen panel / CDU | |
US20190102050A1 (en) | Display control device | |
RU2773989C1 (en) | System for operational control of the equipment of a mobile object | |
CN113212773B (en) | Integrated control system and control method for controlling flight mode of aircraft | |
US8166419B2 (en) | Apparatus and method for navigating amongst a plurality of symbols on a display device | |
US20230326355A1 (en) | Device and method for centralized management of an aircraft flight management system |