Почему управление кабиной самолета так сложно?

Я бы сказал, что управление самолетом не сложное, а просто чуждое для вас.

В подавляющем большинстве случаев различные элементы управления в самолете выполняют одну функцию: что-то включают или выключают. На самом деле они довольно просты, но что делает их сложными для вас, так это то, что их так много. Когда вы узнаете о самолетах (особенно современных), вы увидите, что эти отдельные элементы управления сгруппированы по системам, что на самом деле имеет смысл.

Для сравнения предположим, что вы никогда раньше не видели портативный компьютер:

У этой... штуки (помните, вы никогда ее раньше не видели!) только наверху 94 кнопки! Снаружи есть всевозможные маленькие гнезда и вилки. Есть вещи, которые открываются сбоку. Это просто... сложно .

Затем кто-то указывает, что большинство кнопок вверху — это кнопки, которые можно нажимать, чтобы на экране отображалась буква. Это устраняет большую часть загадок из сложного беспорядка наверху, но затем, когда вы начинаете узнавать больше, вы понимаете, что некоторые из менее часто используемых клавиш сгруппированы вместе по функциям. У вас есть клавиши со стрелками, функциональные клавиши, клавиши-модификаторы, элементы управления компакт-диском... Внезапно это перестало казаться таким сложным.

Вы жалуетесь своему другу, что монитор (эй, мы выучили новое модное слово!) маловат, и он предлагает вам подключить внешний монитор. Мы можем это сделать?? Конечно, для этого и предназначен этот порт. Круто, теперь одной загадкой меньше. Это продолжается, и вскоре вы даже можете взять ноутбук другой марки с другими кнопками и в значительной степени разобраться во всем самостоятельно. Вскоре... тайна исчезла, и это всего лишь портативный компьютер.

Так и с самолетами. Новые самолеты проектируются с меньшим количеством переключателей и датчиков. Взгляните на прогресс в самолетах серии Falcon 900:

Сокол 900Б

Сокол 900EX

Falcon 900EX-EASy

С каждой итерацией все меньше и меньше элементов управления и инструментов. Можно даже сказать, что они выглядят менее сложными. Тем не менее, я могу заверить вас, что каждая новая модель имеет гораздо больше возможностей и многому еще нужно научиться, чтобы понять и безопасно управлять самолетом. У каждого из них есть все возможности предыдущей модели, а также дополнительные функции и многое другое для изучения. В некоторых системах больше нет переключателей или циферблатов, и вам нужно просматривать различные меню, чтобы получить к ним доступ.

Внешность обманчива.

Как было указано в предыдущем ответе, кабина — это пользовательский интерфейс. Я считаю, что практически невозможно разработать любой пользовательский интерфейс, удобный как для новичков, так и для опытных пользователей, и я сомневаюсь, что вы действительно захотите это сделать. Например, в легком однодвигательном самолете с одним топливным баком один переключатель включения/выключения топлива понятен новичку и достаточен для опытного. Тот же самый самолет может не иметь гидравлической системы, поэтому нет необходимости в гидравлическом управлении.

Теперь рассмотрим самолет с девятью топливными баками, четырьмя гидравлическими системами и восемью гидравлическими насосами. Возможно, вы могли бы спроектировать его так, чтобы, когда все работает, работал бы один переключатель включения / выключения для топлива и другой для гидравлики. Однако, если вы над океаном с более чем 400 душами на борту, вам нужно больше, чем все работает нормально или все не работает нормально. Вам нужна возможность поддерживать работу части систем, даже когда часть из них вышла из строя, а для этого вам нужна информация о каждом компоненте и возможность контролировать и/или изолировать каждый компонент, не говоря уже о понимании компонентов и того, как они работают. вместе, и как сбой одного может повлиять на сбой другого.

Было бы неразумно ожидать, что новичок будет разбираться с отказами отдельных компонентов системы, и было бы безответственно ставить новичка во главе такой ситуации. Таким образом, с самого начала мы можем и должны отказаться от попыток сделать систему удобной для новичка.

Таким образом, у нас может быть система, которая кажется непонятной новичку, но она такова и кажется достаточно сложной для человека, работающего с ней ежедневно.

Первым самолетом, на котором я регулярно летал как лицензированный пилот, была Cessna 150. Он быстро стал нужного размера. Однажды я решил, что хочу вылететь на Cessna 172, и этот самолет был «большим самолетом» для первого или двух полетов. Когда я выписался из 182-го, у меня были сложности с управлением винтом и манометром коллектора. Хм, мне это действительно нужно? С годами самолеты становились больше, но я обнаружил, что пришел к выводу, что самолет, на котором я летал, как раз подходящего размера и не более сложный, чем это необходимо для выполнения поставленной задачи.

Когда они использовали Боинг 747 для перевозки одного пассажира, кинозвезды Рока Хадсона, обратно в США, когда он упал в обморок в Париже, я не подумал, что это странно. Это был просто самолет, и Боинг-747 был именно тем самолетом, который подходил мне по размеру.

99 % информации, предоставляемой всеми этими датчиками, и 90 % возможных положений всех этих органов управления не нужны в обычном полете. Вы МОЖЕТЕ взлетать, летать и приземляться, используя только те инструменты, которые используются на сверхлегких самолетах (или меньше, если вы думаете о парамоторах). Но если что-то пойдет не так или если вам нужно немного повысить эффективность, вам понадобится хотя бы часть этой дополнительной информации и дополнительного контроля, и вы не знаете, какие вещи вам понадобятся, пока что-то не пойдет не так, так что все предоставлена.

Точно так же многие люди, которые форсируют трамваи для участия в гонках, установят множество дополнительных датчиков и элементов управления, которые нормальные водители не хотят или не нуждаются в них. Мониторы температуры для определенных частей автомобиля, переключатели для различных клапанов и датчиков и т. д.

Управление самолетом не должно быть сложным. Вот типичная панель управления современным планером:

Эти инструменты:

• (вверху слева) Вариометр (показывает относительный набор высоты/падение, действительно полезен только для планеров)
• (вверху в центре) Скорость полета (обязательно)
• (вверху справа) Еще один вариометр (в этом самолете один механический, а другой электронный)
• (внизу слева) Альтиметр (обязательно)
• (в центре) Компас (обязательно)
• (внизу в центре) Температура
• (внизу справа) Управление УКВ-радио

Инструменты, помеченные выше (обязательные), являются минимумом, необходимым для любого самолета. Элементы управления, не показанные на этом рисунке:

• Ручка управления
• педали руля
• Воздушные тормоза
• Рычаг посадочного колеса

Теперь у планеров обычно нет двигателей, систем наддува кабины, гидравлических органов управления, топливных насосов, автопилота, навигационных систем (ILS, VOR, DME и т. д.), КВ-радио, громкой связи, пожаротушения и так далее. В частности, современный реактивный двигатель (просто двигатель) чрезвычайно сложен и имеет множество возможных управляющих воздействий.

В отличие от дорожного транспортного средства, если что-то пойдет не так в самолете во время полета, пилот не может просто съехать на обочину и позвать на помощь (даже просто выйти и заглянуть в моторный отсек). Пилоту необходим полный контроль над всеми системами самолета непосредственно из кабины, чтобы иметь возможность безопасно управлять самолетом в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Существует большая разница в разработке пользовательского интерфейса для новичка и эксперта. Большая часть проектирования самолетов предназначена только для экспертов, и конструкторы готовы пройти крутую кривую обучения, если это повысит эффективность, простоту и безопасность, как только кто-то приобретет опыт.

я бы еще отметил:

• Меньше элементов управления не означает проще. Например, в автомобиле сенсорный дисплей может раздражать гораздо больше, чем красивый набор ручек.
• Привычки легче формировать с помощью различных видов контроля и мест. Дизайнеры часто намеренно заставляют разные элементы управления выглядеть и чувствовать себя по-разному. Например, вы не хотите путать ручку переключения передач и ручку закрылков, поэтому они имеют разные формы. Сначала это может показаться слишком запутанным, но на самом деле помогает укрепить мышечную память.
• Расположение органов управления само по себе может быть очень важным. Ручки и переключатели на потолке, скорее всего, будут использоваться реже, и поэтому не обязательно должны находиться в прямой видимости.

Как указывали другие, у вас может быть довольно простая приборная панель, если вы используете минимум необходимых инструментов на самом простом самолете.

Я подозреваю, что вас больше интересуют самолеты с такими панелями, как эта:

Когда мы думаем об этих самолетах, вы на самом деле видите «упрощенную» версию — или, по крайней мере, стандартизированную версию.

Со стороны пилота (слева) шесть штатных пилотажных приборов: указатель воздушной скорости, авиагоризонт и высотомер в верхнем ряду, координатор разворота, гироскоп направления и указатель вертикальной скорости в нижнем. Эти шесть инструментов в этой компоновке являются «стандартным набором из шести штук», и, не вдаваясь в подробности того, что делает каждый из них, достаточно сказать, что это те инструменты, к которым пилот будет чаще всего обращаться в полете, поэтому дизайнеры поместили их прямо перед пилотом.
В нижней части боковой панели пилота находятся выключатели для таких вещей, как внутреннее и внешнее освещение, а также ключ-выключатель для зажигания (у этого конкретного самолета около 10 переключателей — все они промаркированы, хотя вы не можете прочитать этикетки). в этой картине).

Со стороны второго пилота (справа) есть еще куча датчиков, связанных с работой двигателя (эквивалент указателя уровня топлива, давления масла, температуры охлаждающей жидкости и тахометра в спортивном автомобиле), и два ряда. автоматических выключателей (в отличие от автомобиля, где блок предохранителей спрятан, в самолете вам может потребоваться сбросить выключатель или заменить предохранитель в полете, чтобы они были доступны и, как и выключатели, все они помечены) .
Большую часть времени вы будете лишь изредка поглядывать на эту сторону панели во время полета - так как вам не нужно смотреть на эту информацию все время, пока она отложена "в сторону".

Внизу по центру находится «стек радио» - компас (вверху) и куча радио для навигации, связи и идентификации УВД. Не "нужно", а полезно.
Между сиденьями вы видите клапан для контроля топлива (большая красная штука) и дроссель (черный рычаг между сиденьями).

Хотя поначалу панель может показаться пугающей, важно то, что она довольно хорошо стандартизирована: вы можете прыгнуть в другой самолет, осмотреться в течение нескольких минут и примерно знать, где что находится и как с этим работать. Даже не имея большого (какого-либо?) опыта, вы, вероятно, сможете найти все те же инструменты примерно в одном и том же месте на этой чуть более прочной панели — самое большое отличие состоит в том, что вместо ручек есть «рычаги управления» и добавлено несколько навигационные радиостанции и приборы. Даже эта панель DC-3 очень похожа на первую панель выше, хотя это гораздо более сложный самолет. ( Оригинальное изображение панели DC-3 находится здесь — нажмите и посмотрите полноразмерную версию, вы можете прочитать все этикетки).

В этом плане компоновка панели самолета аналогична приборной панели автомобиля: можно всю жизнь ездить на Ford Mustang (первая панель), но если сесть в BMW 5-й серии, органы управления и приборы будут знакомы вам (вторая панель). Если кто-то уронил вас в снегоочиститель (панель DC-3), вам может понадобиться несколько минут, чтобы осмотреться и убедиться, что вы знаете, где что находится, но вы сможете выбрать основные элементы управления и датчики и узнать, что они означают. все умеют (что ни в коем случае не означает, что вы справитесь с вождением снегоуборщика и даже больше, чем я с управлением на DC-3, просто передача большого количества знаний).

Я проигнорировал самолеты со «стеклянными панелями» в этом обсуждении, но если вы посмотрите на их кучу, вы обнаружите, что все они имеют схожую компоновку (большой искусственный горизонт с «лентами», показывающими скорость полета, высоту и курс). .

Крушение поезда в Веденсвиле (Швейцария) в 1948 году, вероятно, объясняет, почему «задачно-ориентированные интерфейсы» могут быть на самом деле опасны.

Этот поезд имел одинаковое управление как для ускорения, так и для замедления с помощью электрического двигателя в зависимости от положения отдельного переключателя. Действительно, вы либо ускоряетесь, либо замедляетесь, но никогда не делаете и того, и другого. Зачем иметь два отдельных элемента управления? Крошечный переключатель выглядит достаточно.

Однажды на крутом спуске водитель не смог выбрать правильное положение этого переключателя и вместо торможения включил полную мощность. 21 убит. Если бы у него было два совершенно разных органа управления для торможения и ускорения, такая ошибка была бы гораздо менее вероятной.

Таким образом, там, где это целесообразно, может быть лучше иметь больше элементов управления, которые никогда не меняют свою функцию и всегда выполняют (или отображают) одно и то же.

Дизайн пользовательского интерфейса сложен . Невероятно сложный. На предыдущей работе моя компания конкурировала на потребительском рынке с известной компанией с аэрокосмическим опытом. Это было видно: их потребительские товары выглядели такими же сложными, как и эти кабины. У нас этого не произошло, потому что ведущий дизайнер был исключительным (вспомните гения пользовательского интерфейса уровня Apple). Мы многому научились у конкурентов, поняв, как этот интерфейс мешает, а не помогает.

Означало ли это, что наш продукт был проще, мог делать меньше? Нет, на самом деле нет. Основная причина заключалась в том, что наш пользовательский интерфейс был ориентирован на задачи, а не на функции.

Если вы посмотрите на изображения Falcon выше, вы увидите небольшое изменение. Классический кокпит функционально ориентирован. Для всего, что нуждается в управлении, есть циферблат. И с большим количеством функций есть много циферблатов. Довольно много дисплеев дублируются, потому что дублируется оборудование. Возьмем пример Терри, если у вас 8 топливных баков, будет 8 манометров.

Тем не менее, вы часто используете эти 8 указателей уровня топлива вместе, редко по отдельности. Например, задача «проверить остаток топлива» суммирует результаты; задача «проверить распределение веса» фокусируется на различиях, а не на сумме. Пользовательский интерфейс, ориентированный на задачи, работает лучше, если он фокусируется на этих задачах.

Дополнительным преимуществом является то, что в сочетании со стеклянными кабинами вы можете создать большой пользовательский интерфейс для текущей задачи, поскольку одно и то же пространство можно повторно использовать для других задач в другое время. Классические наборы кнопок и переключателей имеют статическую компоновку и должны занимать доступное пространство.

В качестве примера этого ориентированного на задачи пользовательского интерфейса рассмотрим AF447. Пилоты столкнулись с информационной перегрузкой, не могли определить ни задачу, которую необходимо выполнить (выйти из сваливания), ни данные, необходимые для этого. Тем не менее , любой пилот, когда его спрашивали, мог рассказать вам, как выйти из сваливания, и самолет определенно знал, что он в сваливании.

К счастью, есть надежда. Использование контрольных списков хорошо зарекомендовало себя. Они тесно связаны с задачами. Не идентичные, некоторые контрольные списки объединяют несколько задач, потому что они выполняются на одном и том же этапе полета, но по разным причинам. Тем не менее, основная концепция заключается в том, что вы выполняете набор проверок и действий, которые вместе достигают одной цели. Эта концептуальная модель, расширенная на все задачи, должна определять кабину, а не столько физическое оборудование.

Следуя цепочке рассуждений, изложенных автором MSalters, хотелось бы добавить пару моментов.

• Во-первых, нет давления со стороны рынка на то, чтобы интерфейсы стали простыми. С автомобилями, лодками и другими транспортными средствами «обычные» пользователи с минимальной подготовкой должны иметь возможность управлять ими, поэтому производители автомобилей и лодок заинтересованы в том, чтобы сделать свой продукт как можно более простым для понимания. Некоторые делают это лучше, чем другие, но сравнение средней приборной панели старых автомобилей с новыми автомобилями сильно изменило ситуацию. В отличие от самолетов, прямо говоря, уже принято считать, что пилоту нужно много тренироваться, поэтому сильного давления с целью упростить управление и переложить работу на компьютер (от функции к задаче) просто нет.
• Во-вторых, авиация должна жить с огромными ожиданиями в отношении безопасности. Одним из результатов этого является - по словам только одного эксперта, с которым я обсуждал это... - что при разработке самолетов изменение аппаратного/программного обеспечения на стороне управления не производится, за исключением случаев крайней необходимости. Зачем менять то, что работает? (даже если он такой же продырявленный, как голландский сыр) И как вы можете изменить его, если существует огромный контрольный список того, что должен (по закону) делать пилот-человек (независимо от того, компьютер лучше подходит для этой задачи).
• И, наконец, поскольку пилоты проходят такую ​​исчерпывающую подготовку, становится еще труднее вводить новшества в полевых условиях, поскольку люди, которые тратят много времени на изучение чего-либо, с меньшей вероятностью откажутся от этого. Таким образом, создание самолета, на котором можно было бы научиться пилотировать в два раза быстрее, было бы бессмысленно, так как старшие отказывались бы его пилотировать, а младшие все равно знали бы, как пилотировать старые самолеты.

Ну ладно, всего несколько мыслей с точки зрения UX/рынка.

На протяжении десятилетий теория проектирования самолетов ставила надежность превыше всего. Как уже говорилось в других ответах, вы не можете просто остановиться на обочине, если у вас возникнут проблемы в полете. Взлет не является обязательным; посадка обязательна.

При таком базовом мышлении кабины самолетов разрабатываются с учетом нескольких основных принципов:

• Полный контроль. Согласно правилам FAA, каждая электрическая система на борту самолета должна иметь возможность включаться и выключаться из кабины, даже если единственный способ сделать это — использовать панель выключателя. Бывают случаи, когда один прибор создает помехи другому или когда один прибор дает сбой и посылает неверные сигналы наземному персоналу. В таких случаях нарушающий инструмент должен быть отключен. Кроме того, инструменты необходимо настраивать и даже перекалибровывать в полете, поэтому такая возможность должна быть частью их пользовательского интерфейса. Наконец, короткое замыкание в полете может привести к разрядке аккумулятора или перегрузке генератора, поэтому необходимо отключить пострадавшую систему с помощью панели выключателя, чтобы остановить короткое замыкание.

• Непревзойденная надежность. Опять же, вы не можете просто съехать на обочину и вызвать эвакуатор, когда ваша сверхпричудливая система дистанционного управления решает сделать перерыв в полете. Каждый переключатель, кнопка и дисплей в кабине должны быть рассчитаны на тысячи часов использования.

• Проверенная технология важнее новой сладости. Предыдущий пункт имеет тенденцию отдавать предпочтение конструкциям с устоявшейся родословной, от целых планеров, таких как почтенная Cessna 172, вплоть до проектирования и производства тумблеров для внешнего освещения. В мире авиации нельзя просто так появиться с модным новым сенсорным экраном и сделать бесполезным все, что было до него. Мы до сих пор используем приборную технику, которая была стандартной для самолетов к концу Первой мировой войны почти столетие назад.

• Модульная простота. В рамках одного пилотажного прибора все, что касается этого прибора, должно быть интуитивно понятным тому, кто имеет базовые знания о том, как должно функционировать это устройство, и эти знания должны быть как можно более общими. Это позволяет увеличивать общее количество дополнительных пилотажных приборов и других элементов управления по мере усложнения самолета и усложнения условий, в которых он летает, без ущерба для этой базовой простоты.

Эти общие концепции поддаются дизайну кабины, где есть уникальный дисплей для каждой части информации, которую вам нужно знать, и уникальный переключатель, кнопка, ручка или рычаг для каждой задачи, которую вам может понадобиться выполнить.

Для планера это немного; Помимо манипулирования поверхностью полета, важны ваша воздушная скорость, высота, скорость снижения и несколько других измерений, и для разговора с кем-либо за пределами самолета вам понадобится радио, но поскольку нет двигателя, нет дроссельной заслонки, нет ручки смеси, нет тахометра и нет датчика давления масла.

Все эти элементы управления и датчики становятся необходимыми, когда у вас есть двигатель, а также переключатель магнето для управления системой зажигания, но эти дополнительные элементы управления - все, что вам нужно в чем-то вроде сверхлегкого самолета, где вы просто летите днем ​​в хорошем состоянии. погода.

Летая ночью, теперь вам нужно управлять ходовыми и посадочными огнями, а также освещением кабины и панели в кабине.

Летая в плохую погоду, нужно еще несколько инструментов, вроде авиагоризонта и навигационных систем либо на базе наземных радиостанций, либо со спутников.

Добавление дополнительных функций силовой установки требует средств для их управления; гребные винты с переменным шагом (с постоянной скоростью) требуют управления шагом лопастей в кабине, обычно рядом с дроссельной заслонкой. Добавление второго двигателя означает, что вам понадобится второй дроссель, ручка смеси и датчики тахометра/масла. Переход на реактивные двигатели означает, что вам понадобится батарея дополнительных устройств контроля, а до появления компьютерной автоматизации для этого требовалось, чтобы третий человек сидел в кабине экипажа только для наблюдения и обслуживания реактивных двигателей большого авиалайнера.

Как видите, сложность кабины увеличивается по мере увеличения сложности машины. Современный авиалайнер — действительно очень сложная машина, с сотнями или тысячами миль электропроводки в современном планере с дистанционным управлением, таком как A380 или 787. 172 — не так уж много, по сравнению с этим. Легкий спортивный самолет может быть совершенно похож на автомобиль; тахометр, спидометр, температура двигателя, указатель уровня топлива... кроме высотомера, практически все, к чему у вас есть доступ в спортивном самолете, имеет прямой аналог в вашем автомобиле.

Не существует единой единой философии проектирования кабин самолетов. Кабина — это «пользовательский интерфейс». Некоторые из них просты в использовании. Другие мощные, но сбивающие с толку новичков. Некоторые внедряют стандарты, чтобы знание одного можно было применить к любому. Некоторые представляют собой мешанину, не имеющую последовательности внутри себя. Некоторые начинают с выразимой цели, но не достигают ее. Некоторые из них представляют собой утилитарные объекты с элементами управления и индикаторами в регулярном шаблоне или шаблонах, независимо от того, как они понимаются или используются. Во многих случаях одно намерение в начале проектирования сливается с другими идеалами, требованиями, неформальными нормами и тому подобным. Дешевизна и простота строительства, а также простота обслуживания в течение десятилетий — такие же насущные требования, как и любые другие.

В современном транспортном самолете Боинг у пилота и второго пилота есть полукруглое «колесо», которое поворачивается влево и вправо, чтобы отклонять элероны и регулировать скорость крена. Колесо оттягивается назад или толкается вперед, чтобы отклонить рули высоты, которые контролируют угол атаки крыла самолета и, таким образом, с учетом тяги двигателя, скорость транспортных средств, если им позволяют стабилизироваться.

Колеса и несущие их колонны связаны между собой, поэтому перемещение одного элемента управления приводит к перемещению другого. Если только какая-то механическая неисправность не заблокировала его на месте, в этом случае намеренно разрываемое звено может быть разорвано силой, что позволит им двигаться независимо.

Обратите внимание, что один и тот же физический объект производит два разных вида эффекта: один - скорость с нулем около середины, другой - положение, которое физика заставляет контролировать скорость с нулем за пределами одной крайности (скорость), интуитивно не связанная с ним. . На скорость также очень сильно влияет положение дроссельной заслонки двигателя.

В современном транспортном средстве Airbus одноручная рукоятка на внешней стороне каждого сиденья поворачивается у его основания, как бы «направляя» самолет так или иначе, но физика по-прежнему отделяет эффект крена, скорость, от эффекта. шага, положение, которое при равновесной скорости управления является узким, но не интуитивно очевидным. Однако рукоятка капитана не двигает рукоятку второго пилота, поэтому нет визуальной или тактильной связи между положением одного органа управления и другим. Если каждый из них перемещается в направлении, противоположном другому, результатом будет нулевая скорость крена и нулевой угол тангажа.

В General Dynamics (теперь Lockheed) F-16 справа от сиденья пилота есть ручка для одной руки, которая не двигается (каким-либо значительным образом), но чувствует направление, в котором пилот нажимает на нее, и перемещается в том же направлении. поверхности управления для достижения того же управления по тангажу и крену.

Когда были изобретены «слепые» летательные аппараты для ночи и плохой погоды, власти Великобритании уточнили, что все самолеты, купленные британским правительством, будут иметь свои слепые летательные аппараты в стандартной компоновке 2 ряда на 3 столбца. Когда компания deHavilland проектировала Mosquito, самый быстрый в мире серийный истребитель-бомбардировщик того времени, они разработали приборную панель, установив панель какого-то другого самолета посередине и добавив дополнительные переключатели, циферблаты и т. д. на дополнительных панелях слева, справа и снизу. базовый 6". «Позаимствованная» панель изогнута вверху, чтобы соответствовать верхней части фюзеляжа какого-нибудь самолета, но не Mosquito. Каждый построенный Mosquito имеет панель с такой же несоответствующей кривой. Довольно забавно, когда знаешь, что нужно искать.

Культурные нормы также играют большую роль. ВВС США изучили индикаторы с подвижной лентой / фиксированной стрелкой в ​​​​1960-х годах и пришли к выводу, что пилоты могут работать с ними более точно, чем с круглыми приборами с «паровым манометром». Но они стоят дороже из-за меньшего объема, большего количества движущихся частей, они не помещаются в простое круглое отверстие в панели, и они «другие». В современных стеклянных кабинах имитируются движущиеся ленты с фиксированными стрелками и имитация циферблатов с движущимися стрелками. Инструменты для некоторых из кабины SpaceShip One были горизонтальными графиками на портативном компьютере, которые, возможно, были историями времени с вертикальными амплитудами...

Короче говоря, авиация, особенно на коммерческом уровне, немного сложнее, чем автомобиль или другое транспортное средство, и даже эти другие интерфейсы транспортных средств сложны, если вы с ними не знакомы.

В автомобиле может быть множество предметов, которые пугают любого незнакомого человека, и, как и в кабине самолета, их так много, что невозможно «логически» расположить или исключить большинство из них. Для чего нужны индикатор напряжения аккумулятора, тахометр и указатель температуры масла? Что такое подрулевые переключатели? Что такое одометр и зачем он в машине, в которой уже есть GPS-навигация? Почему у меня отдельный ножной и стояночный тормоз? Что делает эта кнопка телефона Bluetooth? Тогда даже не рассказывайте мне о некоторых экзотических элементах управления в гоночных автомобилях, электромобилях, гибридных автомобилях, информационно-развлекательных устройствах и т. д. Так же, как автомобиль может быть сложным, я также ожидаю, что кабина будет знакома тому, кто имеет опыт работы с ней. это, но сложно для тех, кто этого не видел.

При этом авиационные кабины сложнее по нескольким причинам, которые не полностью освещены в других ответах:

Навигация, связь и т. д. более сложны, чем другие транспортные средства.

Авиация требует некоторых из тех же задач, что и автомобиль, но работает более сложным образом. Упрощение этих средств контроля часто требует изменения всей авиационной отрасли для согласования и упрощения технологий, которые были приняты в разное время, для разных целей, с разными преимуществами и видами отказов. Например, вместо GPS и счисления пути, которые являются единственными опциями навигации, как в вашем автомобиле, в самолете вы можете иметь GPS, VOR, DME, ADF, ILS, а иногда даже другие опции навигации, каждая со своими индикаторами и органами управления. Вместо того, чтобы просто использовать беспроводное Bluetooth-соединение для связи, теперь у вас есть возможность устанавливать коды транспондеров, настраивать резервную частоту и проверять идентификатор азбуки Морзе станции, на которую вы звоните, а также возможные параметры передачи данных, такие как АКАРС. На изображении ниже показан пример того, насколько сложным может быть такой радиостек. Вместо климат-контроля для вас и, возможно, даже отдельных для пассажира, теперь у вас также есть отдельные элементы управления для салона и грузового отсека. Вместо светового индикатора предупреждения о слепых зонах у вас есть TCAS и ADS-B, которые помогут вам избежать движения. Не все самолеты такие сложные. Более простые транспортные средства, такие как планеры, имеют меньше таких сложных элементов управления.

Есть много функций, которые довольно эксклюзивны для авиации.

Можно сказать, что в силу самой природы авиации управление более сложное. Из-за плохой видимости при полете вам нужны дополнительные индикаторы, такие как искусственный горизонт. Есть индикаторы дополнительных степеней свободы, таких как скольжение, угол атаки и высота. Точно так же у вас есть больше конфигураций управляющих поверхностей, таких как закрылки, шасси и скоростные тормоза в самолетах, чем в других видах транспорта. Опять же, многие из этих дополнительных усложнений не нужны на более простых самолетах, таких как планеры и сверхлегкие самолеты.

Кроме того, есть дополнительные функции для управления техническим обслуживанием, которые усложняют кабину. Как отмечали другие, если в машине или на лодке почти что-то сломается, вы можете быстро добраться до безопасного места. В самолете это не так. Таким образом, вам нужны резервные резервные дисплеи, более сложные средства управления расходом топлива, огнетушители, дополнительные датчики для предупреждения об опасных ситуациях, такие как датчик температуры турбины, и функции безопасности для отключения неработающих систем, таких как автоматические выключатели и средства управления флюгированием. Таким образом, для обеспечения безопасности вам может понадобиться ручное управление для вещей, которые могут быть автоматическими, дополнительные дисплеи и индикаторы, а также дополнительные кнопки и переключатели для активации функций безопасности.

Короче говоря, кабины самолетов сложны по нескольким причинам. Во-первых, они вам незнакомы и поэтому, конечно, кажутся чуждыми и запутанными. Во-вторых, авиация разработала несколько сложных и часто избыточных устройств для выполнения даже простых задач, таких как навигация, поэтому упрощение пользовательского интерфейса будет включать либо удаление важных функций, либо стандартизацию, группировку и унификацию отраслевых технологий для устранения избыточности при сохранении всех сильных сторон каждого из них. В-третьих, авиация как отрасль сложнее. Навигация с шестью степенями свободы на большой высоте в условиях нулевой видимости требует немного большей сложности. Наконец, высокие требования к безопасности в авиации требуют большего количества органов управления и индикаторов для обеспечения безопасного полета даже в нестандартных условиях и режимах отказа.

Философия дизайна такова:

1. Работа каждого элемента управления или индикатора должна быть максимально надежной и максимально простой в использовании. То, что в некоторых кабинах так много элементов управления и дисплеев, является отражением количества вещей, которые необходимо контролировать или контролировать.

2. Разместите самые важные вещи на самом видном месте, чтобы их было легко достать или чтобы к ним можно было обратиться. Для некоторых вещей это означает дублирование как для пилота, так и для второго пилота, увеличивая общее количество предметов.

3. Если это критично для безопасности, убедитесь, что у него есть резервная копия. Это может еще больше увеличить количество элементов управления и дисплеев.

То, что для неспециалиста выглядит как беспорядок, на самом деле имеет логику. Когда вы поймете логику и назначение различных элементов управления и дисплеев, вы обнаружите, что существуют группы и стандартные положения для определенных элементов. Например: самолеты с сидениями бок о бок всегда размещают органы управления двигателем на консоли между пилотом и вторым пилотом. Приборы двигателя обычно размещают над центральной консолью. Спереди и по центру для летчика находится авиагоризонт (аэрогоризонт). Вокруг него сгруппированы соответствующие инструменты: указатель высоты, указатель воздушной скорости, указатель курса, скорость набора высоты, разворот и крен; для этих инструментов существует не более пары стандартных раскладок. Единственными другими элементами управления/инструментами, которые могут выглядеть занятыми, являются радио и навигационное оборудование, которые часто размещаются над центральной консолью. над или под приборами двигателя. Другие элементы управления и индикаторы будут иметь менее стандартное размещение, поскольку они могут быть специфичными для типа или модели самолета.

Для чего это стоит: я получил лицензию частного пилота много лет назад, налетал очень мало часов, летал только на Cessna 152 172 и паре моделей одномоторных Piper. Все эти самолеты имеют относительно простые панели управления. Тем не менее, я могу посмотреть на панель приборов 747-го и, потратив немного времени, разобраться, для чего там все. Это из-за стандартизации компоновки панелей и стандартизации маркировки приборов. Искусственный горизонт всегда распознается как таковой, как и высотомер, индикатор воздушной скорости и т. Д. Приборы двигателя обычно (хотя и загадочно) помечены параметром, который они указывают.

Есть прогресс, взгляните на ICON A5 и элементы управления в кабине Cirrus Vision SF50 .

И я согласен, что многие предполетные проверки и контроль можно было бы упростить или проверить с помощью компьютера.

Большая разница между автомобилем (простой интерфейс) и самолетом в том, что если с машиной что-то не так, вы ее оттягиваете в сторону, а с самолетом сбрасываете с неба :( хотя у автожира вроде Кавалона такой проблемы нет :)