JP5475638B2 - 航空機の表示装置および表示装置構成 - Google Patents

Description

本発明は、航空機の表示装置および表示装置構成に関する。

民間航空機の操縦室の表示装置構成には、通常、機長および副操縦士の前にそれぞれ設置された、同一のプライマリ計器の２枚のパネルが含まれる。パネルの形状によっていくつかの計器を異なって配置する必要がある場合があるが、両方のパネル上の計器構成は、できるだけ同じようにする。セントラルパネルには、機長および副操縦士の両方が見ることができるセカンダリ計器のアレイが含まれる。ほとんどの航空機では、プライマリ計器は、いくつかの離散的な別々の計器から構成され、それらは、文字盤と移動指針の表示装置を有することがあり、またはＣＲＴ表示装置、マトリックスアレイＬＣＤ表示装置などから構成されるものなど、電子表示装置であることがある。電気機械式表示装置を、いくつかの異なる機能を表す電子式表示装置によって置き換えることがトレンドである。

航空機の操縦室の表示装置構成は、各操縦士の前にある２枚の別々の４：３表示パネルを用いることが知られている。各表示パネルは、異なるセットの情報を表示するために専用に設けられる。一方のパネルが航空機の姿勢、高度、速度および方向に関する情報を表示することができ、他方のパネルが、ナビゲーション情報、またはレーダ気象画像を表示することができる。これらのパネルの一方または他方の故障の際、故障したパネルがそれまで表示していた情報が飛行により重要である場合には、その情報を表示するように、残されたパネルを切り替えることが可能である。これによって、ある程度の冗長性が得られるが、もはや情報のすべてを操縦士に提示することができるわけではないという欠点がある。この構成は、より重要な情報を表示するが、なんらかの情報を失うことは、大きな欠点である。

本発明の目的は、向上した航空機の表示装置および表示装置構成を提供することである。

本発明の一態様によれば、各操縦士の前に配置されるプライマリ計器の表示領域を含む航空機の操縦室の表示装置構成が提供され、このプライマリ計器の表示領域は、単一のワイドスクリーンフォーマットのパネル表示装置と、プライマリ飛行情報およびナビゲーション表示情報の両方を同じスクリーン上に提示するように構成された、二重に冗長化された表示装置駆動エレクトロニクスとを含む。

本発明の他の態様によれば、二重化された表示装置ドライバエレクトロニクスを含んだハウジングと、ハウジングの１つの面上に取り付けられた表示スクリーンパネルとを含んだ航空機の操縦室の表示計器ユニットが提供され、スクリーンは、水平に向くように構成されたワイドスクリーンフォーマットを有し、表示装置ドライバエレクトロニクスは、スクリーンの１つの領域中にプライマリ飛行情報を提示し、スクリーンの他の領域中にナビゲーション情報を提示するように構成される。

本発明の他の態様によれば、フラットパネル表示スクリーンを航空機中に改装して取り付ける方法であって、付属の計器とともに既存のパネルを取り外すステップと、この計器上のコネクタからの配線上のコネクタを切り離すことによって、この計器に伸びた配線を切り離すステップと、ワイドスクリーンのパネル表示ユニットを支持するように構成された新パネルで既存のパネルを置き換えるステップと、フラットパネル表示ユニットに関連した嵌め合いコネクタに、配線上のコネクタの少なくともいくつかを再接続するステップとを含む方法が提供される。

ここで、航空機の表示装置および表示装置構成を、例として、添付図面を参照して説明する。

典型的な従来の民間航空機の操縦室の計器レイアウトの正面図である。 本発明による表示装置構成を含んだ計器レイアウトの正面図である。 表示ユニットの斜視図である。 表示ユニット用の取り付けトレイの斜視図である。 表示ユニットの接続構成を概略的に示す図である。 表示ユニット内のエレクトロニクス構成を概略的に示す図である。 典型的な表示フォーマットを示す図である。

図１に示す操縦室の計器表示装置レイアウトは、ボーイング７３７−３００／５００型航空機のためのものである。表示装置レイアウトは、３つの主な領域を含む。左側領域１は、パネルＰ１上にあり、機長の前に設置され、プライマリ計器を含む。右側領域２は、パネルＰ３上にあり、副操縦士の前に設置され、左側領域１にあるのとできるだけ同じ構成で配列された実質的に同じプライマリ計器を含む。中央領域３は、パネルＰ２上で左側領域１と右側領域２の間にあり、両方の操縦士が見ることができる場所に配置された単一のセットのセカンダリ計器を含む。左側領域１中の１０〜１６で示された様々な計器、および右側領域２中のそれらと同等な計器２０〜２６は、すべて別々の個別のユニットから構成され、それぞれは、フロント表示パネルを有したハウジングを含む。これらの計器のそれぞれへの接続は、別々のコネクタによってなされる。

ここで図２を参照すると、本発明による表示装置レイアウトが示されている。中央領域１０３は、図１の気象表示レーダ３０がプライマリ計器中に統合されていることを除き、図１の中央領域３と実質的に同一である。左側領域１０１中に、前の領域１の計器１０〜１６がすべて単一の統合表示ユニット１１０に置き換えられており、右側領域２中の同等の計器２０〜２６が領域１０２中の第２の表示ユニット１２０に置き換えられている。これら２個の表示ユニット１１０および１２０は、それらのハードウェアに関する限り、両方とも同一であり、したがって左側のユニット１１０だけを詳細に説明する。図３から分かるように、ユニット１１０は、長方形のハウジング１１１を有し、その前面上に、表示をもたらすフラットＡＭＬＣＤ表示パネル１１２を支持している。ユニット１１０は、図４に示すように、取り付けトレイ２００によって操縦室内に支持される。

トレイ２００は、スチールをプレス加工して作られ、表示ユニット１１０の下面上に上向きに冷却空気を送るように構成された２個の冷却ファン２０３を支持する平らな床面２０２を有した前方開口部２０１を含む。後部壁２０４および中間壁２０５は、トレイ２００を横切って伸びて、垂直に配置され、中間壁は、後部壁から前方に隔置されて後部配線区画２０６を形成している。中間壁２０５は、表示ユニット１１０のハウジング１１１の後部面上にある嵌め合いコネクタ（図示せず）と押し込み式で接続されるようになされた２個のＡＲＩＮＣ型コネクタ２０７および２０８を支持している。中間壁２０５上のこれら２個のコネクタ２０７および２０８は、後部配線区画２０６内に延在した配線束２０９の一方端部と壁の後側で接続される。配線束２０９は、区画２０６内の床面２０２中に取り付けられた１５個のコネクタ２１０のアレイとそれらの他方端部で接続される。床面に取り付けられたコネクタ２１０は、床面２０２の下側でアクセスでき、個別の計器１０〜１６および２０〜２６に以前接続されていたケーブルの端部にあるコネクタと嵌め合うように構成される。

図５に、表示ユニット１１０への接続構成を示し、このユニットがコネクタ２０７および２０８を介して相互接続される様々なコネクタ２１０を示す。

図６に、表示ユニット１１０の内部を概略的に示す。表示パネルまたはスクリーン１１２は、水平方向寸法が１３．２インチ（３３５ｍｍ）、垂直方向寸法が７．９インチ（２０１ｍｍ）である、すなわち縦横比が１６．９で、対角寸法が１５．３インチ（３８９ｍｍ）であるフラットパネルのＡＭＬＣＤスクリーンが装備される。この表示装置によって、対角寸法が１３．１インチ（３３２ｍｍ）であり航空機中で使用される従来の縦横比が４：３である表示装置より、利用できるスクリーンスペースが２５％多く得られる。異なるサイズのスクリーンを使用することができ、縦横比は、上記に述べたワイドスクリーンフォーマットのものからわずかに変更することができることを理解されよう。例えば、１７インチ（４３２ｍｍ）のワイドスクリーンまたは６×８（１５２ｍｍ×２０３ｍｍ）の縦置きフォーマットを使用することができる。表示スクリーン１１２の直後には、冷陰極ランプなど、４個の従来の光源から構成されたバックライトアセンブリ１１３が取り付けられる。スクリーン１１２とバックライト１１３の間に、またはスクリーンの前に様々なフィルタを通常の方法で設けることができる。バックライト１１３は、２個の別々のバックライトドライバユニット３００Ａおよび３００Ｂの一方または他方から電力が供給される。表示ユニット１１０は、２個の別々のチャネルＡおよびＢを有し、それらのそれぞれは、必要な入力、出力および処理機能をすべて含み、それによって完全なプライマリ飛行表示計器およびナビゲーション表示フォーマットを生成する。各チャネルＡおよびＢは、電源ユニット３０１、入出力プロセッサ３０２、アプリケーションプロセッサカード３０３、グラフィックプロセッサ３０４およびスペアカードスロット３０５を含む。各チャネルＡおよびＢ中のグラフィックプロセッサ３０４は、バックライトドライバ３００Ａおよび３００Ｂのそれぞれのドライバに接続される。表示ユニット１１０への電気的接続は、ハウジング１１０の後部上に取り付けられ、取り付けトレイ２００上のコネクタアセンブリ２０７および２０８と嵌め合うようになされた２個のコネクタアセンブリ３０６（図６に、その中の１個のみを示す）によってなされる。コネクタアセンブリ３０６は、２個の別々のコネクタ３０６Ａおよび３０６Ｂに分割され、その両方は、同一の二重化された入力を受信し、同一の出力を供給する。両方のコネクタ３０６Ａおよび３０６Ｂは、それぞれのＥＭＩフィルタユニット３０７Ａおよび３０７Ｂを介してソース選択ユニット１１４に接続される。コネクタ３０６Ａおよび３０６Ｂは、２枚のそれぞれのＥＭＩフィルタボード上に直接取り付けられ、各ボードは、それ自体の覆われた筺体内に取り付けられて、表示ユニット１１０への放射およびそれからの放射の両方を最小にしている。２枚のボードは、コネクタの嵌め合い部半分が緩んでいるなどのシングルポイント故障によって、表示全体が失われないが、その緩んだコネクタ半分を使用する信号を失うだけになるように、分離されている。ソース選択ユニット１１４は、適切なレーンに信号の経路を指定して送るように動作可能である。また、それは、個別の信号をシリアル（ＲＳ４８５）形式に変換し、この機能は、シングル故障によって、すべての個別データをすべて失うことにならないように、二重化されている。さらに、ソース選択ユニット１１４は、スクリーン１１２の駆動を選択し、スクリーンへの電力供給を統一管理する。また、ソース選択ユニット１１４は、アクティブチャネルＡまたはＢから信号を送るように、個別出力およびＡＲＩＮＣ出力を選択する。

正常の動作では、スクリーン１１２は、一方のチャネルＡまたはＢからの信号によって駆動され、他方のチャネルＢまたはＡは、スタンバイモードである。駆動チャネルに故障が生じた場合、他方のチャネルは、迅速に切り替えられて、故障チャネルの代わりにスクリーン１１２を駆動することができる。交代したチャネルは、故障チャネルのすべての機能を有し、それゆえ表示計器には変化がなく、操縦士への情報は、失われない。２個のチャネルＡとＢの間の切り替えは、操縦士が、表示装置に関して問題を検知した場合、スイッチのセッティングを変更することによってなど、手動で行うことができる。あるいは、切り替えは、ユニット１１０中に組み込まれた故障検出処理に応答して自動的に行うことができる。

図７に示すように、各表示ユニット１１０および１２０は、スクリーン１１２がその幅方向にわたって２つの領域４０１および４０２に分割された表示フォーマットをもたらすように作動させる。左側の表示ユニット１１０では、左側領域４０１が、より広く、正方形の形状であり、６個のプライマリ飛行表示計器４１０〜４１５を表示し、それぞれが円形の形状である。これらの計器表示４１０〜４１５は、従来の電子機械式計器の文字盤を模倣するように選択される。右側表示領域４０２は、その長辺が垂直に向いている、長方形である。この領域には、表示ユニット１１０がナビゲーションマップ画像４１４を表示する。右側表示ユニット１２０は、マップおよびプライマリ計器の領域が逆になっていることを除き、同じ計器表示を表示する。表示フォーマットは、述べたものと異なることができ、例えば、マップが無線航法援助表示（ＶＯＲ）など他のナビゲーション情報に置き換えることができることを理解されよう。

単一のワイドスクリーン表示装置、二重化された処理および駆動機能を設けることによって、本発明の表示ユニットは、表示装置の故障が生じたときでさえ、操縦士には、依然として、正常時に提供されるすべての情報が提供されることを保証している。スクリーン１１２自体は二重化されていないが、これは、関連する処理と比べて、故障の影響を比較的受けないことによる。さらに、故障がスクリーン中に発生したとき、それは、通常、ラインまたは行が失われるなど、局所に留まる機能低下に繋がるだけである。

ワイドスクリーンフォーマットによって、表示当たり２つのフォーマットを用いて、様々な航空機上の従来の表示装置のレイアウトを模倣することができる。このため、本発明の表示装置を使用するために必要になる、航空機乗員の再訓練の量が減らされる。

本発明の表示ユニットは、操縦室の表示装置構成が図１に示す種類のものである多くの民間航空機に容易に改装して取り付けることができる。これは、既存のＰ１およびＰ３パネルおよび関連する計器を取り外すことによって行う。計器は、ケーブル端部のコネクタから抜き外し、これらは、その場所に置いておく。次いで、表示ユニット１１０および１２０用の２個の新しい取り付けトレイ２００を装着し、表示ユニットによって交換されるそれらの計器用のケーブル端部のコネクタに接続する。次いで、新しいパネルをトレイ２００の上に入れ替え、表示ユニット１１０および１２０は、取り付けトレイ中に差し込み、所定の位置にいずれの従来の方法でも保持することができる。時計や油圧計など、いくつかの既存の計器は、パネル上の他の位置に再配置する必要がある場合がある。既存の配線を活用することによって、改装して取り付けのための変更時間を最小に保つことができる。

Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ パネル
Ａ、Ｂ チャネル
１ 左側領域
２ 右側領域
３ 中央領域
１０〜１６ 計器
２０〜２６ 計器
３０ 気象表示レーダ
１０１ 左側領域
１０２ 右側領域
１０３ 中央領域
１１０ 統合表示ユニット
１１１ ハウジング
１１２ ＡＭＬＣＤ表示パネル
１２０ 第２の表示ユニット
２００ 取り付けトレイ
２０１ 前方開口部
２０２ 平らな床面
２０３ 冷却ファン
２０４ 後部壁
２０５ 中間壁
２０６ 後部配線区画
２０７、２０８ ＡＲＩＮＣ型コネクタ
２０９ 配線束
４０１ 左側領域、プライマリ計器表示領域
４０２ 他の領域、右側表示領域
４１０〜４１５ プライマリ飛行表示計器
４１４ ナビゲーションマップ画像

Claims (2)

1. ２個のプライマリ計器の表示領域（４０１）を有して、その表示領域のそれぞれをそれぞれの操縦士の前に配置するための航空機の操縦室の表示装置構成であって、
   前記プライマリ計器表示領域のそれぞれは、ワイドスクリーンフォーマットのパネル表示装置（１１０、１２０）と、同じスクリーン上にプライマリ飛行情報およびナビゲーション表示情報の両方を提示するように構成された、二重に冗長化された表示装置駆動エレクトロニクス（１１２）とを含み、
   前記表示装置構成は、複数のアクティブチャネル（Ａ、Ｂ）の１つから前記ワイドスクリーンフォーマットのパネル表示装置（１１０）を駆動するように動作可能なソース選択ユニット（１１４）をさらに含み、一方、他のアクティブチャネルは、スタンバイモードであり、
   前記表示装置構成は、前記ソース選択ユニット（１１４）は、表示装置の故障を自動的に検出し、選択されているアクティブチャネルを、それまでスタンバイモードであった前記アクティブチャネルの１つに切り替えるようにさらに動作可能である
   ことを特徴とする、航空機の操縦室の表示装置構成。
2. 気象レーダに結合するようにさらに構成され、前記気象レーダから得られた気象情報を、前記ワイドスクリーン（１１２）のナビゲーション表示領域（４０２）中に表示するようにさらに動作可能である、請求項１に記載の航空機の操縦室の表示装置構成。