EFIS
EFIS (англ. Electronic Flight Instrument System — электронная система пилотажных приборов) — это комплекс бортового оборудования, который отображает полётную, навигационную и диагностическую информацию на электронных дисплеях (жидкокристаллических или ранее — на электронно-лучевых трубках) вместо традиционных аналоговых стрелочных приборов. EFIS является ключевым компонентом «стеклянной кабины» (glass cockpit) и входит в состав более широкой системы — IMA (Integrated Modular Avionics) или отдельных комплексов, таких как Garmin G1000, Honeywell Primus Epic, Collins Pro Line Fusion.
История развития
Предпосылки и первые разработки
До внедрения EFIS в кабине пилотов преобладали электромеханические приборы: авиагоризонт, указатель скорости, высотомер, вариометр, курсовой прибор. Эти устройства имели ограниченную точность, надёжность и требовали периодической калибровки. К 1970-м годам развитие микроэлектроники и цифровых вычислителей позволило создать первые экспериментальные системы отображения.
Первым серийным самолётом с EFIS стал Boeing 767 (1982 год). Система Honeywell разработала для него шесть дисплеев: по два на каждого пилота (основной пилотажный и навигационный). Позднее, в 1984 году, Airbus A310 получил аналогичный комплекс, но с интегрированным управлением через ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitor). В СССР и России первые образцы «стеклянной кабины» появились на Ил-96 (1992 год) с системой «Пижма-96», а затем на Sukhoi Superjet 100 (2008 год) с интегрированной системой от Honeywell.
Массовое внедрение
В 1990-е годы EFIS стали стандартом для новых типов гражданских самолётов (Airbus A320, Boeing 737NG, 747-400). С 2000-х годов технология распространилась на бизнес-джеты (Cessna Citation, Gulfstream) и вертолёты (Airbus Helicopters H145, Robinson R66 с Garmin G500H). В военной авиации EFIS применяется на истребителях (Су-35, F-35) и транспортных самолётах (Ил-76МД-90А, C-130J).
Структура и компоненты
Основные блоки
Типовая EFIS состоит из следующих элементов:
- Дисплеи (DU — Display Unit) — обычно от двух до шести. Основные типы: PFD (Primary Flight Display) — основной пилотажный дисплей; ND (Navigation Display) — навигационный дисплей; EICAS/ECAM — дисплей параметров двигателей и систем самолёта.
- Вычислители (Symbol Generator) — процессоры, формирующие символы и графику на основе данных от датчиков.
- Панели управления (Control Panel) — блоки для выбора режимов отображения, настройки яркости, переключения страниц.
- Датчики — инерциальные навигационные системы (ИНС), приёмники воздушного давления (ПВД), спутниковые навигационные приёмники (GPS/ГЛОНАСС), радиовысотомеры, системы воздушных сигналов (ADS).
Типы дисплеев
- PFD (Primary Flight Display) — объединяет информацию об ориентации, высоте, скорости, вертикальной скорости, курсе. Включает синтетический авиагоризонт, шкалы скорости и высоты, указатель поворота.
- ND (Navigation Display) — отображает карту маршрута, положение самолёта относительно навигационных точек, метеорадиолокационную обстановку, данные о воздушном движении (TCAS).
- EICAS (Engine Indication and Crew Alerting System) — для двигателей (обороты, температура, давление масла) и систем самолёта (гидравлика, электрика, кондиционирование). На самолётах Airbus называется ECAM.
- MFD (Multi-Function Display) — универсальный дисплей, на который можно вывести карту, метеоинформацию, списки чек-листов, видео с внешних камер.
Принцип работы
Сбор данных
Сигналы от датчиков (например, от приёмника полного давления и статического давления) поступают в вычислитель системы воздушных сигналов (ADC — Air Data Computer). ADC рассчитывает приборную скорость, истинную скорость, высоту, число Маха. Параллельно инерциальная навигационная система (INS) определяет углы крена, тангажа, рыскания, а также географические координаты. Спутниковые приёмники (GPS/ГЛОНАСС) уточняют местоположение.
Обработка и отображение
Вычислитель EFIS (Symbol Generator) принимает цифровые данные по шинам ARINC 429 (в гражданской авиации) или MIL-STD-1553 (в военной). Он формирует растровое изображение: рисует шкалы, цифры, символы, указатели. Готовое изображение передаётся на дисплей. Частота обновления — не менее 30 Гц для плавности.
Резервирование
Для обеспечения отказоустойчивости EFIS имеет дублирование: два независимых вычислителя, два дисплея на каждого пилота, а также аварийные блоки питания. При отказе основного вычислителя система автоматически переключается на резервный. На многих самолётах сохраняется отдельный аналоговый авиагоризонт на случай полного отказа EFIS.
Классификация
По типу носителя
- Для гражданских самолётов — сертифицированы по FAR/JAR Part 25, имеют высокую надёжность (MTBF > 10 000 часов). Примеры: Garmin G1000 NXi, Collins Pro Line 21.
- Для бизнес-джетов — компактные системы с сенсорным управлением. Примеры: Honeywell Primus Epic, Dassault FalconEye.
- Для вертолётов — учитывают специфику висения и малых скоростей. Примеры: Garmin G500H, Genesys Aerosystems IDU-450.
- Военные — защищены от помех, имеют режимы ночного видения (NVG), интегрируются с системами вооружения. Примеры: «Гефест-Т» (Су-35), Rockwell Collins F-35 Panoramic Cockpit Display.
По поколению
- Первое поколение (1980-е) — электронно-лучевые трубки (CRT), монохромные или с ограниченной цветовой палитрой. Пример: Honeywell EFIS-700 на Boeing 757/767.
- Второе поколение (1990-е) — активные матричные ЖК-дисплеи (AMLCD), цветные, с разрешением 640×480. Пример: Collins Pro Line 4 на Bombardier CRJ.
- Третье поколение (2000-е — настоящее время) — широкоформатные дисплеи (12–15 дюймов), сенсорные экраны, синтетическое зрение (SVS — Synthetic Vision System), дополненная реальность. Пример: Garmin G3000 на Cessna Citation Latitude.
Преимущества и недостатки
Преимущества
- Информативность — на одном дисплее отображается больше данных, чем на нескольких стрелочных приборах.
- Гибкость — возможность переключения режимов, отображения карт, чек-листов, метеоинформации.
- Снижение нагрузки на пилотов — автоматическая интеграция данных от разных систем (навигация, связь, управление полётом).
- Улучшение ситуационной осведомлённости — синтетическое зрение показывает рельеф, препятствия, взлётно-посадочную полосу даже в условиях плохой видимости.
- Диагностика — система самодиагностики выводит сообщения об отказах на дисплей.
Недостатки
- Высокая стоимость — установка EFIS на старые типы самолётов может превышать стоимость самого воздушного судна.
- Сложность обучения — пилоты, привыкшие к аналоговым приборам, проходят дополнительную переподготовку.
- Зависимость от электропитания — при отказе генераторов возможна потеря информации (хотя резервные источники питания есть).
- Риск информационной перегрузки — при большом количестве окон и предупреждений пилот может упустить критическую информацию.
Применение в России
В Российской Федерации EFIS устанавливаются на все современные типы гражданских самолётов: Sukhoi Superjet 100 (система Honeywell Primus Epic с дисплеями Rockwell Collins), МС-21 (интегрированная система «Квант-М» от концерна «Радиоэлектронные технологии»), Ил-96-400М (система «Пижма-96М»). В вертолётостроении — на Ми-38 (система «Багет-38»), Ка-226Т (Garmin G1000H). В военной авиации — на Су-57 (система «Гефест-Т» с двумя многофункциональными дисплеями), МиГ-35 (система «Стрелец-2»).
С 2018 года в рамках импортозамещения разрабатывается отечественная EFIS на базе процессоров «Эльбрус» и операционной системы «Нейтрино». Первые образцы прошли сертификацию на самолёте Як-152 (2021 год).
Интересные факты
- Первая в мире EFIS с синтетическим зрением (SVS) была сертифицирована в 2007 году на бизнес-джете Gulfstream G550 (система PlaneView II).
- На самолётах Boeing 787 Dreamliner и Airbus A350 дисплеи EFIS имеют диагональ 15,4 дюйма и разрешение 1920×1080 пикселей.
- В 2023 году компания Garmin представила систему G3000 Prime с полностью сенсорным управлением без физических кнопок.
- В России на самолётах Ту-204/214 до сих пор используются дисплеи EFIS с электронно-лучевыми трубками (CRT), хотя они сняты с производства.
Источники
- «Авиационное оборудование: учебник для вузов» / под ред. В. И. Тихонова. — М.: Машиностроение, 2015.
- «Стеклянная кабина: эволюция и перспективы» — журнал «Авиация и космонавтика», № 4, 2020.
- Документация Honeywell Primus Epic (Honeywell Aerospace, 2018).
- «Системы отображения информации в кабине пилота» — учебное пособие, МАИ, 2022.
- Федеральные авиационные правила (ФАП-25) — требования к системам отображения.
BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.
На главную BFOmetr →