De glazen cockpit:het verhaal van weergavetechnologieën in spaceshuttles

In dit laatste deel van de Glass Cockpit-serie bekijken we hoe displays hun huidige iteratie hebben bereikt in Space X-shuttles.

In deze serie over het belang van displays en interfaces in de lucht- en ruimtevaart hebben we het gehad over de basisprincipes van touchscreen-displays en hebben we gekeken naar de displays in de F/A-18 Super Hornet.

Nu zullen we uitmonden in een blik op de 'glazen cockpit' in ruimtetoepassingen, een term die wordt gebruikt om de digitale displays (met name LCD's) en interfaces te beschrijven, aangezien deze is verschoven van puur analoge interfaces zoals wijzerplaten.

De "Glazen Cockpit"

Laten we daarmee eens kijken naar de "glazen cockpit" met aanraakschermen, voor ruimtereizen. Er zijn geen zorgen over "draaistellen" / vijandelijke vliegtuigen, lucht- en gronddoelen of bedreigingen voor de piloot in de ruimte, in tegenstelling tot de F-18-zaak. De Space Shuttle Atlantis had eigenlijk een "glazen cockpit".

Mijn eerste ervaring met een "glazen cockpit" was tijdens een bezoek aan NASA's Johnson Space Center in Houston. Ik ontmoette voormalig astronaut Lee Morin, M.D., PH.D. (CAPTAIN, U.S. NAVY, RET) leidt nu het NASA Crew Interface Rapid Prototype Lab (RPL) voor het Orion-programma. Afbeelding 5.

De RPL heeft de expertise om directe feedback en nauwe samenwerking tussen bemanning, aannemers en NASA-partners te gebruiken om het rapid prototyping-model met succes toe te passen.

Figuur 5. Voormalig astronaut Lee Morin vertelde me over het ontwerp met drie schermen "Glass cockpit" voor Orion (Afbeelding van Loretta Taranovich)

Figuur 6. Lee Morin bespreekt ergonomisch ontwerp met de optimale afstand en hoek van het scherm voor de astronauten die het gaan gebruiken (Afbeelding van Loretta Taranovich)

Het gemiddelde vliegtuig in het midden van de jaren '70 had meer dan 100 instrumenten/bedieningen in de cockpit! De primaire vluchtinstrumenten hadden indicatoren, symbolen en dwarsbalken die het paneel voor de piloten verdrongen. Dit vereiste een verandering in de manier waarop displays het onbewerkte vliegtuigsysteem en de vluchtgegevens zouden verwerken op een manier waarop de piloten een eenvoudiger beeld van de situatie, positie en voortgang van het vliegtuig konden zien.

Als reactie op deze situatie werkte NASA Langley Research Center samen met hun industriële partners om een ​​'glazen cockpit' te creëren die de veiligheid zou verhogen door de werkdruk van de piloot tijdens piekuren te verminderen, en de piloot zou helpen bij het handhaven van situationeel bewustzijn. Boeing leende enkele ervaren ingenieurs aan het project en Rockwell Collins maakte de hardware. De 'glazen cockpit' was de juiste balans tussen wat een geautomatiseerd systeem kon en wat de piloot kon.

Figuur 7. Het computersysteem en de "glazen cockpit" van Orion zijn gemodelleerd naar het ontwerp van de Boeing 777. NASA hergebruikt dit bestaande, op vluchten geteste vliegtuigsysteem om kosteneffectief te zijn, wat logisch is en helpt om binnen budgetbeperkingen te blijven, terwijl de veiligheid en functionaliteit voor astronauten in de ruimte behouden blijft. Afbeelding met dank aan NASA

Betreed Space-X met de Crew Dragon-besturing

De touchscreens van de Crew Dragon zijn een behoorlijk solide systeem. Ondanks de vroege aarzeling over een touchscreen-systeem, werkte SpaceX nauw samen met veel astronauten om een ​​interface te creëren die betrouwbaar was en ook goed werkte voor de bemanning, die degenen zouden zijn die het touchscreen zouden gebruiken.

Er is veel getest en geëvalueerd met betrekking tot de ergonomie van de plaatsing van wat er op de displays staat en hoe die displays aan de bemanning worden gepresenteerd. Crew Dragon Demo-2-astronauten werkten met SpaceX en verfijnden de manier waarop ze zouden communiceren met het touchscreen en de manier waarop aanraking daadwerkelijk op het scherm wordt geregistreerd om het schoon te kunnen vliegen en geen fouten te maken bij het aanraken ervan.

Astronaut Matthew Dominick benadrukte dit in zijn podcast All About Circuits/Moore's Lobby toen hij commentaar gaf op de commerciële ruimtesector:"De commerciële jongens zetten de CAD/design-jongens naast de fabrieksvloer. De mensen op de fabrieksvloer kunnen dan naar de ingenieur lopen die iets heeft ontworpen en langskomen om de situatie te bekijken om te zien hoe dit beter kan worden gebouwd/monteerd.”

Dit is een nieuw tijdperk in ruimtetechnologie dat zich richt op de veiligheid en efficiëntie van astronauten, 21 ^st eeuwse ontdekkingsreizigers, terwijl ze naar het International Space Station (ISS) reizen of "moedig gaan" naar andere werelden daarbuiten.

Uitgelichte afbeelding, de cockpit van Space Shuttle Discovery, van NASA.