Das Glas-Cockpit:Die Geschichte der Display-Technologien in Space Shuttles

In diesem letzten Teil der Glass Cockpit-Serie sehen wir uns an, wie Displays ihre aktuelle Iteration in Space-X-Shuttles erreicht haben.

In dieser Serie über die Bedeutung von Displays und Schnittstellen in der Luft- und Raumfahrt haben wir über die Grundlagen von Touchscreen-Displays gesprochen und uns die Displays der F/A-18 Super Hornet angesehen.

Wir gipfeln nun in einem Blick auf das "Glascockpit" in Raumfahrtanwendungen, ein Begriff, der verwendet wird, um die digitalen Anzeigen (insbesondere LCDs) und Schnittstellen zu beschreiben, die sich von rein analogen Schnittstellen wie Zifferblättern entfernt haben.

Das „Glas-Cockpit“

Schauen wir uns dazu das „gläserne Cockpit“ mit Touchscreens für die Raumfahrt an. Im Gegensatz zum Fall der F-18 gibt es keine Bedenken hinsichtlich „Drehgestellen“/feindlichen Flugzeugen, Luft- und Bodenzielen oder Bedrohungen für den Piloten im Weltraum. Das Space Shuttle Atlantis hatte tatsächlich ein „gläsernes Cockpit“.

Meine erste Erfahrung mit einem „Glascockpit“ machte ich bei einem Besuch im Johnson Space Center der NASA in Houston. Ich traf den ehemaligen Astronauten Lee Morin, M.D., PH.D. (CAPTAIN, U.S. NAVY, RET) leitet jetzt das NASA Crew Interface Rapid Prototype Lab (RPL) für das Orion-Programm. Abbildung 5.

Das RPL verfügt über die Expertise, sofortiges Feedback und eine enge Zusammenarbeit zwischen Crew, Auftragnehmern und NASA-Partnern zu nutzen, um das Rapid Prototyping-Modell erfolgreich anzuwenden.

Abbildung 5. Der ehemalige Astronaut Lee Morin erzählt mir von dem „Glascockpit“-Design mit drei Bildschirmen für Orion (Bild von Loretta Taranovich)

Abbildung 6. Lee Morin diskutiert ergonomisches Design mit optimalem Abstand und Winkel des Displays für die Astronauten, die es verwenden werden (Bild von Loretta Taranovich)

Das durchschnittliche Flugzeug hatte Mitte der 70er Jahre über 100 Instrumente/Bedienelemente im Cockpit! Die primären Fluginstrumente hatten Anzeigen, Symbole und Querbalken, die das Panel vor den Piloten drängten. Dies erforderte eine Änderung, bei der die Displays das Rohflugzeugsystem und die Flugdaten so verarbeiten, dass die Piloten eine einfachere Ansicht der Flugzeugsituation, Position und des Fortschritts sehen können.

Als Reaktion auf diese Situation arbeitete das NASA Langley Research Center mit seinen Industriepartnern an der Entwicklung eines „Glascockpits“, das die Sicherheit erhöhen würde, indem es die Arbeitsbelastung des Piloten in Spitzenzeiten reduziert und dem Piloten dabei hilft, das Situationsbewusstsein aufrechtzuerhalten. Boeing stellte einige erfahrene Ingenieure für das Projekt zur Verfügung und Rockwell Collins stellte die Hardware her. Das „gläserne Cockpit“ war die richtige Balance zwischen dem, was ein computergestütztes System bewältigen kann, und dem, was der Pilot bewältigen kann.

Abbildung 7. Das Computersystem und das „gläserne Cockpit“ von Orion sind dem Design der Boeing 777 nachempfunden. Die NASA verwendet dieses bestehende, flugerprobte Flugzeugsystem wieder, um kostengünstig zu sein, was sinnvoll ist und hilft, innerhalb der Budgetbeschränkungen zu bleiben und gleichzeitig die Sicherheit und Funktionalität für Astronauten im Weltraum zu gewährleisten. Bild mit freundlicher Genehmigung der NASA

Betritt Space-X mit der Crew Dragon-Steuerung

Die Touchscreens von Crew Dragon sind ein ziemlich solides System. Trotz des frühen Zögerns bezüglich eines Touchscreen-Systems arbeitete SpaceX eng mit vielen Astronauten zusammen, um eine Schnittstelle zu entwickeln, die zuverlässig war und auch für die Besatzung, die den Touchscreen verwenden würde, gut funktionierte.

Es gab viele Tests und Bewertungen, die sich mit der Ergonomie der Platzierung der Displays und der Präsentation dieser Displays für die Crew befassten. Die Astronauten der Crew Dragon Demo-2 arbeiteten mit SpaceX und verfeinerten die Art und Weise, wie sie mit dem Touchscreen kommunizieren und wie Berührungen tatsächlich auf dem Display registriert werden, um es sauber fliegen zu können und keine Fehler beim Berühren zu machen.

Astronaut Matthew Dominick bekräftigte dies in seinem Podcast All About Circuits/Moore's Lobby, als er den kommerziellen Raumfahrtsektor kommentierte:„Die kommerziellen Jungs haben die CAD/Design-Leute direkt neben der Fabrikhalle platziert. Die Mitarbeiter in der Fabrik können dann zu dem Ingenieur gehen, der etwas entworfen hat, und sich die Situation ansehen, um zu sehen, wie man es besser baut/montiert.“

Dies ist eine neue Ära in der Weltraumtechnologie, die sich auf die Sicherheit und Effizienz von Astronauten konzentriert, 21. ^st Jahrhundert-Entdecker, wenn sie zur Internationalen Raumstation (ISS) reisen oder sich „kühn“ in andere Welten da draußen begeben.

Ausgewähltes Bild, das Cockpit der Raumfähre Discovery, von der NASA.