;-)

Создание интерфейса аэронавигационного экрана вертолета «Скаут»

Описание
• Процесс


Как правило, пилотажные дисплеи содержат универсальный набор данных, подходящий для самолетов. Перед нами же стояла задача создать аэронавигационный экран, идеально подходящий для легкого вертолета «Скаут». В «Скауте» нет стандартной аэронавигационной панели с аналоговыми приборами — только дисплей.

С одной стороны, важно не перегрузить дисплей информацией, с другой — кроме стандартных данных приборов на него добавляются необходимые для вертолета показатели, которые отсутствуют на дисплеях, предназначенных для самолетов. Важно сохранить узнаваемый вид и расположение приборов, чтобы пилот в процессе полета не принял один датчик за другой. Дисплей не просто отображает показатели приборов, а решает задачу информирования пилота о состоянии систем во время полета.

Сначала определяем, какие основные показатели, необходимые для пилотирования, должен отображать прибор:

1. Воздушная скорость — измеряется в узлах (knots), милях в час (mp/h), км в час (km/h). Значения (для «Скаута») — в диапазоне от 0 до 216 км/ч.
2. Количество оборотов винта и количество оборотов двигателя (прямая корреляция).
3. Высота (барометрическая, над уровнем моря) измеряется в футах или метрах. Статический потолок 2100–2400.
4. Скороподъемность — м/с, футы в минуту. Для «Скаута» — от 0 до 10 м/с, авторотация 5,6 м/с.
5. Датчик скольжения.
6. Авиагоризонт — углы наклона, в градусах. Рабочий нормальный не экстремальный разворот делается при крене в 30 градусов;
7. Компас (классический или в виде ленты).
8. Остаток мощности двигателя.
8. Аварийные сообщения (отказ генератора, аварийный остаток топлива и т. п.).

Изучаем схемы расположения индикаторов на распространенных аэронавигационных дисплеях.

Несмотря на многообразие моделей аэронавигационных дисплеев, у всех есть общие правила для расположения индикаторов. Например, авиагоризонт размещается в центре, датчик скорости относительно воздушного потока — левее него, а значения барометрической высоты и скороподъемности — правее.

Разрабатываемый экран расположен вертикально, чтобы была возможность поставить два подобных экрана рядом (один с приборами, другой с картой). Проектируем схему расположения датчиков — наверху экрана располагаем статусную строку. Над ней при возникновении проблем появляется панель уведомлений. Обороты винта и двигателя (тахометр) помещаем слева от скорости. В нижней панели — датчики двигателя.

Понимаем, что на экране не хватает датчика уровня топлива и данных о напряжении бортовой сети.

Начинаем проработку вида приборов. На шкалы наносим разметку секторов цветом: зеленый фон — область безопасных значений, значения в желтой области требуют повышенного внимания пилота, а красным выделяется область аварийных значений. Стараемся расставить визуальные акценты так, чтобы менее важные визуально не заглушали более приоритетные. Поэтому, например, скороподъемность выделяем сильнее, а мощность уменьшаем, чтобы этот датчик не перетягивал на себя внимание.

На реальном экране, в отличие от схемы, панель уведомлений появляется не над статусной строкой, а поверх нее — так и рисуем. Пройденное и оставшееся время изображаем в виде прогресс-бара. Понятно, что оставшееся время — это величина примерная, но для ориентирования полезно.

На шкалах барометрической высоты и скорости относительного воздушного потока показываем весь доступный диапазон значений. Так у пилота кроме меняющейся цифры значения ориентиром будет еще меняющееся положение указателя, которое покажет, увеличивается высота и скорость или уменьшается.

Увеличиваем количество датчиков двигателей. Самим датчикам двигателей придаем форму столбцов, чтобы акцентировать внимание пилота не на числовом значении, а на области. Поверх шкалы каждого датчика располагаем указатель текущего положения на ней. Он представляет собой как бы условное «увеличительное стекло» и показывает расцветку сектора, в котором находится сейчас. Положение на стыке секторов тоже видно. Это позволит пилоту быстро сориентироваться, все ли хорошо с датчиком. Числовые значения располагаем внизу или наверху шкал.

Тахометр рисуем вертикальной шкалой. Указатели оборотов мотора и винта совмещаем. Пилоту должно быть хорошо заметно, что они показывают примерно на одну точку на обеих шкалах — это нормальное рабочее состояние. Курсоры на шкалах подсвечиваются в текущий цвет сектора, и точки, на которые они показывают, дублируются белой линией на цветной шкале. Значения этих датчиков находятся над шкалой.

Цветовая разметка шкал помогает пилоту распознать приближение значений датчиков к аварийным областям. Но при этом на экране даже тогда, когда все в порядке, присутствует много красного. Хотелось бы, чтобы пилот мог сразу увидеть, что что-то не в порядке по появлению красного на преимущественно желто-зеленом экране. Поэтому решаем красные сектора на шкалах заменить ограничителями.

Указатели скорости и высоты делаем статическими, а шкалу под ними — подвижной лентой. Пилотам привычнее не искать положение указателя со значением на нем взглядом каждый раз, а всегда находить их в середине шкалы. Кроме того, ограничение шкалы позволяет показать значения крупнее.

Оставили выделение цветом только у главных приборов. Теперь получилось, что значения всех основных показателей — в цветных рамках. Это должно быть удобно, так как легко выделить их взглядом.

После тестирования интерфейса на экране прибора при реалистичном расположении его относительно глаз пилота становится ясно, что значения слишком мелкие, а линии — тонкие. К тому же отображение всех приборов в виде вертикальных шкал делает их слишком похожими, что снижает скорость распознания прибора.

Решаем искать вдохновение в образах аналоговых приборов. Очень многие из них имеют шкалы в виде секторов круга.

Круглый авиагоризонт и тахометр выглядят неплохо, а вот с датчиками двигателей — перебор. В таком виде занимают слишком много места, к тому же было удобнее, когда все датчики двигателя были собраны в нижней части экрана. Возвращаем им линейный вид, но значения показываем не указателями на шкале, а высотой и цветом столбцов. Это гораздо нагляднее.

Боремся за возможность увеличения размера числовых значений приборов. Ставим компас над авиагоризонтом — получилось компактнее и освободилось больше места для тахометра.

Делаем тахометр в виде двух расходящихся дуг, расположенных так, что они максимально приближаются друг к другу в оптимальной зеленой зоне. Меняем способ отображения скороподъемности. Пробуем варианты выделения приборов различными фонами.

Круглый авиагоризонт выглядит привычно для тех, кто летает с аналоговыми приборами, но неоптимально расходует экранное пространство. Вместо пустых углов лучше показывать что-то более осмысленное. Поэтому возвращаемся к квадратному отображению авиагоризонта, но оставляем закругления углов — как дань традиции. Компас становится линейным. Радиус дуг тахометра изменяем с учетом соответствия числовых значений и секторов, характерных для «Скаута».

Возвращаем приглушенный синий основной фон, чтобы более контрастным черным фоном выделить только области приборов.

Еще раз тестируем статический экран на приборе, чтобы убедиться, что все данные хорошо читаются. Составляем подробное руководство по интерфейсу для разработчиков прибора на русском и английском языке. Экран начинает работать.

Но после полетных испытаний выясняется, что форма тахометра в виде секторов круга непривычна для летчиков. Им удобнее летать с аналоговым прибором, который сделан в виде линейной шкалы. По бокам у него разноцветные диоды, которые зажигаются в зависимости от текущего значения.

Пример на физической панели вертолета:

Берем этот прибор за основу и находим подходящий вариант отображения тахометра в виде двух столбцов.

Помещаем новый тахометр на экран.