Frage:
Kann ein Flugzeug Kameras und Bildschirme anstelle einer klaren Windschutzscheibe verwenden?
Gianni Alessandro
2016-02-19 21:24:22 UTC
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Ich habe mich nur gefragt: Ist es möglich, ein Verkehrsflugzeug ohne Windschutzscheibe im Cockpit zu haben, nur externe Kameras und Videobildschirme?

Die Frage kam mir in den Sinn, nachdem ich das n-te Auftreten von gelesen hatte Laser in den Augen des Piloten. Darüber hinaus ist eine Struktur ohne Windschutzscheibe sicherlich leichter: Wenn es keine Passagiere gibt, vermeiden wir es, Fenster zu platzieren! Welches sind die Grenzen und Möglichkeiten dieser Lösung?

Mit "je" meine ich nicht "in Jahrhunderten", sondern in 30/40 Jahren.

Ich bin sicher, dass eine solche Idee hier bereits mehrmals erwähnt wurde. Technisch ist das durchaus möglich. Es hat jedoch ein erhebliches Problem. Es fügt einen Punkt des Scheiterns hinzu und niemand möchte das hinzufügen.
[Es wurde bereits zuvor getestet] (http://aviation.stackexchange.com/a/21866/1696)
@fooot oh, es ist sehr interessant! Das ist es was ich meinte. Ich werde irgendwann online für einige Nachforschungen verbringen. Vielen Dank.
@fooot Ich glaube nicht, dass vom hinteren Cockpit aus Sicht war. Es ging hauptsächlich darum, IFR zu testen, so dass dies nicht als Problem angesehen wurde
Das Verhindern von Laserangriffen mit Flugzeugen ohne Fenster ist wie das Verhindern von Einbruch durch den Bau von Häusern ohne Fenster: Es ist keine Lösung. Eine gute Lösung wäre, kW-Laser an Bord zu haben, die zur Selbstverteidigung automatisch auf die Quelle feuern.
Etwas abseits des Themas, aber der Spirit of St. Louis hat keine Windschutzscheibe, sondern ein seitwärts ausgerichtetes Periskop, und viele Drohnenflugzeuge verwenden aus offensichtlichen Gründen Kameras.
@aeroalias Einige der Tests umfassten verschiedene Video- und Sensor-Feeds, die im hinteren Cockpit angezeigt werden konnten.
@mins Ich sehe das nicht als Lösung für das aktuelle Laserproblem. Wenn wir über eine Art waffenfähiger Laserangriffe sprechen würden. Aber ich denke, die meisten Laser-Vorfälle sind nicht so sehr Angriffe im Flugzeug, sondern nur dumme Leute, die nicht wissen oder sich nicht darum kümmern, wie rücksichtslos es ist. Ich kann sehen, dass dieselben Leute noch motivierter sind, dies zu tun, wenn sie eine Reaktion des Flugzeugs auslösen können.
@TomMcW: Nur ein Witz. Mit kW-Laser meinte ich eine Leistung in der Größenordnung der kW. Das sollte genug sein :-)
@mins Smoke 'em wo sie stehen!
Das größte Problem ist die Tiefenwahrnehmung. Ohne die Möglichkeit, die Ansicht basierend auf der Position des Beobachters anzupassen, wird es schwierig sein, Entfernungen zu beurteilen. Dies ist besonders verwirrend, da sich die Kamera nicht am selben Ort wie der Kopf des Piloten befindet, was es schwierig macht, sie in ein 1: 1-Auge-Kamera-System zu übersetzen und die Perspektive in einer anderen Position als der / die Pilot (en) zu haben.
@TomMcW: Re "dumme Leute", denken Sie daran, dass es den Genpool verbessert :-)
@mins [Gefällt mir?] (Https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c8/YAL-1A_Airborne_Laser_unstowed_crop.jpg)
In der Praxis würden sie VR-Brillen verwenden. Die Technologie ist so ausgereift, dass sie voraussichtlich innerhalb von ein oder zwei Jahren auf dem Verbrauchermarkt erhältlich sein wird. Und es hat die Probleme mit Tiefenwahrnehmung und Verzögerung bereits gelöst (mehr oder weniger). Und es würde wahrscheinlich nur für ferngesteuerte Flugzeuge verwendet werden. Vielleicht für überschalloptimierte Militärflugzeuge, selbst mit einem Piloten, aber schwer vorstellbar, dass ein Anwendungsfall erforderlich wäre, für den ein Pilot mitgeführt werden müsste.
@HCBPshenanigans Obwohl das die Arbeit erledigen würde, bin ich mir ziemlich sicher, dass es sich um einen Laser der Megawatt-Klasse handelt. :) Einer der Tracking-Laser davon könnte allerdings funktionieren.
Einige Nachteile, die ich für offensichtlich halte, sind: der viel geringere Dynamikbereich von Kamera- / Bildschirmsystemen, die niedrige Auflösung, die Verzögerung von etwa 30 Millisekunden und Kameras, die ebenfalls für Laserangriffe anfällig sind (möglicherweise leiden sie bereits unter einem Flug in Richtung Sonne für eine Weile) ein paar Minuten)
@reirab Geh groß oder geh nach Hause.
@VilleNiemi Oculus Rift hat bereits seit etwa einem Jahr Entwicklungskits herausgebracht, und in diesem Sommer wird die Consumer-Version IIRC veröffentlicht. Außerdem gibt es Google Cardboard seit anderthalb Jahren.
@reirab Ja, ich weiß. Deshalb gehe ich optimistisch davon aus, dass etwas ** Nutzbares ** innerhalb von ein oder zwei Jahren auf dem Markt sein wird.
Fünf antworten:
GdD
2016-02-19 21:39:52 UTC
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Das ist jetzt durchaus möglich, es ist einfach keine gute Idee. Die Nachteile für die Sicherheit überwiegen die Vorteile. Wenn Sie keine Cockpitfenster haben, würde ein Strom- oder Systemausfall die Piloten völlig blind machen, ohne jegliche Hinweise. Der "Mark I Augapfel" funktioniert unter einer Vielzahl von Bedingungen und benötigt keinerlei Strom. Außerdem befinden sich normalerweise 4 davon im Cockpit, und es besteht die Möglichkeit, dass mindestens einer von ihnen funktioniert.

Führt ein moderner Ausfall des elektrischen Systems bei modernen * Fly by Wire * -Systemen nicht sowieso zu einem Kontrollverlust? Wenn ein fensterloses Cockpit implementiert würde, hätte es wahrscheinlich die gleiche Anzahl von Redundanzen wie andere wesentliche Flugsysteme.
Irreführende visuelle Hinweise sind die Hauptursache für Zwischenfälle. Sich auf Visionen zu verlassen, hat den Grand Canyon Crash 1956 nicht verhindert. OK Argument für eine langsame Zivilluftfahrt, aber Gewinne, die Sie für Passagierfluggesellschaften verlieren.
@RockPaperLizard Die Netzteile dafür könnten ebenso redundant sein, aber es wäre schwierig, die Bildschirme selbst gleich redundant zu machen, während ihre Position erhalten bleibt. Außerdem kann es schwierig sein, redundante Kameras nahe genug zu platzieren, um das richtige Sichtfeld zu erzeugen, und auch so weit voneinander entfernt, dass sie wahrscheinlich nicht durch ein einzelnes Ereignis (z. B. Vogelschlag) herausgenommen werden. Doppelt so, wenn dieses einzelne Ereignis so etwas wie Vereisung oder Hagelsturm ist.
@reirab Das sind gute Punkte. Ich bin mir nicht sicher, ob sie unüberwindbar sind, aber trotzdem gute Punkte.
@user2617804 Ihre Kommentare sind wahr. Ich frage mich, wie wir uns das Cockpit der Zukunft vorstellen können * vorausgesetzt, die Piloten könnten ihre Umgebung nicht direkt sehen *.
@reirab - Ich kann nicht sagen, dass ich der Sache mit der Kameranähe zustimme. Die Nachbearbeitung muss keine signifikante Latenz verursachen, da die Transformationen und Deformationen eine Funktion der relativen Position und des relativen Winkels sind. Für vorbestimmte Kamerapositionen und -winkel kann die Transformationsmatrix von einem FPGA vorberechnet und in Hardware angewendet werden. Dies hängt davon ab, * feste * Kameras zu haben, also müssten Sie * viele * haben. Gute Kameras sind heutzutage billig, klein, leicht und stromsparend. Sie würden keine feste Kamera in eine Kuppel stecken, sondern sie hinter ein Loch in der Flugzeughaut stellen. Geringer Luftwiderstand.
@PeterWone Wird normalerweise für 3D-Rendering verwendet. Die Welt mit Kameras zu sehen, aus den flachen Bildern hochauflösende 3D-Modelle zu erstellen, die richtigen Texturen für die Gesichter zu erstellen und dann die Szene zu rendern und in die entsprechenden 2D-Ansichten zurück zu projizieren, ist nicht trivial. Es ist nicht unmöglich, aber es ist nicht einfach. Sie möchten wahrscheinlich eher eine programmierbare GPU (oder mehrere programmierbare GPUs) als ein FPGA. Es ist nicht einfach, dies schnell genug zu tun, um eine nutzbare Latenz für ein Fahrzeug aufrechtzuerhalten, dessen wichtigste Ansichten aus dem Fenster darin bestehen, mit 200 Meilen pro Stunde durch die Szene zu rasen.
@PeterWone Auf jeden Fall sind Fenster viel billiger und haben weitaus weniger wahrscheinliche Fehlermodi. Es ist auch erwähnenswert, dass die Verwendung von Bildschirmen zum Emulieren der Fenster eine feste Betrachtungsposition einnimmt. Dies ist eine schlechte Annahme, wenn Sie zwei (oder mehr) Piloten haben, die in der Lage sein müssen, denselben Teil des Glases zu betrachten und zwei zu sehen verschiedene Bilder basierend auf ihrer Position relativ zum Glas. Ein tragbares Headset im Oculus-Stil für jedes Crewmitglied wäre wahrscheinlich die bessere Lösung.
Warum das Kamerabild auf die "richtige Ansicht" korrigieren? Ich würde in vielen Fällen denken, dass der Blick auf den Augapfel vom Cockpit aus wirklich nicht ideal wäre, aber die Leute tolerieren ihn, weil sie lieber im Cockpit sitzen als außerhalb des Flugzeugs. Das Hinzufügen zusätzlicher Kameras wäre in vielen Fällen hilfreich (z. B. Vermeidung von Kollisionen in der Luft in Fällen, in denen mindestens einem Flugzeug ATACS fehlt und jedes Flugzeug zufällig im toten Winkel des anderen Flugzeugs bleibt).
aeroalias
2016-02-19 23:13:20 UTC
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Ist es möglich? sicherlich ja. Airbus hat ein Patent für ein fensterloses Cockpit angemeldet, bei dem die Außenansicht mit Kameras und Bildschirmen im Cockpit angezeigt wird. Die Technologie selbst ist verfügbar und in den letzten Jahren wurden einige bedeutende Fortschritte bei den zugehörigen Geräten erzielt.

Wird sie Realität? Vielleicht. Gegenwärtig ist an Windschutzscheiben in Flugzeugen nichts auszusetzen (das Richten des Lasers auf Flugzeuge ist illegal; Laser können ohnehin auch Kamerasensoren beschädigen). Warum etwas reparieren, das nicht kaputt ist? In Zukunft kann dies durchaus verwendet werden, möglicherweise in Überschallflugzeugen (zum Beispiel hat Spike Aerospace ein Design ohne Kabinenfenster vorgeschlagen; interessanterweise hat das Design immer noch Cockpitfenster). Durch das Hinzufügen von Kameras und Displays wird eine weitere Komplexitätsebene hinzugefügt, die derzeit nicht erforderlich ist.

Es sind auch andere Aspekte zu berücksichtigen. Um dem Piloten eine Sicht zu bieten, die mindestens so gut ist wie die des ausfliegenden Flugzeugs, müssen Bilder von mehreren Kameras „zusammengefügt“ und angezeigt werden. Das System sollte dies ohne Verzögerung tun können (F-35 hatte ein ähnliches Problem beim Verbinden von Feeds von seinem DAS). Sofern es keinen zwingenden Grund für das Hinzufügen von Kameras und Displays gibt, bleibt die Windschutzscheibe erhalten.

"Das System sollte dies ohne Verzögerung tun können" Es gibt Studien darüber, wie viel "Verzögerung" ein Mensch bemerken kann und das nicht einmal "nicht kompensieren" kann. IIRC ist ungefähr 60 ms, was in der Computerzeit heutzutage Ewigkeit ist . Ich bezweifle sehr, dass das Verbinden statischer Kameras mit einem statischen Display das Problem war. Es war wahrscheinlich die Tatsache, dass die Displays des F-35 nicht statisch waren. Auch der F-35 verwendet sehr alte Computertechnologie.
Ein Grund dafür wäre, dass Windschutzscheiben teuer sind (> 20.000 USD) und eine ziemlich hohe Ausfallrate aufweisen. Meiner Erfahrung nach halten Windschutzscheiben Nr. 1 bei einer kommerziellen Fluggesellschaft etwa 6 Jahre. Sie sind auch sehr schwer. Sie erzeugen eine Schwachstelle im Rumpf, die eine schwerere Struktur erfordert, und erzwingen normalerweise eine aerodynamische Form, die weniger als die Idee ist. Es gibt also andere Gründe als Laserpointer, dies zu tun.
@Sam, Ich bin mir nicht sicher, wie hoch die Verzögerung ist, aber ich weiß, dass die Verzögerung im Video Probleme bei KC-10-Tankbetreibern verursacht. Grundsätzlich gibt es genügend Verzögerung, um den Bediener zu veranlassen, die vom Piloten induzierte Oszillation zu starten. Ich weiß, dass an den Fernbetankungsstationen KC-767 und KC-46 viel Arbeit geleistet wurde, um so viel Verzögerung wie möglich zu beseitigen, was mit der heutigen Technologie natürlich einfacher ist. Das andere Problem bei Fernbetankungen aus der Luft ist der Verlust der Tiefenwahrnehmung.
Nun, ich hoffe, sie bekommen dieses Patent dann nicht! Offensichtlich hat das NASA-Flugzeug dies bereits zuvor getan, es ist also keine neue Idee.
@Sam Ungefähr 60 ms? Schlagen Sie vor, dass ein Mensch eine Bildrate von 17 FPS nicht bemerken würde? Wenn ja, kenne ich viele Spieler, die Ihnen unerbittlich widersprechen werden.
@reirab - 60 ms Latenz, kein 60 ms Aktualisierungszyklus. Sie sehen Dinge 60 ms nachdem sie geschehen sind.
@reirab, das ist überhaupt nicht das, was ich sage. Latenz und Bildwiederholfrequenz haben nichts miteinander zu tun.
60 ms scheinen eine Ewigkeit in der Computerzeit zu sein, aber viele digitale Videosysteme arbeiten mit einer Kamera, die 60 Bilder / Sekunde aufzeichnet (beginnen Sie mit 16 ms Latenz von einem Bild zum nächsten) und warten Sie, bis ein ganzes Bild geladen ist RAM, bevor Sie mit der Verarbeitung beginnen (dies können weitere 15 ms sein), führen Sie dann eine Verarbeitung durch und führen Sie sie dann einem Display zu (dies können weitere 15 ms sein). Wenn die Timings des Eingangs- und Ausgangsrahmens nicht synchronisiert sind, kann dies zu weiteren 15 ms für die Mischung führen. Ziemlich traurig, wenn man bedenkt, dass altes analoges Video eine Worst-Case-Latenz von 17 ms für Zeitraffer hatte.
Peter Wone
2016-02-20 18:20:51 UTC
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Das sollte ... aufregend ... während eines Stromausfalls sein.

Viel Glück bei der Zulassung für den Einsatz überall auf der Welt. In vielen Ländern kann man nicht einmal ein Cockpit aus reinem Glas bauen . Ebenso können Sie alle Kameras haben, die Sie mögen, vorausgesetzt, Sie können immer noch aus dem Fenster schauen.

Es ist zwar technisch machbar, aber keine gute Idee.

phiz
2016-02-20 04:41:55 UTC
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Etwas, aber die mangelnde Tiefenwahrnehmung kann ein Problem auf den Rollwegen sein.

Aber wenn es um Laser geht, sollten sie meiner Meinung nach etwas Ähnliches wie die von Schweißern verwendeten automatischen Verdunkelungslinsen installieren Frontscheiben.

Sie können dieses Problem zumindest mithilfe von VR-Headsets (z. B. [Oculus Rift] (https://en.wikipedia.org/wiki/Oculus_Rift)) reduzieren, wenn nicht sogar vollständig lösen. Sie können sogar Kameras an das Headset selbst anschließen und Lassen Sie das System so programmieren, dass das Innere des Cockpits angezeigt wird, es sei denn, der Pilot schaut, wo sich sonst die Fenster befinden würden.
sn tekur
2016-05-25 13:48:12 UTC
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Technisch möglich, aber nicht sehr komfortabel. In einem ersten Schritt könnten fensterlose Passagierflugzeuge versucht werden. In überfüllten indischen Bussen mit Fenstern, die von undurchsichtigem Werbematerial überflutet werden, ist es sehr beunruhigend, nicht zu wissen, wo Sie angekommen sind. Passagiererlebnisse können als Ausgangspunkt genommen werden. Auch die Erfahrung von Astronauten könnte berücksichtigt werden ....



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