قمرة قيادة زجاجية

قمرة القيادة الزجاجية هي قمرة قيادة ، كما هو مستخدم في الطائرات والمركبات الفضائية، تتميز بمجموعة من شاشات عرض أجهزة الطيران الإلكترونية (الرقمية) ، وعادةً ما تكون شاشات LCD كبيرة ، بدلاً من العدادات والمؤشرات التناظرية التقليدية. ^{[ 1 ]} بينما تعتمد قمرة القيادة التقليدية على العديد من المؤشرات الميكانيكية (المعروفة باسم "مؤشرات البخار") لعرض المعلومات، تستخدم قمرة القيادة الزجاجية عدة شاشات متعددة الوظائف وشاشة عرض رئيسية للرحلة يتم تشغيلها بواسطة أنظمة إدارة الطيران ، والتي يمكن تعديلها لعرض معلومات الرحلة حسب الحاجة. هذا يُبسط تشغيل الطائرة والملاحة، ويسمح للطيارين بالتركيز فقط على المعلومات الأكثر أهمية. كما أنها تحظى بشعبية لدى شركات الطيران لأنها عادةً ما تُغني عن الحاجة إلى مهندس طيران ، مما يوفر التكاليف. في السنوات الأخيرة، أصبحت هذه التقنية متاحة على نطاق واسع في الطائرات الصغيرة أيضًا.

مع تطور شاشات الطائرات، تطورت معها أجهزة الاستشعار التي تغذيها. فقد استُبدلت أجهزة الطيران الجيروسكوبية التقليدية بأنظمة مرجعية إلكترونية للوضع والاتجاه (AHRS) وحواسيب بيانات الهواء (ADCs)، مما حسّن الموثوقية وخفّض التكاليف والصيانة. وعادةً ما تُدمج أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS) في قمرات القيادة الزجاجية.

استخدمت قمرات القيادة الزجاجية المبكرة، الموجودة في طائرات ماكدونيل دوغلاس MD-80 ، وبوينغ 737 كلاسيك ، و ATR 42 ، و ATR 72 ، وإيرباص A300-600 و A310 ، أنظمة أجهزة الطيران الإلكترونية (EFIS) لعرض معلومات الوضع والملاحة فقط، مع الإبقاء على العدادات الميكانيكية التقليدية لسرعة الهواء والارتفاع والسرعة الرأسية وأداء المحرك. أما طائرات بوينغ 757 و767-200 /-300 فقد قدمت نظامًا إلكترونيًا لمؤشرات المحرك وتنبيه الطاقم (EICAS) لمراقبة أداء المحرك مع الإبقاء على العدادات الميكانيكية لسرعة الهواء والارتفاع والسرعة الرأسية.

حلت قمرات القيادة الزجاجية الحديثة، الموجودة في طائرات بوينغ 737NG و747-400 و767-400 و 777 وإيرباص A320 ، بالإضافة إلى طائرات إيرباص اللاحقة وإليوشن Il-96 وتوبوليف Tu-204، محل العدادات الميكانيكية وأضواء التحذير في الأجيال السابقة من الطائرات بشكل كامل. وبينما احتفظت الطائرات المجهزة بقمرة قيادة زجاجية خلال أواخر القرن العشرين بمقاييس الارتفاع التناظرية ومؤشرات الوضع وسرعة الهواء كأجهزة احتياطية في حال تعطل شاشات نظام معلومات الطيران الإلكتروني (EFIS)، فإن الطائرات الحديثة تستخدم بشكل متزايد أجهزة احتياطية رقمية أيضًا، مثل نظام الأجهزة الاحتياطية المتكامل .

لوحة العدادات التناظرية لطائرة C-5A

لوحة عدادات C-5M "زجاجية" مطورة

ظهرت قمرات القيادة الزجاجية في الطائرات العسكرية في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات؛ ومن الأمثلة المبكرة على ذلك إلكترونيات الطيران Mark II الخاصة بطائرة F-111D (التي طُلبت لأول مرة في عام 1967، وتم تسليمها من عام 1970 إلى عام 1973)، والتي تميزت بشاشة عرض متعددة الوظائف .

قبل سبعينيات القرن العشرين، لم تكن عمليات النقل الجوي تُعتبر بالغة التعقيد لدرجة تستدعي استخدام معدات متطورة كشاشات عرض الطيران الإلكترونية. كما أن تكنولوجيا الحواسيب لم تكن قد وصلت إلى مستوى يسمح بتوفير إلكترونيات خفيفة الوزن وقوية بما يكفي. إلا أن ازدياد تعقيد طائرات النقل، وظهور الأنظمة الرقمية، وتزايد الازدحام الجوي حول المطارات، بدأت تُغير هذا الوضع.

كانت طائرة بوينغ 2707 من أوائل الطائرات التجارية المصممة بقمرة قيادة زجاجية. كانت معظم أجهزة قمرة القيادة لا تزال تناظرية، ولكن كان من المقرر استخدام شاشات أنبوب أشعة الكاثود (CRT) لمؤشر الوضع ومؤشر الوضع الأفقي (HSI). إلا أن مشروع 2707 أُلغي عام 1971 بعد صعوبات تقنية بالغة، وانتهاء تمويل المشروع من قبل الحكومة الأمريكية.

كانت طائرات النقل المتوسطة في منتصف سبعينيات القرن الماضي تحتوي على أكثر من مئة جهاز تحكم في قمرة القيادة، وكانت أجهزة الطيران الأساسية مكتظة بالفعل بالمؤشرات والأشرطة والرموز، وكان العدد المتزايد من عناصر قمرة القيادة يتنافس على مساحة قمرة القيادة واهتمام الطيار. ^{[ 3 ]} ونتيجة لذلك، أجرت وكالة ناسا أبحاثًا على شاشات عرض قادرة على معالجة بيانات نظام الطائرة وبيانات الرحلة الخام وتحويلها إلى صورة متكاملة وسهلة الفهم لحالة الرحلة، وتُوِّجت هذه الأبحاث بسلسلة من الرحلات التجريبية التي أثبتت فعالية نظام قمرة قيادة زجاجي متكامل.

يتجلى نجاح مشروع قمرة القيادة الزجاجية الذي تقوده وكالة ناسا في القبول التام لشاشات العرض الإلكترونية المستخدمة في الطيران. وقد تحسنت سلامة الرحلات وكفاءتها بفضل فهم الطيارين المحسن لوضع الطائرة بالنسبة لبيئتها (أو ما يُعرف بـ " الوعي الظرفي ").

بحلول نهاية التسعينيات، أصبحت شاشات الكريستال السائل (LCD) الخيار المفضل لدى مصنعي الطائرات نظرًا لكفاءتها وموثوقيتها ووضوحها. كانت شاشات LCD السابقة تعاني من ضعف الوضوح في بعض زوايا الرؤية وبطء الاستجابة، مما جعلها غير مناسبة للطيران. أما الطائرات الحديثة مثل بوينغ 737 الجيل التالي ، و 777 ، و717 ، و747-400ER ، و747-8F ، و767-400ER ، و747-8 ، و 787 ، وعائلة إيرباص A320 (الإصدارات اللاحقة )، و A330 (الإصدارات اللاحقة)، و A340-500/600 ، و A340-300 (الإصدارات اللاحقة)، و A380 ، و A350، فهي مزودة بقمرات قيادة زجاجية تتكون من وحدات LCD. ^{[ 4 ]}

أصبحت قمرة القيادة الزجاجية من التجهيزات القياسية في الطائرات التجارية ، وطائرات رجال الأعمال ، والطائرات العسكرية . وقد زُوّدت بها مركبات مكوك الفضاء التابعة لناسا: أتلانتس ، وكولومبيا ، وديسكفري ، وإنديفور ، بالإضافة إلى مركبة سويوز TMA الروسية التي أُطلقت لأول مرة عام 2002. وبحلول نهاية القرن، بدأت قمرات القيادة الزجاجية بالظهور في طائرات الطيران العام أيضًا. في عام 2003، أصبحت طائرتا SR20 و SR22 من شركة سيروس ديزاين أول طائرتين خفيفتين مزودتين بقمرة قيادة زجاجية، والتي أصبحت قياسية في جميع طائرات سيروس. وبحلول عام 2005 ، حتى الطائرات التدريبية الأساسية مثل بايبر شيروكي وسيسنا 172 كانت تُشحن بقمرة قيادة زجاجية كخيار إضافي (وهو الخيار الذي اختاره جميع العملاء تقريبًا)، بالإضافة إلى العديد من طائرات النقل الحديثة مثل دايموند DA42 . تتميز طائرة لوكهيد مارتن إف-35 لايتنينغ 2 بشاشة لمس بانورامية لقمرة القيادة، تحل محل معظم المفاتيح والأزرار الموجودة في قمرة قيادة الطائرة. وتحتوي طائرة سيروس فيجن إس إف 50 المدنية على نفس الشاشة، والتي يطلقون عليها اسم "بيرسبكتيف تاتش" (Perspective Touch) لقمرة القيادة الزجاجية.

بما أن تشغيل الطائرات يعتمد على أنظمة قمرة القيادة الزجاجية، يجب تدريب أطقم الطيران على التعامل مع الأعطال. وقد شهدت عائلة طائرات إيرباص A320 خمسين حادثة فقدت فيها عدة شاشات عرض معلومات الطيران. ^{[ 6 ]}

في 25 يناير 2008، تعرضت رحلة الخطوط الجوية المتحدة رقم 731 لعطل خطير في قمرة القيادة الزجاجية، مما أدى إلى فقدان نصف شاشات نظام مراقبة الطائرة المركزي الإلكتروني (ECAM)، بالإضافة إلى جميع أجهزة الراديو، وأجهزة الإرسال والاستقبال، ونظام تجنب الاصطدام المروري ( TCAS )، ومؤشرات الوضع. ^{[ 7 ]} تمكن الطيارون من الهبوط في مطار نيوارك دون اتصال لاسلكي في ظروف جوية جيدة وضوء النهار.

قدمت شركة إيرباص حلاً اختيارياً، اقترحه المجلس الوطني لسلامة النقل الأمريكي (NTSB) على إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية (FAA) كحل إلزامي، إلا أن إدارة الطيران الفيدرالية لم تجعله شرطاً بعد. ^{[ 8 ]} تتوفر نشرة حقائق أولية من المجلس الوطني لسلامة النقل. ^{[ 9 ]} ونظراً لاحتمالية انقطاع التيار الكهربائي، تحتوي الطائرات ذات قمرة القيادة الزجاجية أيضاً على نظام أجهزة احتياطي متكامل يتضمن (كحد أدنى) أفقاً اصطناعياً ومقياس ارتفاع ومؤشر سرعة جوية . وهو منفصل إلكترونياً عن الأجهزة الرئيسية ويمكنه العمل لعدة ساعات ببطارية احتياطية.

في عام 2010، نشر المجلس الوطني لسلامة النقل دراسة أجريت على 8000 طائرة خفيفة من طراز الطيران العام. وخلصت الدراسة إلى أنه على الرغم من انخفاض معدل الحوادث الإجمالي في الطائرات المجهزة بقمرات قيادة زجاجية، إلا أنها كانت أكثر عرضة للتورط في حوادث مميتة. ^{[ 9 ]} وقد صرح رئيس المجلس الوطني لسلامة النقل ردًا على الدراسة بما يلي: ^{[ 10 ]}

من الواضح أن التدريب أحد المكونات الرئيسية لتقليل معدل حوادث الطائرات الخفيفة المجهزة بقمرة قيادة زجاجية، وتُظهر هذه الدراسة بوضوح أهمية التدريب المناسب على هذه الأنظمة المعقدة، والتي قد تكون مسألة حياة أو موت... في حين أن الابتكارات التكنولوجية وأدوات إدارة الطيران التي توفرها الطائرات المجهزة بقمرة قيادة زجاجية لمجتمع الطيران العام من شأنها أن تقلل من عدد الحوادث المميتة، إلا أننا لم نشهد ذلك -للأسف- يحدث.

• نظام عرض قمرة القيادة
• شاشة عرض الرحلة الرئيسية
• نظام أجهزة الطيران الإلكترونية
• ARINC 661
• مجموعة أدوات إلكترونية
• شاشة عرض رأسية
• فرط المعلومات

• فريد جورج (23 مارس 2017). "البساطة هي الجمال: مزايا تبسيط قمرة القيادة" . مجلة الطيران التجاري ورجال الأعمال . شبكة أسبوع الطيران.