Введение
С каждым годом мобильные защищённые ПК находят всё больше применений в различных сферах жизнедеятельности человека. Теперь они занимают и ниши, в которых традиционно использовались либо громоздкие стационарные промышленные или бортовые компьютеры, либо и вовсе приходилось применять морально устаревшую бумажную документацию. О надёжности защищённых мобильных ПК и планшетов можно судить в том числе и потому, что они нашли применение в такой области, как авиация, где требования к надёжности являются одними из важнейших, ведь без преувеличения от оборудования, используемого в воздухе, зависят жизни людей [1].
Планшеты в военной авиационной технике
Пилотам военных вертолётов и истребителей нужны самые экономные, мощные и прочные планшеты из существующих на рынке. Поэтому, когда быстрорастущая британская оборонная компания Inzpire узнала о возможностях защищённого 7-дюймового планшета Panasonic Toughbook FZ-M1 (рис. 1), было решено вместе с заказчиками провести модернизацию систем навигации вертолётов с применением этого передового устройства.
![Рис. 1. Эксплуатация планшета FZ-M1 во время предполётной подготовки](/images_cta/articles/2015/2015-4/cta2015-4pr_page48_pic1.jpg)
Теперь у Inzpire есть авиационные планшетные системы на базе Toughbook FZ-M1, поставляемые клиентам на национальном и международном уровнях. При этом очень быстро возрастает и темп модернизации оборудования. Inzpire производит передовые системы для бортового и наземного использования во всех видах войск, обучает британскую армию управлению вертолётами Apache, проводит инструктаж пилотов королевских ВВС и является экспертом в моделировании и синтетическом окружении.
На данный момент на обслуживании у компании Inzpire находится приблизительно 400 планшетных систем по всему миру. В настоящее время они используются на более чем 15 различных авиационных платформах в военных вертолётах и реактивных самолётах. Устройства применяются в системах выполнения боевой задачи на базе планшетов и обеспечивают следующие возможности: цифровая движущаяся карта, навигация, обеспечение безопасности полётов и электронная система бортовой документации. Система содержит всю необходимую экипажу информацию, позволяющую повысить эффективность выполнения задачи и снизить рабочую нагрузку кабины. Эти приложения дают экипажу возможность выполнения боевых задач без связи с наземной сетью, в то же время систему можно просто использовать как движущуюся карту или справочное устройство, настолько универсальна её архитектура.
Защищённый планшет FZ-M1, внедряемый в настоящее время военными заказчиками Inzpire, во время изучения рынка был абсолютным лидером по своим характеристикам среди наиболее современных планшетов. 7-дюймовый планшет Panasonic великолепно показал себя в небольших кабинах военных самолётов: он относительно мал, чтобы не мешать средствам управления полётом, и в то же время имеет довольно большой и удобный для просмотра информации экран. Он может использоваться со стандартными перчатками военных пилотов, необходимыми для безопасной работы, и достаточно защищён, чтобы работать в суровой военной обстановке, что часто упускается из виду при выборе планшета для такого применения.
Возможность замены аккумулятора в процессе работы оказалась очень полезной опцией при эксплуатации планшета. Вертолёт, в частности, должен иметь возможность выполнения долгих боевых вылетов без задержек для смены аккумулятора; экипажу необходимо приземляться в любом подходящем месте, дозаправлять машину, вставлять новый аккумулятор в планшет, докладывать командованию и быстро лететь к следующей цели. Выключать устройство и тратить время на зарядку несъёмного аккумулятора – непозволительная роскошь. FZ-M1 соответствует этим требованиям. Очень немногие планшеты такого форм-фактора имеют в настоящее время возможность замены аккумулятора в процессе работы. Качество изображения на экране Toughpad FZ-M1, с точки зрения яркости, чёткости и угла просмотра, также очень впечатляет. Когда вы смотрите на другие планшеты не прямо, а под большим углом, во многих случаях трудно считывать информацию с дисплея, а ведь это крайне важно при использовании в кабине пилота, где обычно не удаётся обеспечить правильный угол обзора и хорошую освещённость.
Служба технической поддержки Panasonic также показала себя с положительной стороны в данном проекте в вопросе обновления технологии GPS на планшетах. По запросу клиента технология GPS в FZ-M1 была обновлена до последней версии UBlox M8 в течение нескольких недель. Представитель компании Inzpire сообщил, что лётные испытания, проводимые Inzpire с Panasonic Toughpad FZ-M1, прошли очень успешно. Большой объём картографических данных на основе стереоскопических спутниковых снимков требует от устройства высокой эффективности и производительности, и отзыв был очень позитивным. По мнению представителя компании, преимущества, которые Inzpire получает от применения новых планшетов, с лихвой компенсируют затраты. Они дали существенное повышение безопасности и производительности в сочетании с уже проверенной защитой от ударов, падений, пыли и влаги, электромагнитного воздействия, а также дополнительные функции. Вряд ли в настоящее время на рынке есть другие устройства с подобными возможностями.
Разработанный для эксплуатации в полевых условиях работниками различных сфер планшет FZ-M1 – это безвентиляторное устройство на основе процессора Intel Core четвёртого поколения. Этот новый мощный процессор сочетает исключительную производительность с очень низким расходом энергии (всего 4,5 Вт по сравнению с обычными 15 Вт), что позволяет снизить выделение тепла до минимума.
Toughpad FZ-M1 поставляется с 4 Гбайт оперативной памяти (может быть расширена до 8 Гбайт) и твердотельным накопителем 128 Гбайт (можно увеличить до 256 Гбайт). Имея массу всего 540 г и толщину 18 мм, планшет Panasonic Toughpad FZ-M1 универсален благодаря своим портам конфигурации и интегрируемому модулю расширения. В числе дополнительно интегрируемых функций модуль мобильной широкополосной сети 4G, GPS и возможность подключения внешней антенны транспортного средства. Функции интегрируемого модуля расширения включают порты Mini-Serial и LAN, модуль NFC, устройство чтения смарт-карт, сканер одномерных и двумерных штрих-кодов и меток UHF RFID и возможность «горячей» замены батареи. Стандартно Toughpad FZ-M1 поставляется с портами USB 3.0, MicroSD, MicroSIM, разъёмами для гарнитуры и питания постоянного тока.
Благодаря использованию новейших жидкокристаллических технологий Toughpad FZ-M1 обеспечивает непревзойдённое качество изображения для пользователей 7-дюймовых планшетов, работающих внутри помещения или вне его. Экран с разрешением WXGA (1280×800 точек) имеет очень широкие углы обзора, усиленное стекло, высокую контрастность и яркость 500 кд/м2, а также антибликовое покрытие.
Он предназначен для использования при любой освещённости и поддерживает до 10 одновременных касаний. Семейство Toughpad соответствует тем же стандартам прочности и стойкости, что и полностью защищённые (Fully Rugged) ноутбуки Toughbook от Panasonic. Toughpad FZ-M1 прошёл испытания на падение с высоты 150 см, имеет степень защиты от пыли и воды IP65 и эффективно работает в температурном диапазоне от –10 до +50°C.
Защищённый планшет FZ-G1 в гражданской авиации
Достойная замена ноутбуку
Подразделение British Airways BA CityFlyer является первой авиакомпанией Великобритании, применяющей планшеты Panasonic для полётов из Лондонского аэропорта. Планшеты Toughpad FZ-G1 с ОС последнего поколения Windows 8 Professional используются инженерами и членами экипажей на борту каждого воздушного судна (рис. 2).
![Рис. 2. Планшет FZ-G1 позволяет работать в перчатках](/images_cta/articles/2015/2015-4/cta2015-4pr_page49_pic2.jpg)
Panasonic Toughpad играет роль электронного журнала класса 1, не требуя дорогостоящих модификаций или обновлений инфраструктуры на самом воздушном судне. Планшет служит для записи информации о полёте, технических данных по каждому полёту, а также показывает текущий статус технического обслуживания воздушного судна. Информация о полёте и технические данные заносятся в планшет с помощью сенсорного экрана, и передача информации на серверы, связанные с системой технического обслуживания BA CityFlyer, осуществляется немедленно. Это позволяет избежать ручного ввода данных, а также даёт возможность вывода страниц технического журнала в формате PDF. Таким образом инженеры и члены экипажа BA CityFlyer могут получать данные о воздушном судне в режиме реального времени с помощью веб-приложения или через систему технического обслуживания BA CityFlyer. Данный процесс является более точным и эффективным по сравнению с традиционными бумажными методами, он ускоряет передачу информации в систему технического обслуживания авиакомпании и предоставляет инженерам и экипажу воздушного судна актуальные сведения о его техническом состоянии. Это, в свою очередь, может снизить время подготовки воздушного судна к полёту и значительно облегчить планирование технического обслуживания. Приложение содержит также данные о топливе, с помощью которых создаются отчёты о выбросах углекислого газа, и другую информацию, например регламент процедуры удаления наледи в морозную погоду.
Планшеты Panasonic Toughpad пришли на смену ноутбукам Panasonic CF-19 Toughbook, которые использовались персоналом авиакомпании в течение последних 4 лет.
Сотрудники BA CityFlyer перешли на новый Toughpad из-за впечатляющих результатов тестирования планшета в рабочих условиях и с новым приложением. Panasonic Toughpad FZ-G1 хорошо подходит для этого нового проекта, потому что он на 50% легче предыдущих компьютеров CF-19 и создан специально, чтобы выдерживать тяжёлые условия эксплуатации на воздушном судне.
Модель Toughpad FZ-G1 была выпущена в январе 2013 года, это первый планшет Panasonic с ОС Windows 8 Pro, устойчивый к влаге, пыли и ударным нагрузкам и разработанный специально для сотрудников, работа которых протекает в поле или на транспортных средствах. Тонкий и лёгкий прибор, весящий всего 1,1 кг, оптимизирован для максимально эффективного использования новой функциональности операционной системы Windows 8 Pro. Он предусматривает два способа ввода информации: с помощью ёмкостного мультисенсорного экрана, поддерживающего до 10 одновременных касаний, и цифрового пера для таких задач, как электронная подпись. Экран размером 10,1 дюйма Full HD (с разрешением 1920×1200 точек), изготовленный по технологии IPSa, позволяет использовать устройство в любых условиях освещённости.
Модель FZ-G1 отвечает стандарту MIL-STD-810G и выдерживает падение с высоты 120 см, а также стандарту IP65 по защите от проникновения пыли и влаги.
Встроенная технология экономии энергии (в том числе датчик внешней освещённости) позволяет использовать Toughpad FZ-G1 в течение 8 часов при питании от стандартного 6-элементного аккумулятора, а от дополнительного 9-элементного аккумулятора устройство может работать до 16 часов. Аккумуляторы можно менять прямо в полевых условиях, что позволяет добиться нужной продолжительности работы устройства и снижения общей стоимости обслуживания по сравнению с обычными планшетами.
Модель FZ-G1 поставляется с высококачественной фронтальной веб-камерой HD 720p (стандартная комплектация) и дополнительной задней камерой 3 Mпиксел с двойной вспышкой для съёмки документов и съёмки в сложных условиях освещения.
Гибкая конфигурация портов позволяет настроить устройство в соответствии с потребностями; по заказу можно добавить порт USB 2.0, MicroSD, порт True Serial (RS-232), разъёмы LAN, GPS и устройство чтения смарт-карт. USB 3.0, Bluetooth 4.0, HDMI и Wireless LAN входят в стандартную комплектацию.
Toughpad FZ-G1 имеет процессор Intel Core i5-3437U vProTM третьего поколения, 3 Мбайт кэш-памяти, 1,9 ГГц (до 2,9 ГГц с технологией Intel Turbo Boost) и включает 4 Гбайт оперативной памяти и твердотельный накопитель 128 Гбайт (стандартная комплектация) или 256 Гбайт (по заказу).
«Швейцарский нож» авиатора
Предыдущая история успешного проекта является отнюдь не единственным примером, иллюстрирующим тенденцию перехода от защищённых ноутбуков к гораздо более удобным в авиационной области защищённым планшетам, когда размеры и масса устройства имеют немаловажное значение.
В инструментальной панели самолёта одной из самых загруженных авиакомпаний мира EasyJet используются только самые передовые технологии. Плотный график полётов, работа на большой высоте и широкая суточная амплитуда температур во время полётов – всё это означает, что оборудование должно выдерживать самые сложные условия эксплуатации и оставаться работоспособным.
Поэтому, когда в компании EasyJet стали искать замену защищённым ноутбукам CF-19 Panasonic, выбор сразу был сделан в пользу новых защищённых планшетов FZ-G1 того же производителя (рис. 3).
![Рис. 3. Применение FZ-G1 в кабине самолёта](/images_cta/articles/2015/2015-4/cta2015-4pr_page50_pic3.jpg)
Сначала основная задача защищённых ноутбуков Panasonic заключалась в том, чтобы заменить возню с бумажными документами массой более 20 кг, которые экипаж должен был брать с собой в каждый рейс. В этой документации содержатся важные сведения для пилотов, необходимые для расчёта времени взлёта и посадки, а также технические и маршрутные данные. Замена бумажных документов электронными руководствами в ноутбуках Panasonic Toughbook позволила значительно снизить расходы на топливо, а также повысить эффективность работы экипажа и сделать условия его труда более комфортными.
Изначально тестирование планшетов проводилось на рабочем месте и тренажёре, затем были проведены реальные испытания на высоте с использованием обычного потребительского планшета, которые показали, что пользовательское устройство не подходит для эксплуатации на воздушных судах. После данного тестирования было принято решение использовать защищённую продукцию.
Всего в компании EasyJet эксплуатируется 226 воздушных судов, на каждом из них используется два планшета с ОС Microsoft Windows 8 и приложениями для выполнения расчётов, работы с инженерной документацией и электронным маршрутным листом. Устройства закрепляются в специальной подставке в кабине пилотов и оснащены отдельным источником питания, специально разработанным для Panasonic Toughpad.
Особенно важен тот факт, что компания Panasonic решила провести сертификацию устройства на соответствие стандарту DO-160. Этот стандарт применяется при разработке электронных устройств, используемых в авиационных системах, и определяет требования к диапазону рабочих температур, высот, влажности и вибрационным нагрузкам.
В будущем EasyJet планирует внедрить в планшеты Panasonic Toughpad систему информирования экипажа, что позволит членам экипажа получать всю важную информацию о полёте с помощью единого устройства.
Семейство планшетов Toughpad отвечает тем же стандартам прочности и надёжности, что и модельный ряд ноутбуков Toughbook от Panasonic. Устройство также может использоваться в условиях экстремальных температур.
Приложение по расчёту мощности двигателей в гражданской авиации на планшете FZ-G1
Компания Finnair приобрела около 150 планшетов Toughpad FZ-G1 для использования в самолётах. В узкофюзеляжных самолётах Airbus два планшета предназначены для применения в кабине пилотов и один для экипажа. В широкофюзеляжных и дальнемагистральных самолётах Airbus в кабине пилотов используются три планшета, ещё один планшет предназначен для экипажа. Toughpad играет роль так называемой электронной системы бортовой документации. Планшеты пилотов содержат навигационные карты аэропортов, технические руководства – в общей сложности более 10 000 печатных страниц текста, а также различные приложения для пилотов. Помимо этого планшеты используются для расчёта мощности двигателей при взлёте и ведения технических журналов, они пришли на смену множеству бумажных карт и руководств.
Одно из главных компьютерных приложений, используемых в авиакомпании Finnair, – это приложение для расчёта мощности. Пилоты используют его для проверки выполнения требований по мощности и расчёта оптимальной мощности двигателей при взлёте. Значения мощности меняются в зависимости от массы воздушного судна, условий на взлётной полосе и в аэропорту.
Гораздо проще применять приложение для расчёта параметров двигателей на планшете, нежели графики для сверки мощности, которые до сих используют некоторые авиакомпании. С помощью технологии беспроводной передачи данных LTE легко обновлять приложения и получать для них технические данные. Планшет Toughpad для экипажа содержит руководства и инструкции по обслуживанию. С помощью планшета экипаж может также сообщать о потенциальных проблемах, например о необходимости почистить обивку кресла. В дальнейшем планируется отправлять на планшет информацию о пассажирах и другие данные о полёте.
Toughpad – замечательное решение для пилотов. Компьютеры в кабинах пилотов Finnair использовались с начала 1990-х годов. По мере устаревания этих устройств компания начала поиск новых решений. Планшет FZ-G1 в ходе тестирования проявил несколько уникальных достоинств. Одно из них – экран. Условия освещения в кабине очень изменчивы. Солнце может светить прямо в кабину, для таких случаев нужен очень яркий экран. С другой стороны, в условиях недостаточной освещённости яркость приборов и экранов приглушается, чтобы не мешать зрительному восприятию других объектов. В дополнение к стандартному регулированию яркости компанией Panasonic было создано специальное программное обеспечение, которое дало возможность ещё точнее настраивать яркость экрана планшета. Это решение позволило приблизить яркость экрана устройства к яркости приборов в кабине пилотов. Также планшет имеет удобные функциональные клавиши. Другие преимущества, выделенные группой пользователей при проведении тестирования: сменный аккумулятор, удобное электронное перо и не выскальзывающий из рук корпус.
Автономное пилотажно-навигационное средство
В завершение статьи хотелось бы рассказать и об отечественном опыте использования защищённых мобильных ПК в сфере авиации. Компания «ТеКнол» продемонстрировала в рамках Форума мобильных решений компании Panasonic в Москве автономное пилотажно-навигационное средство на базе полностью защищённого ноутбука CF-19 для воздушных судов МЧС России [2].
Компания специализируется на разработке и производстве высокотехнологичных инерциальных систем навигации и определения параметров движения подвижных объектов в широком диапазоне для наземных и авиационных применений. С 2003 года компания сотрудничает с корпорацией Panasonic. За эти годы ООО «ТеКнол» приобрело более 100 защищённых ноутбуков CF-19, которые являются частью автономного пилотажно-навигационного средства (ПНС-А).
Автономное пилотажно-навигационное средство – это аппаратно-программный комплекс, предназначенный для повышения безопасности полётов и улучшения навигационно-пространственной ориентировки в полёте. Программное обеспечение комплекса ПНС-А ориентировано на легко воспринимаемое графическое представление образа полёта , что позволяет снизить утомляемость лётчика при пилотировании в различных режимах полёта. ПНС-А дублирует основные функции штатного пилотажно-навигационного комплекса воздушного судна.
Функциональные возможности ПНС-А сравнимы с системами класса glass cockpit, в то же время ПНС-А является привносимым, легко устанавливаемым оборудованием и позволяет провести модернизацию пилотажно-навигационного оборудования воздушного судна без вмешательства в конструкцию приборной панели. Защищённые ноутбуки CF-19 от Panasonic смогли работать в тяжёлых условиях: вибрации, перепады давления, прямые солнечные лучи, необходимость долгого функционирования от аккумуляторной батареи в условиях низких температур. Из всех тестируемых ноутбуков CF-19 оказался самым надёжным (рис. 4).
![Рис. 4. Ноутбук CF-19 в составе комплекта ПНС-А, установленного в вертолёте МИ-8](/images_cta/articles/2015/2015-4/cta2015-4pr_page52_pic4.jpg)
Основные функции комплекса включают в себя:
- повышение безопасности полёта воздушного судна за счёт реализации режима предупреждения о столкновении с рельефом (препятствиями);
- отображение трёхмерной карты рельефа, препятствий и профиля полёта;
- построение безопасных маршрутов, схем взлёта и захода на посадку;
- заход на посадку на аэродром или площадку, подобранную с воздуха, в директорном режиме;
- обеспечение полного цикла подготовки и производства полётов, от формирования базы данных (карты рельефа, навигационные точки) до разбора полётов.
Функции ПНС-А в полете:
- предупреждение экипажа о столкновении с рельефом (препятствием) реализовано в ПНС-А по двум каналам: первый – это звуковая и световая сигнализация об отклонении воздушного судна ниже минимально безопасной высоты полёта, изображаемой на экране красной линией, перпендикулярной направлению полёта и повторяющей очертания рельефа в 3D, высота этой линии над рельефом задаётся инструкцией экипажу; второй – это изменение цвета отображения рельефа местности в зависимости от истинной высоты полёта;
- полёт по маршруту: во время выполнения полёта при необходимости лётчик может оперативно применить режим Go To и изменить маршрут, для этого достаточно обозначить пункты нового маршрута на карте, активный маршрут полёта изменится автоматически;
- заход на посадку: база данных ПНС-А содержит схемы взлёта и захода на посадку на аэродромы в зоне выполнения полёта. При подлёте к аэродрому достаточно выбрать курс захода, нужная схема будет загружена автоматически.
Технические характеристики мобильных и планшетных ПК, рассматриваемых в статье, приведены в таблице 1.
Заключение
Благодаря новейшим технологиям, которые начинают повсеместно использоваться производителями защищённых мобильных ПК, мы можем наблюдать, как всё новые и новые отрасли признают широкие возможности планшетов и ноутбуков в промышленном исполнении и оценивают коммерческую выгоду от их применения. Огромные возможности расширения и использования промышленных интерфейсов позволяют промышленным защищённым планшетам стать действительно незаменимыми инструментами в любой отрасли. Мы уже рассматривали использование универсальных защищённых планшетов в корпоративном секторе и приводили результаты исследования, проведённые отделом маркетинга компании Panasonic, где рассматриваются причины, благодаря которым защищённые планшеты всё чаще можно встретить на не характерных для них ранее рынках [3].
Богатые возможности расширения и использования промышленных интерфейсов позволяют промышленным защищённым планшетам стать действительно незаменимыми инструментами в любой отрасли. ●
Литература
- Компьютерные решения Panasonic в авиации [Электронный ресурс] // Режим доступа : http://business.panasonic.ru/computer-product/solutions-data/aviation
- Автономное пилотажно-навигационное средство [Электронный ресурс] // Режим доступа : http://www.teknol.ru/products/aviation/pns
- Д. Кабачник. Универсальный планшет на базе Windows и Android // Современные технологии автоматизации. – 2015. – № 3.
Автор – сотрудник
фирмы ПРОСОФТ
Телефон: (495) 234-0636
E-mail: info@prosoft.ru