Виктор Кожевников,
генеральный директор ФГУП «НИИ «Платан» с заводом при НИИ»Владимир Уласюк,
первый заместитель генерального директора – главный конструктор ФГУП «НИИ «Платан» с заводом при НИИ», профессор, доктор физико-математических наук, лауреат Государственной премии СССР
Сегодня основным устройством отображения информации летательных аппаратов считаются активноматричные жидкокристаллические видеомодули (АМЖКВ), практически вытеснившие, за редким исключением, индикаторы на базе электроннолучевых приборов (ЭЛП) головным разработчиком которых в России является ФГУП «НИИ «Платан» с заводом при НИИ».

При создании зарубежных авиационных АМЖКВ военного назначения, используемых в наиболее жестких условиях окружающей среды, применяются специальные активноматричные жидкокристаллические плоские экраны (АМЖКЭ), производимые фирмами Thales Avionics (Франция) и APC (США). Согласно требованиям заказчика, они должны сохранять работоспособность при температуре окружающей среды до 85°С. Это обеспечивается, применением жидкокристаллических материалов (ЖКМ) с «температурой просветления», достигающей 110°С, выше которой экраны неработоспособны.
При отрицательных рабочих температурах минимальные время готовности экрана и энергопотребление обеспечиваются тонкопленочным прозрачным нагревателем (ТПН), встроенным внутрь экрана в непосредственном тепловом контакте с ЖКМ, обладающим низкой температурой стеклования.
В зарубежной авионике, вследствие дороговизны специальных АМЖКЭ, в ряде случаев используются рагидизированные АМЖКВ, изготовленные на основе относительно дешевых коммерческих АМЖКЭ, предназначенных для бытовой техники и индустриального применения.
При создании рагидизированных АМЖКВ наиболее сложно обеспечить необходимую устойчивость к воздействию температуры окружающей среды в диапазоне от – 60°С до + 85°С и малое время готовности экрана при низких температурах, поскольку даже в коммерческих АМЖКВ индустриального применения температура просветления ЖКМ не превышает 85°С, а нижний предел рабочей температуры в основном находится в диапазоне от нуля до – 10°С.
По этой причине для работы при низких температурах в рагидизированных АМЖКВ приходится использовать внешний ТПН и дополнительные спиральные подогреватели флуоресцентных ламп подсветки.
Возможность работы АМЖКЭ при высоких уровнях внешней освещенности обеспечивается повышением яркости АМЖКВ до 1000 кд/м2 и применением приклеенных оптически прозрачным клеем к АМЖКЭ защитных приэкранных антиотражающих фильтров, уменьшающих коэффициент отражения экрана в видимом диапазоне спектра до величины менее 0,5%.
Однако в случае прямой солнечной засветки экрана АМЖКВ в кабинах боевых самолетов плотность световой мощности может достигать 1000 Вт/м2, что в совокупности с необходимой при этом повышенной световой мощностью подсветки приводит к повышению температуры экрана на 40°С за счет частичного поглощения света в нем. В таких условиях при рабочей температуре 85°С даже для специальных зарубежных АМЖКЭ с повышенной температурой просветления допускается лишь кратковременная работа.
Обеспечение работоспособности рагидизированных АМЖКВ при повышенной рабочей температуре 85°С в условиях сильной внешней засветки является достаточно сложной технической задачей, поскольку в этом случае для обеспечения долговременной работы необходимо не только отводить выделяемое тепло, как в традиционных конструкциях АМЖКВ, но и охлаждать АМЖКЭ.
При этом охладитель должен работать при относительно небольшом перепаде температур, то есть в режиме теплового насоса, с чем наилучшим образом справляются термоэлектрические модули (ТЭМ). Они обладают такими преимуществами по сравнению с другими типами охладителей, как бесшумность, отсутствие подвижных частей и рабочих жидкостей, возможность работы в любом пространственном положении, малые размеры и вес, высокая надежность (наработка на отказ составляет не менее 200000 ч), возможность реализации охлаждения и подогрева в одном блоке (достигается сменой полярности напряжения питания ТЭМ), наивысшая эффективность при мощностях охлаждения до нескольких десятков ватт и низкая стоимость.
Технология рагидизации коммерческих АМЖКЭ, реализующая описанные конструктивные решения, разработана совместно с ЗАО «Элтан» и ФГУП «НИИ «Платан» с заводом при НИИ» освоило производство видеомодулей на их основе.
Рагидизированные АМЖКВ (рис. 1 а, б, в) обладают параметрами, указанными в таблице 1.
Требования по стойкости к механическим и вибрационным нагрузкам, высокой влажности, повышенному и пониженному давлению решены использованием технологии инкапсуляции АМЖКЭ, выбором герметиков и клеев с удовлетворительными вибро и ударопоглощающими свойствами, а также герметизацией защитного корпуса. Совместимость
АМЖКВ с диагональю 10 см с приборами ночного видения достигается использованием встроенного полноцветного фильтра ИК-отсечки.

Таблица 1

Таблица 1

В АМЖКВ с диагональю 54 см применен антивандальный при экранный фильтр. В АМЖКВ с диагоналями 26 и 54 см используется LVDS интерфейс, в АМЖКВ с диагональю 10 см применен TTL интерфейс (возможна модификация с LVDS интерфейсом); во все АМЖКВ встроен микропроцессорный контроллер управления яркостью экрана и системой термостабилизации с оптическими и температурными датчиками.
Несмотря на широкое использование плоских индикаторов в авионике, остаются области, в которых ЭЛП все еще находятся вне конкуренции, например проекционные системы отображения информации на лобовом стекле.
Система отображения визуальной информации на лобовом стекле летательного аппарата, в зарубежной литературе известная как Head Up Display (HUD), является одной из важнейших в радиоэлектронном оборудовании современных военных самолётов.
Индикатор на лобовом стекле самолета (ИЛС) предназначен для формирования на фоне закабинного пространства коллимированного изображения, содержащего символьную навигационно-пилотажную и специальную информацию, а в некоторых случаях одновременно и телевизионную информацию, воспринимаемую пилотом без аккомодации зрительного аппарата.
Источником изображения в ИЛС является высокояркостный проекционный ЭЛП, экран которого совмещён с передней фокальной поверхностью оптической системы, формирующей и проецирующей изображение с экрана ЭЛП в закабинное пространство.
ЭЛП для ИЛС должны обладать высокими яркостью и разрешающей способностью, обеспечивающими надёжную и достоверную наблюдаемость информации в условиях интенсивной внешней солнечной засветки в диапазоне 75…100 тыс. люкс. Надежное и комфортное считывание информации крайне важно еще и потому, что летчик современного боевого самолета испытывает огромные физические перегрузки.
Выпускавшиеся ранее отечественной промышленностью ЭЛП для ИЛС обладали яркостью на уровне 15000 тыс. кд/м2. Ширина сфокусированной линии в ЭЛТ составляла 0,13–0,15 мм. Эти параметры не обеспечивают необходимых эргономических требований к современным ИЛС. В то же время за рубежом выпускались ЭЛП с параметрами, заметно превышавшими указанные.
В НИИ «Платан» начиная с 2004 г. выполнены разработки, завершившиеся созданием проекционных коллиматорных ЭЛП для ИЛС нового поколения, обладающих повышенной яркостью и разрешающей способностью.
Так, ЭЛП «Лидер» (6ЛМ15И) имеет яркость светящейся линии на уровне 25 000…30 000 кд/м2 и ширину сфокусированной линии 0,1 мм. Прибор выполнен в комплексированном исполнении, включающем электроннолучевую трубку (ЭЛТ), электромагнитную отклоняющую систему, крепёжный фланец, защитный магнитный экран и гибкие выводы.
Этот прибор используется в настоящее время в ИЛС учебно-боевого самолёта Як-130, разработанном ОКБ «Электроавтоматика».
По заданию ФНПЦ «РПКБ» в НИИ «Платан» разработан проекционный коллиматорный ЭЛП с диаметром экрана 75 мм для широкоугольных коллиматорных индикаторов (ШКАИ). В этом ЭЛП за счёт использования высокоэффективных люминофоров и специальной конструкции экрана яркость свечения линии доведена до 50 000 кд/м2. При столь высокой яркости прибор имеет высокую разрешающую способность – ширина сфокусированной линии равна 0,1 мм. ЭЛП также выполнен в комплексированном исполнении, аналогичном ЭЛП «Лидер».
На базе этого прибора в ФНПЦ «РПКБ» ведутся разработки широкоугольных коллиматорных индикаторов для самолетов МиГ-29КУБ и Су-35.
Другим конкурентоспособным направлением являются разработки высокояркостных миниатюрных ЭЛП для нашлемных систем отображения информации. Дисплеи на основе таких ЭЛП крепятся на шлеме лётчика и с помощью специальной оптики формируют в поле его зрения изображение с экрана ЭЛП. С помощью нашлемного индикатора лётчик может одновременно следить за закабинным пространством и считывать оперативную информацию с экрана такого микродисплея.
В НИИ «Платан» проведена разработка такого ЭЛП. Прибор имеет встроенную отклоняющую систему, магнитный экран и гибкие выводы.
Диаметр рабочей части экрана 12 мм. При анодном напряжении 8 кВ яркость линии в зеленом цвете свечения составляет 24 000 кд/м2 при ширине линии 0,025 мм. Длина прибора 65 мм без гибких выводов, масса 40 гр.

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (проголосуйте)
Загрузка...