ガラスのコックピットは、飛行、ナビゲーション、エンジン、およびシステムデータを統合したインターフェイスにアナログゲージを交換することにより、航空を変革しました。 これらの大型スクリーンは、パイロットの状況意識を高め、機器パネルの体重を減らし、メンテナンスを簡素化します。 しかし、航空機がより電気的および範囲の要件が増えるにつれて、コックピットディスプレイのパワードを最小限に抑えることは重要な設計目標となっています。 ディスプレイ技術の最近の革新、光学、およびパワー管理は、重要な省エネを、妥協することなく提供しています。 信頼性、または重要な操作のための重要な操作、および信頼性、および信頼性。

ディスプレイのパワー消費量の基礎

イノベーションを認めるには、パワーがコックピットディスプレイで消費される場所を理解するのに役立ちます。 典型的なavionicsグレードLCDは、合計表示電力の70〜80%を占めるバックライトユニット(多くの場合、LEDベース)に依存しています。 液晶層、ロジックボード、タッチオーバーレイ、および周囲の光センサーは、それぞれより小さな分岐に貢献します。 明るい日光下での可読性を維持しながらバックライト電力を削減することは、中央の課題です。 透過率、電気回路、および光センサーの適応性を低減し、はるかに低減します。

エコロジーの有機発光ダイオード(OLED)

OLEDディスプレイは、バックライトの必要性を排除し、ピクセルによって光ピクセルを発光します。 このアーキテクチャは、夜間操作に必要な知覚された明るさを減らすことができる、優れた黒レベルとコントラストを提供します。 最近の航空グレードのOLEDは、蛍光有機材料を採用し、以前の蛍光OLEDよりも高い発光効率性を実現します。 製造業者はまた、暗い領域でピクセルを完全にオフにし、同じ画像を示す同等のLCDと比較して最大50%の切断力を開発しています。

耐久性と認定の進捗

歴史上、OLEDは、より短い寿命と湿気とUV劣化に対する感受性に苦しんでいます。薄膜バリアやゲッターレイヤーを含む新しいカプセル化技術は、コックピット条件下で50,000時間を超える運用寿命を延ばしました。 ]ユニバーサルアビオニクス]のような企業は、ビジネスジェット用のOLED二次ディスプレイを認証し、技術がDO-160環境試験基準を満たすことができることを実証しています。

夜と二度星座の節電

OLED は平均ピクセル明るさのパワースケールなので、明るいテキストの暗い計器パネルを示す表示は、同等の透過性明るさでバックライト LCD よりも大幅に少ない電力を消費することができます。夜間または楽器条件で飛行するパイロットは、電気負荷が減少し、航空機の交流発電機やバッテリーの要求を緩和するので、直接これらの節約から恩恵を受ける。

低電力液晶ディスプレイの進歩

OLEDsは牽引を得ている間、LCDは実証済みの信頼性、広い温度較差および確立されたサプライ チェーンのために第一次飛行表示のための優位の技術残ります。LCD工学の革新は効率のギャップを閉まし続けます。

導電性および反射LCDのパネル

トランスフォーティブLCDは、液晶の背後にある部分的に反射層を組み込んでいます。明るい周囲光では、ディスプレイは、バックライトを調光または完全にオフすることを可能にする、画像を照らすために外部光を反映しています。新しいアーキテクチャは、バックライトが点灯したときに透過率を削減することなく、反射率を向上させるセグメント反射偏光器を使用しています。これらのパネルは、典型的な昼間のコックピット照明で30〜60%のバックライト電力を削減することができます。

低電力TFTバックプレーン

薄膜トランジスタ(TFT)のバックプレーンは、非定形シリコンから低温ポリシリコン(LTPS)、酸化インジウム(IGZO)材料に移行しました。IGZO TFTは、より小さなトランジスタと低ゲート電圧を可能にする、より高い電子モビリティを可能にします。その結果、各ピクセルを切り替えるために必要な電力の減少であり、従来のSi面のバックプレーンよりも15〜25%の節約に貢献します。

適応性のある明るさと動的バックライト制御

現代のガラスのコックピットは、グレアシールドとベゼルの周りに配置された複数の周囲光センサーを使用して、コックピット照明を測定します。 これらの読書は、ディスプレイの発光を継続的に調整する制御アルゴリズムにフィードします。直射日光の明るく、過度の状況に調光、夜間に非常に調光します。 最高の実装はパイロットの好みを組み込んでおり、過度にすることができます。 この適応アプローチは、固定された手動設定と比較して40%の平均バックライト電力を削減することができます。

ゾーンとローカル調光

バックライト全体を単一のブロックとして調整するよりもむしろ、一部の高度なLCDは、バックライトを数十または数百の個別に制御されたゾーンに分割します。ディスプレイイメージの暗い領域(例えば、地平線上の空)に対応するゾーンを調光することにより、システムは、気速度や高度などの重要なデータフィールドのための高い明るさを維持しながら、電力を節約します。ゾーンの調光は、特に大きなパノラマコックピットディスプレイに効果的です。

ダイナミックリフレッシュレート管理

コックピットは、同じ速度でコンテンツの変更を表示します。 静的なページ — エンジンの同期画面やシステムの状態ページなど — 時々更新のみを必要とするが、マップの表示や地形回避ビューが 30 回更新されることがあります。 現代のディスプレイコントローラーは、アプリケーションごとにリフレッシュレートを変更し、1〜5 Hz 以下に静的コンテンツのフレームレートを削減することができます。 これは、処理負荷とバックライトの回数を削減し、毎秒 2 回、論理板を 10 で切断します。

洗練されたパワーマネジメントアーキテクチャ

ディスプレイパネル自体を超えて、電力管理電子機器はエネルギー効率に不可欠になりました。システムは現在、線形電流調整装置の損失を排除する同期整流とデジタル調光を備えた高効率LEDドライバを組み込んでいます。一部のアーキテクチャは、複数のディスプレイ間で共通の電力バスを共有し、単一の高効率コンバータが複数のユニットを供給できるようにし、各ディスプレイのローカルレギュレータは、残留電圧差のみを処理する。

フライトフェーズ適応電源プロファイル

新たなアプローチは、飛行のフェーズに電力の使用量をテール表示することです。タクシーと離陸の間に、周囲の光が高まり、パイロットの注意が進むと、ディスプレイは最大輝度で実行できます。クルーズでは、コックピットが通常より濃くなっていると、電力が削減できます。降下とアプローチの間に、システムはより高い明るさに戻ります。この自動プロファイリングは、航空バスの飛行フェーズロジックから派生し、典型的な飛行中に追加の10〜15%を節約できます。

サーマルマネジメントと効率性における役割

効率的な熱設計は、電力を消費するアクティブな冷却の必要性を減らします。 新しいディスプレイ ハウジングは、ヒート パイプとフェーズ チェンジ材料を使用して、LED から熱を分散し、電子をエアフレーム構造に処理します。 パッシブ冷却は、ディスプレイはファンなしで動作させることができます。 パワー ドロー コンポーネントを排除し、信頼性を向上させる。 一部の設計は、廃棄物熱をリサイクルし、コールド ソーク条件でディスプレイを温める、特に液晶 流体を操作するために必要なヒーター電力を削減します。

耐久性と認定の課題

エネルギー効率の高い技術は、過酷な航空環境を生き生き残る必要があります。振動、湿度、急速減圧、温度の極端は、- 55°C〜+ 70°Cです。特に、静的シンボルから焼却する高輝度および抵抗下での寿命の厳しい資格試験に直面しています。製造業者は、その効率性の向上が安全のコストに来ていないことを実証するために、動作の年をシミュレートした老化テストを実行します。 ELT]と安全機関(Av1:)および関連する安全規格の適合性規格(AAAA)とFAAA)を要求します。

未来の方向:マイクロLEDおよびePaper

2つの新興技術は、さらなる効率性飛躍を約束します。 MicroLEDディスプレイは、個々のピクセルとして微小な無機LEDを使用し、OLEDの高輝度、長寿命、および燃焼免疫の比類なき利点を組み合わせています。 コックピット用のプロトタイプマイクロLEDパネルは、同等のOLEDの半分の電力を消費しながら2,000cd / m2以上のピーク発光を実証しました。 課題は、大量転送歩留まりと色の均一性に残りますが、主要なavionicサプライヤは重大です。

エレクトロフォレティックディスプレイ — 一般的にePaperとして知られている — は、画像が変化するときにのみ、超低電力でエネルギーを消費する反射オプションを提供します。 彼らは、チェックリストや気象チャートなどの二次ディスプレイのために考慮されているため、遅い更新レートが許容されます。 対照的な比率は、15:1に近づいており、ゼロ電力でイメージを無期限に保持する能力で、ePaperは、バックアップまたは必須電気負荷を必要とする補足表示として機能することができます。

システムレベルの統合と将来のコックピットの概念

ディスプレイの効率は分離で考慮できません。次世代の航空機アーキテクチャは、単一のグラフィックスプロセッサから複数のディスプレイを駆動する集中型コンピューティングプラットフォームを使用して、冗長回路と電力変換損失を減らす。低電力ディスプレイ技術と組み合わせることで、これらの統合システムは、従来のフェデレーションされたアプローチと比較して、合計のバイオニクス表示電力予算を30〜50%削減することができます。電気およびハイブリッド電気航空機の場合、すべてのワットは範囲を拡張し、バッテリーサイズを削減します。

コンテンツ

ディスプレイエネルギー効率の革新は、ガラスコックピットの設計を再構築しています。 OLED材料とトランスフォーティブLCDから、適応的な明るさアルゴリズムと飛行相効率性パワー管理まで、業界は、安全や読みやすくすることなく、電気消費の測定可能な削減を実現します。 マイクロLEDと電子ペーパー技術が成熟するにつれて、次の10年はさらに大きな利益をもたらします。 航空機メーカー、オペレータ、パイロットにとって、これらの進歩は、より長いミッション、燃料燃焼、およびより明るいデッキ、およびより明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るい、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るい、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るい、より明るい、より明るいデッキ、より明るいデッキ、より明るい、より明るい、より明るい、より明るい、より明るい、より明るいデッキ、より明るい、より明るい、より明るい、より明るい、より明るい、より明るい、より