Head-Up Display System

Sebuah head-up display, atau disingkat HUD, adalah setiap tampilan yang transparan menyajikan data tanpa memerlukan pengguna untuk melihat diri dari sudut pandang atau yang biasa. Asal usul nama berasal dari pengguna bisa melihat informasi dengan kepala "naik" dan melihat ke depan, bukan memandang miring ke instrumen yang lebih rendah.

Meskipun mereka pada awalnya dikembangkan untuk penerbangan militer, HUDs sekarang digunakan dalam pesawat komersial, mobil, dan aplikasi lainnya.
HUDs pertama pada dasarnya statis kemajuan teknologi pemitar pesawat tempur militer. Rudimenter HUDs hanya diproyeksikan sebuah "pipper" untuk bantuan senjata pesawat tujuan. Sebagai HUDs maju, lebih (dan lebih kompleks) informasi yang telah ditambahkan. HUDs segera ditampilkan meriam dihitung solusi, dengan menggunakan informasi pesawat seperti kecepatan dan sudut serangan, sehingga sangat meningkatkan akurasi pilot bisa mencapai di udara untuk pertempuran udara. Sebuah contoh awal dari apa yang sekarang dapat disebut sebagai head-up layar adalah Sistem Proyektor AI Inggris Mrk VIII radar pencegatan udara dipasang ke beberapa de Havilland Mosquito pejuang malam, di mana layar radar diproyeksikan ke kaca depan pesawat buatan bersama cakrawala, memungkinkan pilot untuk melakukan penangkapan tanpa mengalihkan pandangan dari kaca depan.

Pada bulan Juni 1952, Royal Navy dirilis NA.39 Kebutuhan Staf Angkatan Laut menyerukan pemogokan carrier-borne pesawat dengan jangkauan besar yang mampu membawa senjata nuklir di bawah radar musuh musuh cover dan mencolok pengiriman atau pelabuhan. Blackburn Pesawat memenangkan tender untuk memproduksi desain mereka yang menjadi Buccaneer. Buccaneer prototipe yang pertama terbang pada tanggal 30 April 1958. Spesifikasi pesawat menyerukan Penglihatan Attack navigasi dan senjata memberikan informasi rilis untuk modus serangan tingkat rendah. Ada persaingan sengit antara pendukung HUD baru desain dan elektro-mekanis akrab dengan HUD Gunsight dikutip sebagai pilihan bodoh bahkan radikal. Lengan Air cabang disponsori Departemen pengembangan suatu Strike Penglihatan. The Royal Aircraft Establishment (RAE) merancang peralatan dan itu dibangun oleh Cintel dan sistem terpadu pertama kali pada tahun 1958. HUD Cintel bisnis yang diambil alih oleh Elliott Penerbangan Otomasi dan HUD Buccaneer diproduksi dan dikembangkan lebih lanjut terus sampai versi Mark III dengan total 375 sistem dibuat; itu diberi `cocok dan melupakan 'title oleh Royal Navy dan masih dalam jangkauan layanan hampir 25 tahun kemudian. BAE Systems dengan demikian memiliki klaim pertama di dunia Head Up Display layanan operasional.

Di Britania Raya, itu segera dicatat bahwa pilot terbang dengan pemandangan senapan baru itu menjadi lebih baik dalam mengemudikan pesawat mereka. Pada titik ini, HUD memperluas penggunaan senjata di luar instrumen yang bertujuan menjadi alat piloting. Pada tahun 1960, Perancis Gilbert test pilot Klopfstein menciptakan HUD modern pertama, dan sistem standar HUD simbol-simbol sehingga pilot hanya akan belajar satu sistem dan dapat lebih mudah transisi antara pesawat. 1975 melihat perkembangan HUD modern untuk digunakan dalam peraturan penerbangan instrumen pendekatan untuk mendarat. Klopfstein memelopori teknologi HUD militer jet tempur dan helikopter, bertujuan untuk mensentralisasi data penerbangan kritis dalam bidang pilot visi. Pendekatan ini berusaha untuk meningkatkan efisiensi scan pilot dan mengurangi "kejenuhan tugas" dan informasi yang berlebihan.

Pada 1970-an, HUD diperkenalkan untuk penerbangan komersial.

Pada tahun 1988, Oldsmobile Cutlass Supreme menjadi mobil produksi pertama dengan head-up display.

Sampai beberapa tahun yang lalu, Embraer 190 dan Boeing 737 New Generation Aircraft (737-600,700,800, dan 900 series) adalah satu-satunya pesawat penumpang komersial untuk datang dengan HUD opsional. Sekarang, bagaimanapun, teknologi ini menjadi lebih umum dengan pesawat seperti Canadair RJ, Airbus A318 dan beberapa jet bisnis yang menampilkan perangkat. HUD telah menjadi peralatan standar Boeing 787. Lebih jauh lagi, Airbus A320, A330, A340 dan A380 keluarga yang sedang menjalani proses sertifikasi untuk HUD.
Jenis

Ada dua jenis HUD. Sebuah HUD tetap mengharuskan pengguna untuk melihat melalui elemen layar terikat pada badan pesawat atau kendaraan chasis. Sistem menentukan gambar yang akan disajikan semata-mata tergantung pada orientasi kendaraan. Kebanyakan pesawat HUDs adalah tetap.

Helm dipasang menampilkan (HMD) secara teknis bentuk HUD, perbedaan adalah bahwa mereka menampilkan elemen tampilan yang bergerak dengan orientasi kepala pengguna relatif badan pesawat.

Banyak pesawat tempur modern (seperti F/A-18, F-22, Eurofighter) menggunakan kedua yang HUD dan HMD secara bersamaan. F-35 Lightning II dirancang tanpa HUD, dengan mengandalkan semata-mata pada HMD, sehingga modern pertama tempur militer untuk tidak memiliki HUD tetap.
Generasi

HUDs terbagi menjadi 3 generasi yang mencerminkan teknologi yang digunakan untuk menghasilkan gambar.

*Generasi Pertama - Gunakan CRT untuk menghasilkan sebuah gambar pada layar fosfor, memiliki kelemahan dari degradasi dari waktu ke waktu dari lapisan layar fosfor. Mayoritas HUDs beroperasi saat ini adalah dari jenis ini.

* Generasi Kedua - Gunakan sumber cahaya padat, misalnya LED, yang dimodulasi oleh sebuah layar LCD untuk menampilkan gambar. Ini menghilangkan memudar dengan waktu dan juga tegangan tinggi yang dibutuhkan untuk sistem generasi pertama. Sistem ini pada pesawat komersial.

* Generasi Ketiga - Gunakan waveguides optik untuk menghasilkan gambar secara langsung dalam Combiner daripada menggunakan sistem proyeksi.

Faktor-faktor

Ada beberapa faktor yang insinyur harus dipertimbangkan ketika merancang sebuah HUD:

* Bidang penglihatan - Karena mata seseorang berada di dua titik berbeda, mereka melihat dua gambar yang berbeda. Untuk mencegah mata seseorang dari keharusan untuk mengubah fokus antara dunia luar dan layar HUD, layar adalah "Collimated" (difokuskan pada tak terhingga). Dalam tampilan mobil umumnya terfokus di sekitar jarak ke bemper.

* Eyebox - menampilkan hanya dapat dilihat sementara mata pemirsa dalam 3-dimensi suatu daerah yang disebut Kepala Motion Kotak atau "Eyebox". HUD Eyeboxes modern biasanya sekitar 5 dengan 3 dari 6 inci. Hal ini memungkinkan pemirsa beberapa kebebasan gerakan kepala. Hal ini juga memungkinkan pilot kemampuan untuk melihat seluruh tampilan selama salah satu mata adalah di dalam Eyebox.

* Terang / kontras - harus menampilkan pencahayaan yang diatur dalam dan kontras untuk memperhitungkan pencahayaan sekitarnya, yang dapat sangat bervariasi (misalnya, dari cahaya terang awan malam tak berbulan pendekatan minimal bidang menyala).

* Menampilkan akurasi - HUD komponen pesawat harus sangat tepat sesuai dengan pesawat tiga sumbu - sebuah proses yang disebut boresighting - sehingga data yang ditampilkan sesuai dengan kenyataan biasanya dengan akurasi ± 7,0 milliradians. Perhatikan bahwa dalam kasus ini kata "menyesuaikan diri" berarti, "ketika suatu benda diproyeksikan di Combiner dan objek yang sebenarnya terlihat, mereka akan selaras". Hal ini memungkinkan layar untuk menunjukkan pilot persis di mana cakrawala buatan, serta proyeksi pesawat jalan dengan akurasi besar. Ketika Enhanced Visi digunakan, misalnya, tampilan lampu landasan harus selaras dengan lampu landasan yang sebenarnya ketika lampu nyata terlihat. Boresighting dilakukan selama proses pembangunan pesawat dan dapat juga dilakukan di lapangan pada banyak pesawat terbang. Lebih baru mikro-tampilan teknologi pencitraan sedang diperkenalkan, termasuk liquid crystal display (LCD), liquid crystal on silicon (LCoS), digital mikro-cermin (DMD), dan organik Dioda cahaya (OLED).

* Instalasi - instalasi dari komponen HUD harus kompatibel dengan avionik lain, menampilkan, dll

Komponen

HUD tipikal mengandung tiga komponen utama: Sebuah Kombinasi, para Projector Unit, dan video komputer generasi.

The Combiner adalah bagian dari unit yang terletak tepat di depan pilot. Ini adalah ke permukaan yang informasi diproyeksikan sehingga pilot dapat melihat dan menggunakannya. Pada beberapa pesawat yang Combiner cekung dalam bentuk dan pada orang lain itu adalah datar. Ini memiliki lapisan khusus yang mencerminkan cahaya monokromatik diproyeksikan dari Unit Projector sementara memungkinkan semua panjang gelombang cahaya yang lain melewatinya. Pada beberapa pesawat itu adalah mudah dipindah-pindah (atau dapat diputar keluar dari jalan) oleh aircrew.

Unit Proyeksi proyek yang gambar ke Combiner untuk pilot untuk melihat. Pada awal HUDs, ini dilakukan melalui pembiasan, meskipun menggunakan refleksi HUDs modern. Unit proyeksi menggunakan Katoda Ray Tube, Dioda cahaya, atau layar kristal cair untuk memproyeksikan gambar. Unit proyeksi dapat berupa di bawah ini (seperti kebanyakan pesawat tempur) atau di atas (seperti dengan transportasi / pesawat komersial) yang Combiner.

Komputer ini biasanya terletak dengan peralatan avionik lain dan menyediakan antarmuka antara HUD (yaitu proyeksi unit) dan sistem / data yang akan ditampilkan. Pada pesawat, komputer ini biasanya dual sistem berlebihan independen. Mereka menerima input langsung dari sensor (PITOT-statis, gyroscopic, navigasi, dll) naik pesawat dan melakukan perhitungan mereka sendiri dan bukan dihitung sebelumnya menerima data dari komputer penerbangan. Komputer yang terintegrasi dengan sistem pesawat dan memungkinkan konektivitas ke beberapa bus data yang berbeda seperti ARINC 429, ARINC 629, dan MIL-STD-1553.
Pesawat
Tampilkan data

Ciri khas layar HUDs kecepatan pesawat, ketinggian, garis cakrawala, pos, belok / bank dan slip / tergelincir indikator. Instrumen ini adalah minimum yang diperlukan oleh 14 CFR Part 91.

Simbol dan data lain juga tersedia di beberapa HUDs:

* Boresight atau simbol waterline - adalah tetap pada layar dan menunjukkan di mana hidung pesawat sebenarnya berada.

* Flight Path Vector (FPV) atau simbol vektor kecepatan - menunjukkan di mana pesawat ini benar-benar terjadi, jumlah dari semua gaya yang bekerja pada pesawat. Sebagai contoh, jika pesawat ini bernada up tetapi kehilangan energi, maka FPV simbol akan berada di bawah cakrawala meskipun simbol boresight berada di atas cakrawala. Selama pendekatan dan pendaratan, pilot dapat terbang pendekatan dengan menjaga simbol di FPV keturunan yang dikehendaki sudut dan titik touchdown di landasan.

* Percepatan energi indikator atau isyarat - biasanya ke kiri dari FPV simbol, maka di atasnya jika pesawat mengalami percepatan, dan di bawah simbol FPV jika perlambatan.

* Sudut serangan indikator - menunjukkan sudut sayap relatif terhadap airmass, sering ditampilkan sebagai "α".

* Data dan simbol-simbol navigasi - untuk pendekatan dan pendaratan, sistem pemandu penerbangan dapat memberikan isyarat visual didasarkan pada alat bantu navigasi seperti Instrument Landing System atau ditambah Global Positioning System seperti Wide Area Augmentation System. Biasanya ini adalah sebuah lingkaran yang cocok di dalam jalur penerbangan vektor simbol. Dengan "terbang ke" bimbingan isyarat, pilot pesawat terbang di sepanjang jalur penerbangan yang benar.

Sejak diperkenalkan pada HUDs, baik simbol FPV dan percepatan standar menjadi kepala di bawah menampilkan (HDD). Bentuk yang sebenarnya dari simbol pada FPV HDD tidak standar, tetapi biasanya merupakan gambar pesawat sederhana, seperti sebuah lingkaran dengan dua garis miring pendek, (180 ± 30 derajat) dan "sayap" pada ujung garis menurun. Menjaga FPV di cakrawala memungkinkan pilot untuk tingkat terbang bergantian di berbagai sudut bank.

Source :
http://en.wikipedia.org/wiki/Head_up_display