OrbiterManual/de/v060929/Multifunctional Display Modes

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Multifunktionsdisplays (oder MFDs) werden in den Cockpits von Militärflugzeugen und modernen Airlinern verwendet. Diese kombinieren die Funktionen einer Vielzahl an klassischen Instrumenten in einem kompakten Format, und können in kombination mit computerbasierter Datenverarbeitung den Piloten situationsbedingt mit relevanten Daten versorgen.

In der Raumfahrt ist es noch viel kritischer, die Piloten mit relevanten Daten zu versorgen. Das Space Shuttle z.B. macht starken gebrauch von MFDs. Orbiter benutzt die MFDs auf allgemeine und erweiterbare Weise, so dass diese unabhängig vom Raumfahrzeug verwendet werden können.

Ein MFD ist grundsätzlich einfach ein quadratischer Computer-Bildschirm (z.B. ein LCD Monitor) und einige Eingabegeräte (normalerweise Druckknöpf um den Bildschirm herum angeordnet). Das typische Aussehen kann abweichen, aber die Funktionen sind die gleichen. Das Bild zeigt die MFD anzeige in der allgemeinen Cockpitansicht, welche für alle Raumfahrzeuge zur Verfügung steht. Bis zu zwei MFDs können in dieser Ansicht dargestellt werden. Raumfahrzeuge, welche ein eigenes 2D-Panel oder ein virtuelles 3D-Cockpit bieten, können eine unterschiedliche Anzahl MFDs aufweisen. In der allgemeinen Cockpitansicht werden die MFDs direkt vor der dreidimensionalen Umgebung eingeblendet, und stellen so ein HUD dar, welches direkt vor dem Piloten auf die Scheibe projeziert wird.

In der Mitte des MFD befindet sich die Datenanzeige. Die 12 Knöpfe, welche sich zu beiden Seiten des Displays befinden, sind Modusabhängige Funktionsknöpfe. Deren Beschriftung passt sich dem ausgewählten Modi des MFD an. Die drei Knöpfe an der Unterseite sind statisch und unabhängig des aktiven Modus.

Die beiden MFDs können entweder mit der Maus oder der Tastatur bedient werden. Die Tastenkürzel zur Steuerung der MFD Funktionen sind allesamt Shift-Kombinationen, wobei die linke Shift-Taste das linke MFD bedient und umgekehrt. Für Instrument-Panels die mehr als zwei MFDs verwenden, können nur zwei Displays mit der Tastatur bedient werden, alle anderen müssen mit der Maus gesteuert werden.

Ein- und Ausschalten von MFDs

Der PWR Knopf unterhalb des MFDs schaltet dieses ein- oder aus. Die dazugehörige Tastenkombination ist ShiftEsc. In der allgemeinen Cockpitansicht werden beim Ausschalten des MFDs auch die Knöpfe ausgeblendet (mit Ausnahme des PWR-Knopfs, so dass es wieder eingeschaltet werden kann).

Moduswahl

Mit dem SEL Knopf wird der Bildschirm für die Auswahl der verschiedenen MFD-Modi geöffnet. Das Tastenkürzel ist ShiftF1. Jeder MFD Modus bietet Informationen zu verschiedenen Navigations- und/oder Flugsituationen (Bahnparameter, Atmosphärenflug, Andockmanöver, Landung, etc). Auf alle vorhandenen Standard-Modi wird im folgenden Teil eingegangen. Unzählige zusätzliche MFD-Modi sind via Drittanbieter erhältlich.

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Das Display zeigt die verfügbaren Modi, jeder neben einem Funktionsknopf. Um einen Modus auswählen, kann einfach der dazugehörige Knopf gedrückt werden. Um einen Modus mit der Tastatur auszuwählen, kann die Tastenkombination gedrückt werden, welche unterhalb des gewünschten Modus in grau dargestellt wird (z.B. ShiftO für Orbit).

Wenn mehr Modi Verfügbar sind, als auf einer einzelnen Seite angezeigt werden können, kann mit erneutem Klick auf SEL (oder Drücken von ShiftF1) zur nächsten Seite geschaltet werden. Beim Klick auf SEL auf der letzten Seite wird wieder der zuvor aktive MFD-Modus aufgeschaltet. Die Auswahl eines MFD-Modus via Tastatur funktioniert auf allen Seiten, auch wenn der gewünschten Modus auf der aktuellen Seite gerade nicht angezeigt wird.

Funktionsknöpfe

Die Funktion der Knöpfe links und rechts des MFDs hängt vom ausgewählten Modus ab. Ihre Beschriftung ändert dementsprechend. Im folgenden Teil wird auf die Funktionen der einzelnen Knöpfe aller standard MFD-Modi detaillierter eingegangen. Für Addon MFDs ist die mitgelieferte Dokumentation zu konsultieren. Eine Knöpfe können als Schalter ausgeführt sein, d.h. das Drücken schaltet eine bestimmte Funktion ein/aus/um. Andere Knöpfe müssen gedrückt gehalten werden um einen Parameter einzustellen.

Die Funktionsknöpfe können ebenfalls mit einer Shift-Tastenkombination aktiviert werden. Mit dem Knopf MNU wird der Menübildschirm des aktuellen MFD-Modus angezeigt (Tastenkürzel ist Shift'), auf welchem für jeden Funktionsknopf eine kurze Beschreibung so wie das Tastenkürzel angezeigt wird. Wird MNU erneut gedrückt (oder ein beliebiger Funktionsknopf) wird die Ansicht wieder zurückgestellt.

In der allgemeinen Cockpitansicht, so wie bei den meisten Cockpit-Panels haben die MFDs 12 Knöpfe. Sollte eine MFD-Modus mehr Funktionen als Knöpfe haben, kann mit MNU durch die Funktionsbelegungen gewechselt werden.

Farbanpassung

Das standard Farbschema der MFDs kann angepasst werden, indem die Textdatei Config/MFD/default.cfg bearbeitet wird. Einige MFD-Modi von Drittanbietern könnten diese Einstellung aber übersteuern.

Folgend werden die standard MFD-Modi und deren Funktionen im detail beschrieben.

COM/NAV

Das MFD für COM/NAV stellt eine Schnittstelle zum Radionavigationsempfänger des Schiffs dar, welcher Daten für die Navigationsinstrumente liefert. Es ermöglicht ausserdem die Frequenz des Transponders festzulegen, über welchen das Schiff identifiziert werden kann. Der Modus lässt sich mit dem Eintrag COM/NAV aus der MFD Auswahl aktivieren (ShiftF1).

Das MFD listet die Frequenz und Signalquelle aller NAV-Empfänger auf (NAV1 bis NAVn). Die Anzahl Empfänger (n) hängt von der Raumfahrzeugklasse ab. Ein NAV-Empfänger kann mit Shift, und Shift. ausgewählt werden. Er wird dann gelb hervorgehoben (siehe unten).

Tastenkürzel

Shift,||Vorherigen NAV-Empfänger auswählen

Shift.||Nächsten NAV-Empfänger auswählen

Shift-||Frequenz um 1 MHz reduzieren

Shift$=$||Frequenz um 1 MHz erhöhen

Shift[||Frequenz um 50 kHz reduzieren

Shift]||Frequenz um 50 kHz erhöhen

ShiftZ||Frequenz nach unten absuchen

ShiftX||Frequenz nach oben absuchen

MFD Ansicht

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MFD Komponenten

Das MFD ist in zwei Bereiche geteilt: Die NAV-Empfänger, welche die eingestellten Frequenzen und empfangene Signale anzeigen, so wie den Transponder Status, welcher die Frequenz des Schiffstransponders anzeigt.

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Die Frequenz eines Empfängers/Senders kann in Schritten von 1 MHz mit Shift- bzw. Shift$=$ und in Schritten von 50 kHz mit Shift[ bzw. Shift] im Bereich von 85.00 MHz bis 140.00 MHz eingestellt werden. Wenn ein kompatibler Sender in Reichweite ist, werden auf dem Instrument Informationen zur Signalquelle angezeigt.

Mit ShiftZ (abwärts) und ShiftX (aufwärts) kann das Frequenzband auch nach aktiven Signalquellen abgesucht werden. Die Suche stoppt, sobald ein Signal gefunden wurde.

Bemerkungen:

• Einige Instrumente wie z.B. das Launch/Land MFD sind mit den NAV-Empfängern gekoppelt, und benötigen ein gültiges Signal um richtig zu funktionieren. Dieses Verhalten unterscheidet sich zu früheren Orbiter-Version, in welcher die Referenzdaten automatisch gefunden wurden.
• Die Objekt-Informationen (CtrlI, siehe Kapitel 11.2), dem Navaid Info (CtrlN) und der Karte (CtrlM) sind nützliche Werkzeuge um Frequenzen von Radionavigationshilfen wie VOR, ILS oder Raumfahrzeugtranspondern zu erhalten.
• Die Position und Frequenz von VORs in der Nähe kann mit der Option VOR Markers im Visual helpers Fenster (CtrlF9) direkt auf der Landschaft angezeigt werden.

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Karte und Navaid Info mit VOR und ILS Frequenzen.

Orbit

Das Orbit MFD zeigt eine Liste diverser Bahnparameter der Umlaufbahn um einen Zentralkörper an, so wie eine graphische Darstellung dessen. Zudem kann eine Zielumlaufbahn und deren Parameter eingeblendet werden (Raumschiff, Station oder Mond), welche den selben Zentralköper umläuft. Dieser MFD Modus ist unter der Bezeichnung Orbit in der MFD Auswahl (ShiftF1) zu finden.

Das MFD zeigt die oskulierende Bahn des aktuellen Zeitabschnitts, z.B. die Zwei-Körper-Umlaufbahn des Raumfahrzeugs entsprechend seinen Geschwindigkeitsvektoren in abhängigkeit zum zentralen Körper. Die Bahnparameter können mit der Zeit ändern, da sie Störungen unterworfen sind (andere Schwerkraftquellen wie Sonne, Mond, Störungen im Schwerefeld aufgrund ungleichmässiger Masseverteilung des Zentralkörpers, Luftwiderstand, Steuerdüsen, etc).

Die Bahnelemente können auf zwei Bezugssysteme umgestellt werden: Ekliptik oder Equator. Die Ebene der Ekliptik wird durch die Bahn der Erde um die Sonne definiert, und ist nützlich für interplanetare Raumflüge, da sich die meisten Planeten nahe der Ekliptik aufhalten. Die Ebene des Equators wird durch aktuellen Zentralkörper definiert, und ist nützlich bei tiefen Umlaufbahnen und Starts und Landemanöver. Mit ShiftF kann zwischen den beiden Bezugssystemen umgeschaltet werden. Das aktuelle Bezugssystem wird in der oberen Zeile der Anzeige dargestellt (Frm).

Die Ebene auf welcher die graphische Umlaufbahn projeziert wird kann mit ShiftP umgeschalten werden. Die aktuelle Projektionseben wird im oberen rechten Ecken des Displays angezeigt (Prj). ECL oder EQU stellen die Ekliptik respektive den Equator dar, SHP die aktuelle Bahnebene des Schiffs und TGT die des Ziels, wenn eines ausgewählt wurde.

Die Höhe, Apoapsis und die Perapsis können auf zwei verschiedene Arten angezeigt werden:

• Planetozentrische Distanz (Distanz vom Bahnfokus), wird als Rad, ApR, PeR angezeigt.
• Höhe über der mittleren Planetenoberfläche, wird als Alt, ApA, PeA angezeigt.

Mit ShiftD kann zwischen diesen beiden Anzeigemodi gewechselt werden.

ShiftT öffnet ein Menü zur Auswahl eines Zielobjektes. Nur Objekte die tatsächlich den gleichen Zentralkörper umlaufen werden hier angezeigt. Mit ShiftN kann die Zielumlaufbahn deaktiviert werden.

Wird ShiftH gedrückt, wechselt das HUD des Raumfahrzeugs auf den Orbit Modus und übernimmt die Referenz des MFDs. Dies ist meist viel gebräuchlicher, als die HUD-Referenz mit CtrlR festzulegen.

Tastenkürzel

ShiftA||AR||Automatische Auswahl der Referenz.

ShiftD||DST||Schaltet die Distanz zwischen planetozentrischem Radius und Höhe über der Oberfläche um.

ShiftF||FRM||Wechselt das Bezugssystem (Ekliptik, Equator, Referenzobjekt).

ShiftH||HUD||Wechselt das HUD in den Orbit-Modus und übernimmt die Referenz.

ShiftM||MOD||Wechselt den Anzeigemodus (Nur Daten, nur Grafik, beides).

ShiftN||NT||Keine Zielumlaufbahn.

ShiftP||PRJ||Wechselt den Projektionsmodus der Anzeige (Bezugssystem, Raumfahrzeug, Zielbahnebene).

ShiftR||REF||Neues Referenzobjekt wählen.

ShiftT||TGT||Zielumlaufbahn wählen.

MFD Ansicht

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MFD Komponenten

1. Grafische Anzeige

In der grafischen Anzeige wird die Umlaufbahn des Schiffs grün dargestellt, und optional die Umlaufbahn des Ziels in gelb, um den Zentralkörper (Oberfläche in grau dargestellt). Die Anzeige zeigt auch die Position des Schiffs als Radiusvektor, die Perapsis (tiefster Punkt der Umlaufbahn, gefüllter Kreis), Apoapsis (höchster Punkt der Umlaufbahn, leerer Kreis), so wie auf- und absteigender Knoten in Abhängigkeit zum Bezugssystem.

Der Benutzer kann die Bezugsebene auf welche die Umlaufbahnen projeziert werden auswählen (Bahnebene des Schiffs, des Ziels, Ekliptik oder Equator).

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2. Liste der Bahnelemente

Bei der Liste werden die Bahnelemente des Schiffs auf der linken Seite des MFDs (grün) und die des Ziels, wenn eines ausgewählt ist, rechts (gelb) angezeigt. Die Bahnelemente hängen vom Bezugssystem ab und ändern, wenn dieses von Ekliptik (ECL) auf Equatorial (EQU) gewechselt wird.

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Vermerk

• Grosse Halbachse: Der längste Halbdurchmesser der Bahnelipse.
• Kleine Halbachse: Der kürzeste Halbdruchmesser der Bahnelipse.
• Perapsis: Der niedrigste Punkt einer Umlaufbahn (Für Erdumlaufbahnen auch Perigäum, für Sonnenumlaufbahnen Perihelion).
• Apoapsis: Der höchste Punkt einer Umlaufbahn (Für Erdumlaufbahnen auch Apogäum, für Sonnenumlaufbahnen Aphelion).
• Aufsteigender Knoten: Der Punkt, an welchem die Umlaufbahn die Bezugsebene von unten durchquert (Ekliptik / Equator).
• Absteigender Knoten: Der Punkt, an welchem die Umlaufbahn die Bezugsebene von oben durchquert.
• Radiusvektor: Strahl vom Bahnfokus zum umlaufenden Objekt.

Weitere Erklärungen zu den Bahnelementen siehe Anhang C oder Wikipedia.

Bei hyperbolischen (nicht-periodischen) Bahnen werden folgende Parameter speziell interpretiert:

• SMa: Reale Halbachse a: Distanz des Kordinatenursprungs (definiert durch Annäherungslinie der Hyperbel) zur Perapsis. Die Grosse Halbachse wird in diesem Fall negativ angezeigt.
• SMi: Imaginäre Halbachse $b=a{\sqrt {e^{2}-1}}$
• ApD: Apoapsis Distanz: Nicht Anwendbar!
• T: Bahnperiode: Nicht Anwendbar!
• PeT: Zeit bis zum Perapsis-Durchgang. Danach negativ.
• ApT: Zeit bis zum Apoapsis-Durchgang. Nicht Anwendbar!
• MnA: Mittlere Anomalie, definiert als e sinh E - E, wobei E die hyperbolische exzentrische Anomalie ist.

Schwerefeldverteilung

Der "G" Wert am unteren Rand des Displays zeigt den prozentualen Anteil des Schwerefeldes des Zentralkörpers am Gesamtschwerefeld welches an der aktuellen Position auf das Schiff einwirkt. Dies kann genutzt werden um die zuverlässigkeit der keplerschen Bahnberechnung (Zweikörpersystem) abzuschätzen. Für Werte nahe 1 ist die Zweikörperberechnung genau, für tiefere Werte wird sich die berechnete Umlaufbahn zur tatsächlichen mit der Zeit verändern.

Als Warnung färbt sich der "G" Wert gelb, sollte dieser unter 0.8 fallen, und rot, wenn er unter 0.5 fällt, und der ausgewählte Zentralkörper somit nicht primär zum Schwerefeld beiträgt. In diesem Fall wählt ShiftA automatisch den dominanten Himmelskörper.

VOR/VTOL

Das VOR/VTOL MFD wird zum Oberflächenflug sowie für senkrechte Starts und Landungen gebraucht. Neben Höhe und Geschwindigkeit stellt diese Anzeige grafisch die relative Position zu einer VOR Radionavigationshilfe (VHF Omnidirectional Range).

Dieses MFD kann auf einen der NAV-Empfänger des Schiffs gekoppelt werden. Der aktuelle Empfänger und Frequenz wird oben rechts angezeigt. Wird ein Signal empfangen, so wird die Signalbezeichnung auf der zweiten Linie dargestellt. Verfügt das Schiff über mehr als einen Empfänger, kann ein anderer Empfänger mit ShiftN ausgewählt werden. Um eine Frequenz festzulegen, kann der COM/NAV MFD-Modus verwendet werden (siehe Kapitel 14.1).

Das Instrument kann auch für senkrechte Instrumentenlandungen (VTOL) genutzt werden. Wenn eine Frequenz eines Landeplatzes gerastert ist, zeigt das Instrument die relative Position des Schiffs an.

Tastenkürzel

ShiftN||Durchschalten der Empfänger

MFD Ansicht

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MFD Komponenten

• DIST: Distanz zur Radionavigationshilfe [m]
• DIR: Richtung zur Radionavigationshilfe (relativ zum Schiff)
• HSPD: Horizontale Geschwindigkeitskomponente [m/s]
• ALT: Höhe [m]. Der Anzeigebalken für die Höhe deckt einen Bereich von 1 bis 10⁴m ab (logarithmische Skala).
• VSPD: Vertikale Geschwindigkeitskomponente [m/s]. Der Anzeigebalken für die Vertikalgeschwindigkeit deckt einen Bereich von ±0.1 bis 10³m/s ab (logarithmische Skala). Positive Vertikalgeschwindigkeiten werden grün angezeigt, negative gelb oder rot, wobei rot ein Einschlagswarnung darstellt.
• Zielkreuz: Zeigt die horizontale Position der aufgeschaltenen Signalquelle auf einer logarithmischen Skala relativ zum Schiff. Bereich 1 bis 10⁴m.
• H Geschwindigkeitsverkor: Zeigt die horizontale Geschwindigkeitskomponente des Schiffs relativ zur Signalquelle auf einer logarithmischen Skala. Bereich 0.1 bis 10³m/s.
• VTOL Kegel: Dieser Kreis zeigt die zulässige Abweichung des vertikalen Sinkpfades in abhängigkeit zur Höhe. Das Zielkreuz muss innerhalb des Kreises bleiben. Wird der Kreis rot befindet sich das Schiff ausserhalb des Kegels. Der VTOL Kegel wird nur angezeigt, wenn es sich beim Signal um eine VTOL Landehilfe handelt.

HSI

Der Horizontal Situation Indicator (HSI) besteht aus zwei unabhängigen Anzeigen. Jede davon kann auf einen eigenen NAV-Empfänger geschaltet werden und zeigt damit Richtungsinformationen relativ zum NAV-Sender an. Dieses Instrument aktzeptiert Daten von VOR wie auch ILS Bodenstationen. Die Funktion ist identisch mit der in Flugzeugen.

Die Anzeige stellt eine Kompassrose dar, welche die aktuelle Richtung auf der 12 Uhr Position anzeigt. Der gelbe Pfeil in der Mitte ist der Kurspfeil oder auch Omni Bearing Selector (OBS). Wenn der Empfänger auf ein VOR-Signal geschaltet ist, kann der OBS mit OB- (Shift[) und OB+ (Shift]). Für ILS-Signale ist der OBS automatisch auf die Anflugrichtung fixiert.