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In Reiseflughöhe müssen Piloten zahlreiche kritische Parameter überwachen – Geschwindigkeit, Höhe, Kurs, Lage – und gleichzeitig komplexe Wetterbedingungen bewältigen. Traditionelle analoge Anzeigen, die im Cockpit verstreut waren, zwangen die Piloten, ihren visuellen Fokus ständig zu verlagern, was die kognitive Belastung und das Fehlerpotenzial erhöhte. Die Lösung für diese Herausforderung entstand mit dem Electronic Flight Instrument System (EFIS), einer transformativen Technologie, die das Cockpit-Informationsmanagement neu definierte.

Die EFIS-Revolution

EFIS stellt einen Paradigmenwechsel in der Luftfahrtinstrumentierung dar und ersetzt mechanische Anzeigen durch elektronische Displays, die Flugdaten grafisch darstellen. Diese Innovation verbessert das Situationsbewusstsein und die betriebliche Effizienz erheblich. Moderne EFIS-Konfigurationen umfassen typischerweise drei Hauptkomponenten: das Primary Flight Display (PFD), das Multi-Function Display (MFD) und das Engine Indicating and Crew Alerting System (EICAS)-Display. Während frühe Systeme die Kathodenstrahlröhren (CRT)-Technologie verwendeten, dominieren heute Flüssigkristallanzeigen (LCD) den Markt.

Kernanzeigekomponenten

Primary Flight Display (PFD)

Das PFD dient als Herzstück des Systems und konsolidiert wesentliche Flugparameter – angezeigte Fluggeschwindigkeit, Höhe, Kurs, Lage, vertikale Geschwindigkeit und Gieren – in einer einzigen Oberfläche. Durch die Integration dieser Metriken reduziert das PFD die Scanzeit und verbessert gleichzeitig die Gefahrenerkennung durch farbcodierte Warnungen für Bedingungen wie geringe Fluggeschwindigkeit oder übermäßige Sinkraten. Einige Hersteller beziehen sich auf Legacy-Terminologie (Electronic Attitude Director Indicator oder Electronic Horizontal Situation Indicator), obwohl dies nur Komponenten innerhalb der umfassenden PFD-Oberfläche darstellen.

Multi-Function Display (MFD)

MFDs liefern Navigations- und meteorologische Daten über kartenbasierte Oberflächen. Diese Anzeigen ermöglichen das Überlagern von Flugplänen, Wetterradarrückgaben, Blitzerfassungsdaten und Luftraumbeschränkungen. Fortschrittliche Systeme können szenariospezifische Informationen berechnen und anzeigen, wie z. B. Gleitradiusprojektionen basierend auf der aktuellen Position, dem Gelände, den Windbedingungen und der Flugzeugleistung.

Wie die PFD verwenden auch MFDs visuelle Warnungen, um Systemanomalien in Kraftstoff- oder Elektrosystemen hervorzuheben. Ihre konfigurierbare Natur ermöglicht die Anzeigeoptimierung für bestimmte Flugphasen oder betriebliche Anforderungen.

EICAS/ECAM-Systeme

Das Engine Indicating and Crew Alerting System (EICAS) überwacht Antriebs-, Kraftstoff- und Elektrosysteme und stellt Daten sowohl in traditionellen kreisförmigen Anzeigeformaten als auch in digitalen Auslesungen dar. Airbus-Flugzeuge verwenden einen vergleichbaren Electronic Centralized Aircraft Monitor (ECAM), der zusätzlich Korrekturmaßnahmen für identifizierte Probleme vorschlägt.

Diese Systeme transformieren die komplexe Systemüberwachung, indem sie hierarchische Warnungen bereitstellen – von Vorsichtshinweisen bis zu kritischen Warnungen – und gleichzeitig sicherstellen, dass die wichtigsten Informationen sofort sichtbar bleiben, ohne die Besatzung zu überfordern.

Systemarchitektur

• Bedienfelder: Ermöglichen die Auswahl von Anzeigemodi und Dateneingabe, wobei die Auswahlen über Datenbusse über die Flugzeugsysteme übertragen werden
• Symbolgeneratoren: Spezialisierte Prozessoren, die Sensoreingaben validieren, Berechnungen durchführen und Displayausgaben ansteuern
• Überwachungssysteme: Kontinuierliche Validierung von Sensordaten, Quervergleich zwischen redundanten Systemen und Überprüfung der Displayintegrität

Human Factors Engineering

• Entrümpelung: Dynamische Displayanpassung entfernt nicht wesentliche Informationen während kritischer Phasen und hebt automatisch vorrangige Daten hervor
• Farbcodierung: Die erweiterte Verwendung von Farbsignalen (z. B. Grün für erfasste Gleitpfade, Magenta für GPS-Navigation) verbessert die Informationshierarchie
• Fehlermanagement: Ungültige Daten verschwinden automatisch von den Displays und lösen entsprechende Warnungen aus, im Gegensatz zu mechanischen Anzeigen, die potenziell irreführende Anzeigen beibehalten

Betriebliche Vorteile

• Die Displayflexibilität ermöglicht die Präsentation verschiedener Datentypen auf einem einzigen Bildschirm
• Software-Updates erleichtern die Einhaltung sich entwickelnder Vorschriften
• Integrierte Redundanz ermöglicht die Neuzuweisung kritischer Informationen bei Displayausfällen
• Geringerer Wartungsaufwand im Vergleich zu mechanischen Instrumenten

Marktakzeptanz

Seitdem die EFIS-Technologie in den späten 1980er Jahren zum Standard in Boeing- und Airbus-Flugzeugen wurde, hat sie sich in der allgemeinen Luftfahrt verbreitet. Fortschritte in der Rechenleistung und Displaytechnologie, gepaart mit reduzierten Sensorkosten, ermöglichten es Systemen wie dem G1000 von Garmin, Glascockpit-Funktionen in kleinere Flugzeuge zu bringen. Der Markt für Experimentalflugzeuge bietet jetzt EFIS-Lösungen zu Preisen von nur 1.000 bis 2.000 US-Dollar an, obwohl unzertifizierte Systeme unter den meisten Luftfahrtvorschriften auf bestimmte Flugzeugkategorien beschränkt bleiben.