摘 要：在分析飛機航電系統(tǒng)的發(fā)展以及我訓(xùn)練部隊教練機弊端的基礎(chǔ)上，介紹新型教練機航電系統(tǒng)綜合化給飛行員駕駛帶來的新變化，并提出使用建議。

關(guān)鍵詞：航電系統(tǒng)；平視顯示器；變化

航空電子系統(tǒng)，是飛機上的重要機載系統(tǒng)之一，用于飛行控制、作戰(zhàn)和任務(wù)保障。通常，航空電子系統(tǒng)可分為通用電子系統(tǒng)和任務(wù)電子系統(tǒng)兩大類。通用電子系統(tǒng)是無論軍民航飛機，為完成正常飛行任務(wù)都必須裝備的電子系統(tǒng)，主要包括無線電通信系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)等。而在軍用飛機上，航空電子系統(tǒng)通常還包括為使飛機完成某種特定任務(wù)需要，裝備的目標探測系統(tǒng)、電子對抗系統(tǒng)、敵我識別系統(tǒng)、航空火力控制系統(tǒng)等。

1 航空電子系統(tǒng)的發(fā)展

航空電子系統(tǒng)從僅有通信電臺到如今的綜合模塊化航電系統(tǒng)，其發(fā)展基本可以分為四個重要的階段。

分立式是上世紀40～50年代，比較有代表性的結(jié)構(gòu)。主要特點是各系統(tǒng)之間的分界、分工都很清晰，彼此之間沒有交聯(lián)關(guān)系，不會相互影響。分立式結(jié)構(gòu)存在很多問題，比如由于各分系統(tǒng)之間彼此獨立，甚至不同的導(dǎo)航設(shè)備也彼此獨立，不能共享信息，不能實現(xiàn)系統(tǒng)間大量的信息交換和實現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)功能，任何改進均需通過增減硬件來實現(xiàn)。大量的機載電子設(shè)備和電纜也是問題，一方面占用了大量的飛機容積、重量和功耗，帶來嚴重的電磁兼容、可靠性和維修性問題；另一方面，飛行員要掃視、確認并正確操縱的設(shè)備太多，致使負擔過重、工作效率下降，直接影響飛行安全和飛機效能的發(fā)揮。

進入上世紀70年代，隨著計算機技術(shù)、總線通訊技術(shù)和軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，航空電子系統(tǒng)先后經(jīng)歷了聯(lián)合式、綜合式、先進綜合式航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的演變過程。

聯(lián)合式結(jié)構(gòu)的特點是有一臺或兩臺功能較強的任務(wù)計算機完成導(dǎo)航、火控計算以及系統(tǒng)的控制管理，并利用1553B數(shù)據(jù)總線，在雷達、通信、導(dǎo)航等各分系統(tǒng)之間建立交聯(lián)關(guān)系，在一定程度上解決了任務(wù)處理、顯示控制的綜合問題。但從綜合程度來看，各分系統(tǒng)仍有自己獨立的探測天線和專用的計算機，只實現(xiàn)了顯示控制管理部分的綜合。另一比較明顯的缺點是整個總線由集中的總線控制器來控制，一旦總線控制器失效，將造成整個總線系統(tǒng)的癱瘓。

綜合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是采用分布式計算機結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)共享兩個以上的綜合處理器，并通過多路超高速數(shù)據(jù)傳輸總線，完成全部的信號與數(shù)據(jù)處理。先進綜合式結(jié)構(gòu)則采用了更先進的綜合核心處理機和高度綜合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在三代實現(xiàn)了系統(tǒng)顯示控制管理綜合、數(shù)據(jù)處理綜合的基礎(chǔ)上，發(fā)展到傳感器系統(tǒng)的綜合、傳感器天線的綜合，并在傳感器區(qū)進行更為廣泛深刻的綜合，使系統(tǒng)構(gòu)型更加簡潔，傳輸更快、可靠性和容錯重構(gòu)能力更強。

2 教練機上航空電子系統(tǒng)的變化

教練機是飛行學員駕駛技術(shù)和戰(zhàn)斗技術(shù)訓(xùn)練的重要教練裝備。我國由于歷史的原因，航空事業(yè)起步較晚，在上個世紀中后期才接觸到了1553B總線技術(shù)和以任務(wù)機為核心的聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)，所以，我國目前大部分的教練機，航空電子系統(tǒng)還依然采用典型的分立式結(jié)構(gòu)。這在部隊三代機成為主力機種、四代機逐步服役的今日，不可避免的導(dǎo)致飛行學員畢業(yè)后面臨銜接跨度大，改裝困難的狀況，因而對教練機的平臺特性、系統(tǒng)功能、訓(xùn)練效益、安全性和保障性等方面都提出了新的需求。

本世紀初，我國新型教練機研制成功，并陸續(xù)裝備航空院校和訓(xùn)練部隊。新一代教練機在航電系統(tǒng)、人機界面等方面有了很大的優(yōu)化升級，來適應(yīng)訓(xùn)練體制變革對基礎(chǔ)教練機提出的新需求。例如，通過改變傳統(tǒng)的分立式儀表的座艙布局形式，升級發(fā)展平視顯示器和多功能顯示器等，提升先進高級教練機和戰(zhàn)斗機發(fā)展對人機界面的需求；通過優(yōu)化航電系統(tǒng)構(gòu)架，提升航電系統(tǒng)能力，優(yōu)化功能銜接性；通過增加目標搜索與探測設(shè)備，提升戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練能力。

3 航空電子系統(tǒng)綜合化帶來的駕駛新感受

長期以來，由于用作訓(xùn)練的飛機航空電子系統(tǒng)綜合化程度不高，駕駛員已經(jīng)習慣了通過觀察、操作座艙內(nèi)密布的幾十個機械式儀表以及機載電子設(shè)備的開關(guān)、旋鈕，實現(xiàn)對信息的獲取和對飛機的控制。但這不僅需要在認讀導(dǎo)航、姿態(tài)和氣動狀態(tài)等參數(shù)過程中，經(jīng)常的轉(zhuǎn)移視線，而且由于機械式儀表提供的信息在數(shù)量和準確性上的不足， 還可能造成飛行員的錯誤判斷，導(dǎo)致錯誤操縱，甚至釀成事故，也很難訓(xùn)練出現(xiàn)代化飛機所需要的高素質(zhì)飛行員。

隨著我軍軍事力量的增強，配備綜合化航空電子系統(tǒng)的教學、訓(xùn)練飛機陸續(xù)投入使用。駕駛艙內(nèi)最明顯的變化，就是以往飛行員熟悉的大量機械顯示儀表數(shù)量大為減少，取而代之的是幾個電子顯示儀表，以平視顯示器為主，多功能顯示器、電子飛行顯示器為輔。這些新型綜合式儀表，可以使飛行學員養(yǎng)成與培訓(xùn)目標相一致的注意力分配和轉(zhuǎn)移習慣，形成與作戰(zhàn)飛機良好的銜接。特別是平視顯示器，作為一種可以把飛行數(shù)據(jù)投射到駕駛員正前方的透明顯示組件上的顯示器，它可以使駕駛員保持平視獲取飛行信息。所以，駕駛員操縱飛機，不需要再在各種儀表之間快速移動視線了，飛行中基本只要保持目視前方，將視線保持在平視顯示器的主視場內(nèi)，就可以同時獲取到姿態(tài)、導(dǎo)航、火控等多方面的信息，有效地減輕了工作負擔。

但是讓很多飛行員感到不適應(yīng)的是，電子顯示儀表下的飛行操縱界面特征與傳統(tǒng)儀表操縱飛機的特點有非常明顯的區(qū)別。區(qū)別一：電子顯示儀表的特點，是可以根據(jù)特定的飛行任務(wù)和飛行階段，分成若干典型的工作狀態(tài)，每個工作狀態(tài)僅僅顯示當時駕駛員需要的信息。也就是說，信息顯示除了有主工作狀態(tài)之外，還進一步分出若干分工作狀態(tài)和武器選擇方案，從而衍生出很多使用工作狀態(tài)和顯示格式。所以，現(xiàn)在飛行員不能僅在儀表上瀏覽數(shù)據(jù)，還需要能在不同的飛行階段或飛行狀態(tài)下，進行各種功能的控制。這在人機功效的角度看，完成同樣的工作量，在具有綜合化航空電子系統(tǒng)的飛機上完成起來會更加簡便，但另一方面，對飛行員來說，如果不了解系統(tǒng)的功能和可供配置的資源，面對功能擴展帶來的龐大信息量，采用了相對復(fù)雜的系統(tǒng)和手段去處理，就會使飛行中信息獲取和任務(wù)執(zhí)行效果大大降低，工作負荷也就增大。所以，飛行員首先需要快速適應(yīng)的是如何通過菜單的設(shè)置，有選擇的進行系統(tǒng)的控制和信息處理，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的全面管理，使飛機的效能得到最大的發(fā)揮。區(qū)別二：由平視顯示器作為主顯示裝置，飛行員可以在雷達搜索和目標攻擊中輕易地實現(xiàn)兩者兼顧，很好地保持飛機狀態(tài)，這是以往的教練機上是難以做到的。但由于平顯的顯示形式與常規(guī)儀表不同，信號來源及精度不同于部分常規(guī)儀表，飛行學員初次接觸會很不適應(yīng)。一些學員認為傳統(tǒng)儀表簡單，顯示清晰，指針+刻度盤或指針+刻度帶的顯示還能反映被測參數(shù)的變化趨勢；一些學員覺得平視顯示器上的字符對外界觀察有影響，他們寧愿關(guān)掉平顯，仍舊按照儀表保持飛機狀態(tài)；還有一些學員仍然習慣地按照刻度而不是按照矢量符號保持飛機姿態(tài)，飛行中過多地觀察坡度指示，從而忽略了其他數(shù)據(jù)在云中飛行時產(chǎn)生的直接影響，導(dǎo)致容易出現(xiàn)錯覺和丟失狀態(tài)。

為適應(yīng)航空電子系統(tǒng)綜合化帶來的新變化，飛行學員需要改變自身的飛行習慣，始終保持視線在主視場，關(guān)注飛機的態(tài)勢、運動趨勢和各系統(tǒng)工作狀況。如果飛行訓(xùn)練中確實感到一時難以適應(yīng)，可先從做好平顯與常規(guī)儀表的配合使用入手。比如，操縱飛機改變飛行狀態(tài)時，一般應(yīng)選擇參照或地平儀兩者中的一個，不要混用，否則因兩者的顯示形式差異大，容易出現(xiàn)誤讀。改出復(fù)雜狀態(tài)時，宜參照地平儀。因平顯與地平儀顯示形式不同，改出復(fù)雜狀態(tài)判斷壓桿方向的方法不同，如果判斷錯誤將延遲改出。以上可作為飛行員初次接觸平顯時的過渡做法，其后還應(yīng)以使用平顯采集飛行信息為主。

[參考文獻]

[1]何志強.《綜合化航空電子系統(tǒng)發(fā)展歷程及重要支撐技術(shù)》.《電訊技術(shù)》，2004年第4期.

[2]徐勇凌.《平顯改變了什么》.解放軍報，2010-06-01.

作者簡介：尚秀旻（1974-），女，漢族，遼寧葫蘆島人，本科，海軍航空兵學員空中領(lǐng)航與勤務(wù)系講師，主要從事空中領(lǐng)航專業(yè)教學。