高成志+王麗君

摘 要 AS8055標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際認(rèn)可的民用平視顯示器開發(fā)規(guī)范，GJB189A是國(guó)內(nèi)非運(yùn)輸類軍用平視顯示器開發(fā)規(guī)范，通過從物理特性、光學(xué)性能指標(biāo)、環(huán)境適應(yīng)性、“四性”和人機(jī)功效等方面對(duì)比分析給出了兩者之間的差異，這對(duì)運(yùn)輸類軍用平視顯示器的開發(fā)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 平視顯示器；差異；對(duì)比；安全性

中圖分類號(hào)：V243.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）10-0144-02

AS8055是由美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）在1999年3月發(fā)布的一個(gè)民用平視顯示器的最低性能標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)明確指出了開發(fā)民用平視顯示器必須滿足的通用要求、標(biāo)準(zhǔn)條件下的最低性能要求和環(huán)境條件下的最低性能要求。該標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前航空業(yè)界使用的版本，無論是美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）還是歐洲航空安全局（EASA）都將AS8055作為平視顯示器開發(fā)的最低性能標(biāo)準(zhǔn)。

目前，我國(guó)各項(xiàng)目主要依據(jù)GJB189A《飛機(jī)平視顯示/武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)通用規(guī)范》進(jìn)行非運(yùn)輸類軍用平視顯示器的研發(fā)。近年來，隨著軍用運(yùn)輸機(jī)對(duì)平視顯示器需求越來越迫切，運(yùn)輸類平視顯示器的研發(fā)就逐步提上了日程。由于運(yùn)輸類飛機(jī)和非運(yùn)輸類飛機(jī)座艙環(huán)境和使用環(huán)境的差異，對(duì)平視顯示器的考核指標(biāo)是有差異的，因此研究該差異，對(duì)規(guī)范和指導(dǎo)運(yùn)輸類平視顯示器的開發(fā)具有積極意義。

1 AS8055與GJB189A的對(duì)比分析

GJB189A是2003年發(fā)布的，參考了1996年發(fā)布的MIL-HDBK-87213《機(jī)載電/光顯示器》，替代了1986年發(fā)布的GJB189《飛機(jī)平視顯示器通用規(guī)范》。GJB189A規(guī)定了飛機(jī)（主要針對(duì)非運(yùn)輸類飛機(jī)）平視顯示系統(tǒng)的技術(shù)要求，質(zhì)量保證和交貨準(zhǔn)備等通用要求。

從文檔構(gòu)成來看，GJB189A由6個(gè)章節(jié)，2個(gè)附錄組成。而AS8055由7個(gè)章節(jié)，1個(gè)附錄組成。盡管兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是為平視顯示器的開發(fā)提供了指南，且兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)間有不少相同的部分，但兩者之間仍然存在較大的差別，主要表現(xiàn)在物理特性、光學(xué)性能指標(biāo)、環(huán)境適應(yīng)性、“四性”和人機(jī)功效等方面。

1.1 物理特性

1）GJB189A在3.1節(jié)、3.2節(jié)、3.3節(jié)和3.4節(jié)明確提出了非運(yùn)輸類軍用平視顯示器的外形尺寸、重量、顏色和外觀質(zhì)量要求，說明非運(yùn)輸類軍用飛機(jī)對(duì)這些指標(biāo)有著嚴(yán)苛的要求，而其中的外形尺寸和重量又直接影響非運(yùn)輸類軍用飛機(jī)的座艙布局和重量，從而進(jìn)一步影響人機(jī)功效和整體作戰(zhàn)性能指標(biāo)。

2）GJB189A在3.6節(jié)明確提出了陰極射線管的具體要求，說明2003年以前非運(yùn)輸類軍用平視顯示器使用的像源都是陰極射線管像源，并未使用液晶像源，因此3.8節(jié)的“性能特性”中的一些性能指標(biāo)僅適用于采用陰極射線管像源的平視顯示器，而AS8055則同時(shí)適用于采用陰極射線管像源或液晶像源的平視顯示器。另外，GJB189A在3.6節(jié)明確提出了平視顯示器應(yīng)安裝時(shí)間累加器，這也屬軍機(jī)的專有要求，AS8055對(duì)此并未要求，而國(guó)外的民用平視顯示器也未見安裝時(shí)間累加器。

3）GJB189A在3.7節(jié)明確提出了平視顯示器功能和組成，從功能實(shí)現(xiàn)和物理架構(gòu)層面對(duì)非運(yùn)輸類軍用平視顯示器進(jìn)行了約束。而AS8055僅在3.11節(jié)、3.17節(jié)和4.1節(jié)提出了民用平視顯示器的通用顯示要求和飛行指引性能要求，并未明確提出具體的顯示信息，也沒有像GJB189A一樣提出如平視顯示器需要提供電/光傳感器所產(chǎn)生的外景視頻圖像功能，因此AS8055也未給出像GJB189一樣在3.8.14節(jié)中提出的與夜視成像系統(tǒng)的兼容性要求。另外，AS8055并未給出平視顯示器的組成，但卻給出了民用平視顯示器的機(jī)械操作要求，這說明民用平視顯示器采用的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與非運(yùn)輸類軍用平視顯示器不同，國(guó)外的民用平視顯示器的組合儀（用于顯示平顯字符的組合玻璃）通常有三個(gè)工作位置：收藏（不用時(shí)，組合鏡處于該位置）、工作（用時(shí)，組合鏡處于該位置）和分離（著陸遇到巨大沖擊時(shí)，為防止飛行員頭部碰到組合鏡受傷，組合鏡自動(dòng)向前翻轉(zhuǎn)至該位置）。而AS8055明確在4.4節(jié)明確提出了民用平視顯示器組合鏡組件特有的組合鏡收藏、組合鏡頭部損傷標(biāo)準(zhǔn)、組合鏡位置校正和頭部間隙測(cè)量要求，其中組合鏡頭部損傷要求在工程實(shí)現(xiàn)中尚有一定的技術(shù)難度。

1.2 光學(xué)

1）GJB189A在3.8.1節(jié)中只給出了總視場(chǎng)和瞬時(shí)視場(chǎng)的定量要求，但并未提及單目瞬時(shí)視場(chǎng)和雙目重疊視場(chǎng)的定量或定性要求，而AS8055明確提出民用平視顯示器必須用總視場(chǎng)、瞬時(shí)視場(chǎng)、單目瞬時(shí)視場(chǎng)和雙目重疊視場(chǎng)來描述民用平視顯示器的角度區(qū)域特性。因?yàn)榉沁\(yùn)輸類軍用平視顯示器的使用者不能像民用平視顯示器使用者一樣戴矯正眼鏡，而民用平視顯示器通常在事故多發(fā)的低能見度起飛、進(jìn)近和滑跑期間使用，如果單目瞬時(shí)視場(chǎng)和雙目重疊視場(chǎng)指標(biāo)不滿足要求，對(duì)飛行安全會(huì)帶來重大影響。

2）GJB189A在3.8.2節(jié)中明確提出了火控字符顯示精確度、系統(tǒng)靜態(tài)精確度、飛行字符顯示精確度、字符/圖像對(duì)準(zhǔn)精確度、備用標(biāo)線位置精確度和軸線校準(zhǔn)精確度的要求，而AS8055只給出了字符顯示精確度指標(biāo)，這一指標(biāo)略低于GJB189A，這說明非運(yùn)輸類軍用平視顯示器對(duì)精確度要求較高，但也并不意味著民用平視顯示器對(duì)精確度要求不高，這只是最低性能要求。

3）GJB189A在3.8.6.1節(jié)、3.8.6.2節(jié)、3.8.6.3節(jié)、3.8.6.4節(jié)、3.8.6.8節(jié)和3.8.6.9節(jié)明確提出了字符顏色、字符形狀、字符尺寸、線位移、中心光點(diǎn)直徑、字符尺寸穩(wěn)定性和字符位置穩(wěn)定性的要求，而AS8055并未給出這些指標(biāo)，但其在4.2.10節(jié)給出了顯示雙目視差的定量要求，雙目視差是在光學(xué)系統(tǒng)中剩余的未補(bǔ)償?shù)墓鈱W(xué)誤差，這些誤差直接導(dǎo)致了視差并影響了顯示精度誤差，如果這些誤差超出允許范圍，將直接影響飛行安全。

4）GJB189A在3.8.7.1節(jié)、3.8.7.6節(jié)、3.8.7.7節(jié)、3.8.7.8節(jié)和3.8.10節(jié)明確提出了顯示顏色、圖像尺寸、光柵尺寸穩(wěn)定性、光柵位置穩(wěn)定性和自動(dòng)亮度控制的要求，而AS8055并未提出這些與陰極射線管像源的相關(guān)要求，但其在4.3.6.1節(jié)、4.3.7.1節(jié)、4.3.7.2節(jié)、4.3.8節(jié)、4.3.9節(jié)和4.3.10節(jié)明確提出了手動(dòng)亮度調(diào)節(jié)、引起真實(shí)世界畸變、二次反射和眩光、色彩和色彩均勻、色彩配準(zhǔn)和識(shí)別率的要求。endprint

1.3 環(huán)境適用性

1）GJB189A在3.11.1節(jié)、3.11.4節(jié)、3.11.5.1節(jié)、3.11.6節(jié)和3.11.8節(jié)明確提出了貯存試驗(yàn)、溫度沖擊試驗(yàn)、太陽輻射試驗(yàn)、基本運(yùn)輸試驗(yàn)求、炮振試驗(yàn)和加速度試驗(yàn)要求，而AS8055B并未給出這些試驗(yàn)要求；但AS8055在5.5節(jié)、5.9節(jié)、5.28節(jié)和5.29節(jié)明確提出了溫度變化試驗(yàn)、防爆炸試驗(yàn)、凝霧試驗(yàn)和熱沖擊試驗(yàn)要求，而GJB189A并未給出這些試驗(yàn)要求。由此可以看出非運(yùn)輸類軍用平視顯示器和民用平視顯示器運(yùn)輸環(huán)境和工作環(huán)境的差別，這是由它們的最終用途直接決定的。

2）AS8055在5.15節(jié)、5.22節(jié)和5.23節(jié)明確提出了磁效應(yīng)試驗(yàn)、雷電感應(yīng)瞬態(tài)敏感性試驗(yàn)和雷電直接效應(yīng)試驗(yàn)要求，而GJB189A卻未給出。國(guó)外民用平視顯示器很早就開始了防雷設(shè)計(jì)，而國(guó)內(nèi)起步相對(duì)較晚，通過近幾年的工程實(shí)踐，防雷技術(shù)已取得一定進(jìn)展，并逐步用于軍用和民用平視顯示器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。

1.4 “四性”

GJB189A在3.13節(jié)、3.14節(jié)、3.15節(jié)和3.16節(jié)明確提出了可靠性、維修性、測(cè)試性和安全性的要求，而AS8055僅在3.6節(jié)、3.7節(jié)提出了自檢測(cè)能力、測(cè)試的影響的定性要求，在3.13節(jié)、3.14節(jié)、5.9節(jié)、5.26節(jié)和5.27節(jié)提出了機(jī)械損害系統(tǒng)保護(hù)、防火、防爆炸、X射線輻射和紫外線輻射試驗(yàn)的安全性要求，但GJB189A還給出了防電力危害、微波輻射和超短波輻射、防燒傷和凍傷、防噪聲和靜電放電控制等安全性要求，但并未給出紫外線輻射要求。但這并不意味著民用平視顯示器的安全性要求低于軍用平視顯示器，只是由于工作環(huán)境和用途不同，在安全性方面的側(cè)重點(diǎn)不同而已。

1.5 人機(jī)工程

GJB189A在3.18節(jié)明確提出了人機(jī)工程要求，而AS8055在3.5節(jié)、3.8節(jié)、3.11節(jié)、3.16節(jié)和3.18節(jié)明確提出了調(diào)節(jié)和控制的可達(dá)性、故障指示、顯示、整體照明和目視障礙的人機(jī)工程要求，除此外還要遵循ARP4032《在電子類飛機(jī)顯示器顏色應(yīng)用的人體工程學(xué)考慮》、ARP4102《核心文檔，駕駛艙面板、控制和顯示》、ARP4155《綜合顯示技術(shù)人機(jī)界面設(shè)計(jì)方法學(xué)》和ARP4654《HUD符號(hào)評(píng)審》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2 小結(jié)

我國(guó)非運(yùn)輸類軍用平視顯示器的研發(fā)正處在快速發(fā)展的階段，性能指標(biāo)在不斷提高，技術(shù)水平也在不斷提升，但在運(yùn)輸類軍用平視顯示器的研發(fā)還處于起步階段，也沒有專用的運(yùn)輸類平視顯示器開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。通過AS8055和GJB189A的對(duì)比分析，找出了GJB189A中缺少的適用于運(yùn)輸類平視顯示器的開發(fā)準(zhǔn)則，可直接指導(dǎo)運(yùn)輸類平視顯示器的開發(fā)，這對(duì)提升軍用裝備技術(shù)和質(zhì)量水平具有積極影響。同時(shí)，應(yīng)盡快制定適用于我國(guó)運(yùn)輸類軍用平視顯示器的最低性能標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范和指導(dǎo)我國(guó)的運(yùn)輸類軍用平視顯示器的開發(fā)。

參考文獻(xiàn)

[1]AS8055 機(jī)載平視顯示器最低性能標(biāo)準(zhǔn)[S].美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)，1999.

[2]GJB189A 飛機(jī)平視顯示/武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)通用規(guī)范[S].2003.

作者簡(jiǎn)介

高成志（1981-），山東膠州人，工程師，研究方向：航電系統(tǒng)。endprint