孟令光
HUD相關(guān)的法規(guī)最先產(chǎn)生于美國(guó),美國(guó)FAA在1997年10月10日就發(fā)布了指令8400.13《I型設(shè)施上II類運(yùn)行和低于標(biāo)準(zhǔn)的I類運(yùn)行的批準(zhǔn)程序》,從此開了在I型設(shè)施上進(jìn)行低于I類標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行最低標(biāo)準(zhǔn)的先河。其后又分別在2002年10月18日更新為8400.13A、2005年2月15日更新為8400.13B、2007年10月16日更新為8400.13C、2009年10月22日更新為8400.13D,對(duì)HUD降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行逐步進(jìn)行規(guī)范化要求。最后一次修訂即8400.13D為中國(guó)民航現(xiàn)階段的HUD運(yùn)行提供了有力的幫助。
美國(guó)FAA目前對(duì)HUD運(yùn)行法規(guī)的修訂更為頻繁,經(jīng)過多次修訂,美國(guó)的DELTA航空公司和西南航空公司在使用PRI模式的情況下仍然可以執(zhí)行II類標(biāo)準(zhǔn)。阿拉斯加航空公司要求飛行員在運(yùn)行時(shí)起飛階段必須使用HUD,這樣可以更有效的發(fā)現(xiàn)并能及時(shí)處理發(fā)動(dòng)機(jī)失效情況。FEDEX聯(lián)邦快遞公司使用既接通自動(dòng)駕駛又打開HUD進(jìn)行飛行的混合著陸系統(tǒng),可以減低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)到CAT IIIB的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。
航空新技術(shù)發(fā)展日新月異,隨著HUD技術(shù)的發(fā)展,逐漸出現(xiàn)了可以加裝在HUD上的新技術(shù):PBN、EVS、SVS等。
垂直引導(dǎo)進(jìn)近程序(APV)
作為主要飛行顯示功能的一部分,HUD/HGS重復(fù)了航空器機(jī)載飛行控制系統(tǒng)(FCS)提供的飛行指揮儀的命令。所以,當(dāng)飛行員利用HUD/HGS上顯示的航空器飛行控制信息時(shí),為所有基于性能的導(dǎo)航(PBN)建立的航空器批準(zhǔn),包括與垂直引導(dǎo)進(jìn)近程序相關(guān)的批準(zhǔn),不僅沒有受到影響,實(shí)際上還得到了加強(qiáng)。這將確保航空器有能力繼續(xù)滿足中國(guó)民航PBN路線圖的要求及其他國(guó)家的運(yùn)行要求。
飛行指揮儀與垂直引導(dǎo)進(jìn)近程序相關(guān)的命令以引導(dǎo)提示的形式出現(xiàn)在HUD/HGS上,而該引導(dǎo)提示的設(shè)置也考慮了飛行路徑符號(hào)。HUD/HGS也顯示飛行指揮儀和自動(dòng)駕駛模式和工作狀態(tài)指示,包括從垂直引導(dǎo)進(jìn)近過渡到捕獲模式。與下視PFD上的顯示方式相同,在HUD/HGS上也能顯示與APV要求相關(guān)的飛機(jī)性能警告指示(例如過度偏離正常軌跡)。
GBAS著陸系統(tǒng)(GLS)
HGS提供內(nèi)部產(chǎn)生的飛行引導(dǎo)命令,允許III類條件下的進(jìn)近、著陸、滑跑。這些飛行引導(dǎo)命令目前利用的是儀表著落系統(tǒng)的導(dǎo)航信息。然而,也可以將HGS配置成利用GLS信息實(shí)現(xiàn)其引導(dǎo)功能。
在這種配置中,飛機(jī)的進(jìn)近和著陸能力將取決于GLS的完好性和可利用性。這又將確保航空器有能力繼續(xù)滿足中國(guó)民航 PBN 路線圖的要求及其他國(guó)家的運(yùn)行要求。
增強(qiáng)視景系統(tǒng)(EVS)
HUD/HGS能夠顯示真實(shí)外部世界的視頻圖像。該圖像由紅外(IR)傳感器(或同類圖像傳感器)產(chǎn)生,傳感器安裝在航空器的前部(可捕獲前方外景的清晰視野)。圖像覆蓋了通過HUD/HGS看到的真實(shí)世界,傳感器可以提供某些跑道特征(例如跑道照明)的圖像,以及周圍地形和障礙物特征的圖像。
向飛行員提供增強(qiáng)的視覺圖像的目的是,改善夜間和某些低能見度條件下的態(tài)勢(shì)感知能力。然而,隨著增強(qiáng)型飛行視景系統(tǒng)(EFVS)的安裝,某些運(yùn)行優(yōu)勢(shì)正在確立,而這種系統(tǒng)包括了圖像傳感器和HUD/HGS。
目前,由美國(guó)FAA批準(zhǔn)的EFVS運(yùn)行優(yōu)勢(shì)可以支持飛行員根據(jù)直接進(jìn)入著陸的儀表進(jìn)近程序(IAP),而不是II類或III類,降低到下降高度(DA)或最低下降高度(MDA)以下,只要使用EFVS的飛行員可清晰辨識(shí)某些目視參考,他就可以降低到著陸區(qū)上方100英尺。在100英尺處,這些目視參考必須以自然視線進(jìn)行確認(rèn)。其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)如歐洲航空安全局 (EASA)規(guī)定,當(dāng)飛行員使用EFVS時(shí),只是允許減少跑道視程(RVR)的限制。
行業(yè)委員會(huì)正在建議進(jìn)一步考慮EFVS的運(yùn)行優(yōu)勢(shì),以期通過適當(dāng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。HUD/HGS將支持這些運(yùn)行要求,并再次確保航空器有能力繼續(xù)滿足中國(guó)民航PBN路線圖的要求以及其他國(guó)家的運(yùn)行要求。
伴隨著目視增強(qiáng)系統(tǒng)EVS的出現(xiàn)與應(yīng)用,利用EVS的工作原理,空氣中影響能見度的微小顆粒將不會(huì)對(duì)EVS視覺景象產(chǎn)生障礙。到目前為止,EVS已應(yīng)用于公務(wù)機(jī),雖然大型商用飛機(jī)尚未得到實(shí)踐應(yīng)用,但隨著HGS飛行技術(shù)的日趨成熟,HGS集成的功能也會(huì)越來越豐富,安全優(yōu)越性也更能得到最大體現(xiàn)。
合成視景系統(tǒng)(SVS)
HUD/HGS也有能力顯示真實(shí)外部世界的合成圖像。該圖像在現(xiàn)有飛機(jī)航電設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生,以飛機(jī)的位置為基準(zhǔn),面向真實(shí)世界(俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航),并以存儲(chǔ)的地形、跑道、障礙物數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)。合成圖像覆蓋了通過HUD/HGS看到的真實(shí)世界,如同增強(qiáng)視景中的情景,向飛行員提供這類合成圖像的目的是改善夜間和某些低能見度條件下的態(tài)勢(shì)感知能力。
目前SVS還沒有獲得特別的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)認(rèn)可,然而,行業(yè)委員會(huì)正在建議該運(yùn)行優(yōu)勢(shì),以期得到適當(dāng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。HUD/HGS將支持這些運(yùn)行要求,并再次確保航空器有能力繼續(xù)滿足中國(guó)民航PBN路線圖的要求以及其他國(guó)家的運(yùn)行要求。