趙文豪+黃龍楊

摘 要：隨著民航產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，民航運(yùn)輸成為現(xiàn)代交通運(yùn)輸中不可或缺的重要組成部分，但是民用飛機(jī)的運(yùn)行受到多種因素限制，文章介紹了航行新技術(shù)HUD的優(yōu)點(diǎn)，和目前存在制約著民用飛機(jī)HUD運(yùn)行的因素，以及目前HUD在民用飛機(jī)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：HUD；民用飛機(jī)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：V243.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）32-0161-02

1 HUD設(shè)備簡(jiǎn)介

HUD（Head Up Display），全稱為平視顯示器，是目前民航局正在推廣的四大航行新技術(shù)之一，是把固有的飛行信息投射到飛行員前面的顯示器上，使飛行員方便快捷的了解飛行信息，同時(shí)在低能見(jiàn)度的條件下正常飛行，提升飛行品質(zhì)，促使飛行更加簡(jiǎn)單、更加安全。平視顯示器HUD是平視顯示指引系統(tǒng)HGS的一部分，是安裝在駕駛艙的一種輔助設(shè)備，平視顯示指引系統(tǒng)是有頭頂組件、組合顯示器、系統(tǒng)信號(hào)牌、控制面板、HGS計(jì)算機(jī)組成。如圖1所示：

其中HGS組合器就是我們所說(shuō)的平視顯示器，它位于飛行員和前風(fēng)擋玻璃之間，飛行員能夠看到從頭頂組件OHU投影過(guò)來(lái)的畫(huà)面。

組合器有三個(gè)位置：收起位、正常工作位和脫離位分別對(duì)應(yīng)不同的工作狀態(tài)。

2 HUD運(yùn)行的優(yōu)越性

2.1 降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)方面

以往，面對(duì)能見(jiàn)度低于運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的情況，航班只能延誤、取消或備降，而使用HUD設(shè)備則可降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，提高航班正點(diǎn)率，最大限度節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本，滿足旅客出行需求，同時(shí)國(guó)家的大力提倡，以及HUD的安全特性，和國(guó)際民航組織給予的特殊政策照顧，在地面設(shè)施簡(jiǎn)化的情況下降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，提高航空公司的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。飛行員可以直接通過(guò)目視前方獲得飛行狀態(tài)信息，無(wú)須低頭看顯示儀表，保證飛行員對(duì)飛行狀態(tài)的實(shí)時(shí)了解，增強(qiáng)了飛行員的情景意識(shí)，借助HUD設(shè)備目視功能，飛行員可以盡早建立目視下滑印象；同時(shí)HGS把常規(guī)儀表的飛行姿態(tài)指引改為軌跡指引，而且信號(hào)靈敏度高，飛行安全系數(shù)高，飛行員的視野更寬廣，還可以與目前推廣的RNP技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，最大限度的提高了操縱精度；同時(shí)平視顯示系統(tǒng)加入合成目視增強(qiáng)系統(tǒng)（EVS）或者合成目視功能（SVS），實(shí)時(shí)的顯示地形信息，這就是增強(qiáng)飛行視景系統(tǒng)（EFVS），一方面使用飛行增強(qiáng)視景系統(tǒng)可以增強(qiáng)飛行員情景意識(shí)和狀態(tài)感知能力，提高飛行品質(zhì)；另一方面可以提高低能見(jiàn)度的運(yùn)行能力，引入“增強(qiáng)飛行能見(jiàn)度”這一概念，即飛行中從飛機(jī)駕駛艙向前量起的平均水平距離，在此距離上，駕駛員使用EFVS在晝間或夜間可以清楚地分辨或識(shí)別主要地形目標(biāo)。

2.2 與傳統(tǒng)儀表相比方面

與傳統(tǒng)儀表相比較HUD操縱界面更加直觀方便，具體優(yōu)越性為飛行員可以通過(guò)操縱界面直接了解飛行狀況，對(duì)飛機(jī)進(jìn)行緊急處理：

（1）當(dāng)常規(guī)儀表出現(xiàn)APCH WARN（進(jìn)近警告）時(shí)，傳統(tǒng)儀表需要飛行員強(qiáng)制復(fù)飛，但是在HUD上500ft以下自主啟動(dòng)穩(wěn)定近監(jiān)視功能，降低了運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，提高了飛行效率。

（2）IDLE（慢車(chē)）信號(hào)，當(dāng)HGS監(jiān)控到飛機(jī)現(xiàn)在可以收光油門(mén)，給出此信息，防止帶油門(mén)接地，避免誘發(fā)飛機(jī)的著陸跳躍和減速板不正常放出，最終導(dǎo)致飛機(jī)重著陸和擦機(jī)尾等事故。

（3）BANK WARN（坡度警告）當(dāng)飛機(jī)處于起飛或者進(jìn)近階段時(shí)，100ft下坡度大于5度開(kāi)始顯現(xiàn)，提醒飛行員提前進(jìn)行坡度調(diào)整。

（4）TAIL STRIKE（擦機(jī)尾警告）信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到繼續(xù)增加姿態(tài)可能出現(xiàn)擦機(jī)尾，此時(shí)飛機(jī)應(yīng)該復(fù)飛。

（5）PITCH LIMIT（俯仰極限符號(hào)）信號(hào)，當(dāng)飛機(jī)在起飛抬前輪過(guò)快時(shí)，給出擦機(jī)尾的極限姿態(tài)，避免出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況。

（6）RWY REMAINING（剩余跑到長(zhǎng)度）信號(hào)，當(dāng)飛機(jī)在起飛或者降落階段時(shí)，提示剩余跑到長(zhǎng)度，保證飛機(jī)安全起飛和順利著陸。

（7）提供拉平指引，正常Ⅰ類ILS下滑信號(hào)在190ft以下不再可靠，AⅢ模式下，500ft啟用自主進(jìn)近監(jiān)視功能，在進(jìn)近下降到190ft時(shí)，開(kāi)始比較并逐漸使用HGS計(jì)算機(jī)根據(jù)下滑軌跡計(jì)算的“趨勢(shì)下劃線”，到140ft不再使用實(shí)際ILS下滑信號(hào)，這時(shí)HGS需要兩套ILS導(dǎo)航接收設(shè)備，進(jìn)近耦合進(jìn)行偏差比較，從而延長(zhǎng)下劃線。

3 HUD應(yīng)用以及存在的問(wèn)題

3.1 HUD在民用機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用

民航降落標(biāo)準(zhǔn)從低到高分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類（Ⅲ類又分為ABC三級(jí)，Ⅲ類C也就是我們說(shuō)的盲降，DH（決斷高）和RVR（跑道視程）都是0米）。

目前國(guó)內(nèi)、國(guó)際多個(gè)機(jī)場(chǎng)具備基于HUD設(shè)備進(jìn)行特殊批準(zhǔn)的RVR200米起飛和降落標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類及Ⅱ類（RVR350）落地的運(yùn)行資質(zhì)，像鄭州機(jī)場(chǎng)、青島流亭機(jī)場(chǎng)、濟(jì)南遙墻機(jī)場(chǎng)、貴州龍洞堡機(jī)場(chǎng)均已實(shí)現(xiàn)HUD在特殊Ⅱ類的試飛。

HUD的推廣對(duì)我國(guó)民航運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)修訂具有深遠(yuǎn)影響，作為先進(jìn)設(shè)備和航行新技術(shù)的結(jié)合體，HUD設(shè)備具備“降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、改善飛行品質(zhì)、創(chuàng)新訓(xùn)練模式”等優(yōu)越性：降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、提高航班正點(diǎn)率，降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，提高航班正點(diǎn)率，最大限度節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本，滿足旅客出行需求；改善飛行品質(zhì)、提高安全裕度，通過(guò)使用HUD設(shè)備，飛行員可以關(guān)注到傳統(tǒng)儀表無(wú)法提供的信息，大量節(jié)省了飛行員精力，此外，立足于HUD設(shè)備的便捷操作和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的完善，可以增強(qiáng)飛行員信心、加快飛行員成長(zhǎng)、提高飛行情景意識(shí)，改善著陸品質(zhì)等方面，均取得顯著效果；創(chuàng)新訓(xùn)練模式、降低訓(xùn)練成本，在使用HUD設(shè)備完成低能見(jiàn)度特殊運(yùn)行的訓(xùn)練過(guò)程中，充分結(jié)合復(fù)訓(xùn)科目，保證訓(xùn)練質(zhì)量、降低訓(xùn)練成本、嚴(yán)格資質(zhì)管控 ，實(shí)現(xiàn)全新突破。

隨著航行新技術(shù)的發(fā)展，民航局推廣的HUD新技術(shù)，是在不增加機(jī)場(chǎng)地面設(shè)施設(shè)備投入的前提下，充分發(fā)揮機(jī)場(chǎng)即有軟硬件的能力，在航空公司的協(xié)助下，降低機(jī)場(chǎng)硬件改造費(fèi)用和運(yùn)行保障費(fèi)用，有效降低機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，從而提升機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行保障能力，民航局要求國(guó)內(nèi)所有航空公司全部加裝HUD設(shè)備，對(duì)HUD技術(shù)大力推廣。HUD平視顯示技術(shù)主要在飛機(jī)的起飛和降落階段使用，通常情況下飛機(jī)在降落過(guò)程中難度較大，安裝了HUD設(shè)備，就可以在飛機(jī)降落過(guò)程中的飛行能見(jiàn)度（VIS）由通常的500米、550米以及600米降到350米實(shí)施降落；云高也有通常的60米降低到30米。飛機(jī)在起飛過(guò)程中，沒(méi)有安裝HUD設(shè)備的航空公司的起飛標(biāo)準(zhǔn)是400米，而安裝HUD的飛機(jī)的起飛標(biāo)準(zhǔn)可以降低到200米，使用HUD技術(shù)實(shí)現(xiàn)200米低能見(jiàn)度起飛，降低了航空公司的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也提高了運(yùn)行質(zhì)量和效率；在目視參考受到天氣條件限制下利用HUD進(jìn)行飛行活動(dòng)，在旅客眼中，也就是提高了航班的準(zhǔn)點(diǎn)率，航班延誤減少了，自然而然的旅客地滿意程度提高了。endprint

3.2 制約HUD發(fā)展的因素

隨著HUD技術(shù)的推廣，同時(shí)出現(xiàn)了好多制約著HUD發(fā)展的因素，首先就是HUD的使用率偏低，HGS飛行次數(shù)基數(shù)小，嚴(yán)重影響HGS真實(shí)運(yùn)行品質(zhì)的分析結(jié)果。造成這一現(xiàn)象的客觀原因是一方面飛行員訓(xùn)練管理規(guī)定剛飛左座的見(jiàn)習(xí)正駕駛和剛飛右座的見(jiàn)習(xí)副駕駛操縱飛機(jī)時(shí)不使用HGS飛行，另一方面，個(gè)別機(jī)場(chǎng)ILS（儀表著陸系統(tǒng)）信號(hào)質(zhì)量差，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生進(jìn)近警告（APCH WARN），影響駕駛員使用HGS的積極性。針對(duì)這一問(wèn)題，航空公司修訂運(yùn)行政策，HGS資格與機(jī)長(zhǎng)資格掛鉤，建立個(gè)人使用HGS情況數(shù)據(jù)庫(kù)。其次，HUD運(yùn)行真實(shí)數(shù)據(jù)失真，無(wú)法真實(shí)掌握HUD運(yùn)行的品格差異，也不能實(shí)際反應(yīng)HUD的優(yōu)越性，起始HGS使用方面的數(shù)據(jù)來(lái)源于飛行任務(wù)書(shū)，但由于任務(wù)書(shū)填寫(xiě)方法不統(tǒng)一，表達(dá)不規(guī)范等問(wèn)題，使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并不完整；同時(shí)公司譯碼能真實(shí)反映HGS的使用情況，但由于流程缺失，HGS的查詢功能未開(kāi)發(fā)；HUD特殊批準(zhǔn)的Ⅰ類運(yùn)行時(shí)間短，真實(shí)低于Ⅰ類運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的氣象條件少，實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)不足，或駕駛員漏填數(shù)據(jù)。航空公司采取修訂運(yùn)行類手冊(cè)，完善各部門(mén)HGS運(yùn)行數(shù)據(jù)方面的職責(zé)，修改HGS飛行記錄方式，由填寫(xiě)任務(wù)書(shū)改為公司譯碼直接提取數(shù)據(jù)，發(fā)布運(yùn)行管理通告，向駕駛員宣傳貫徹在真實(shí)降低標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類運(yùn)行后如實(shí)記錄運(yùn)行情況。機(jī)場(chǎng)啟動(dòng)特殊批準(zhǔn)的Ⅰ類運(yùn)行信息傳遞流程有待優(yōu)化，信息傳遞流程質(zhì)量直接關(guān)系到飛行安全，在不降低工作效率的前提下，應(yīng)盡量不增加信息交換環(huán)節(jié)，特殊批準(zhǔn)的Ⅰ類運(yùn)行屬于新生的運(yùn)行類型，具體運(yùn)行內(nèi)容無(wú)現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，對(duì)目前信息傳遞流程，機(jī)組在準(zhǔn)備執(zhí)行特殊批準(zhǔn)的Ⅰ類運(yùn)行是感到程序繁瑣且信息反饋不及時(shí)等問(wèn)題。

4 發(fā)展與展望

隨著民用航空的高速發(fā)展，如何提高航空運(yùn)輸?shù)男?、保證飛行安全是民航發(fā)展的追求，高速發(fā)展的民航業(yè)令HUD有了用武之地，ICAO以及民航局對(duì)HUD的推廣，HUD的使用提高了公司運(yùn)行效益以及提高飛行安全系數(shù)，在不大修機(jī)場(chǎng)設(shè)備情況下，引進(jìn)航空新技術(shù)提高航空安全與降低機(jī)場(chǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)成為未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。積極開(kāi)發(fā)探索HUD在民用飛機(jī)上的應(yīng)用，令該項(xiàng)技術(shù)在民用航空發(fā)展中發(fā)揮更大作用。

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