羅皓明

摘 要：HUD（head up display）是一種機載光學(xué)顯示系統(tǒng)，可以把飛行數(shù)據(jù)投射到駕駛員視野正前方的顯示組件上，以提高飛行品質(zhì)和低能見度條件下的運行能力，是一項在中國民用航空飛行中積極推廣應(yīng)用的航行新技術(shù)。文章主要介紹HUD的工作原理及使用優(yōu)勢，在使用HUD實施特殊批準II類運行時，對機場評估要求部分的評估內(nèi)容進行初步研究。

關(guān)鍵詞：平視顯示器 特殊II類 機場評估

中圖分類號：V24 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（a）-0001-03

1 HUD（平視顯示器）

HUD也稱平視顯示器，該項技術(shù)源于軍工技術(shù)，后應(yīng)用于民用飛機。HUD可以把飛行過程中的飛行數(shù)據(jù)投射到駕駛員正前方的透明顯示組件上，駕駛員可以以平視姿態(tài)在其前方視野范圍內(nèi)讀取飛行信息。HUD主要由顯示系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩大部分組成。其中顯示系統(tǒng)即位于駕駛員視野正前方的一塊透明顯示器，可以將駕駛員在飛行過程中前方所見視景，與HUD接收到的經(jīng)圖形化處理后的飛行數(shù)據(jù)相結(jié)合；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要包括控制組件、傳感器、計算機等，可以輸入飛行過程中儀表著陸系統(tǒng)、飛行管理系統(tǒng)、高度表、速度表等產(chǎn)生的飛行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)圖形化處理后轉(zhuǎn)化為更直觀的圖形符號，投射到顯示系統(tǒng)上。

HUD還可以結(jié)合EVS（Enhanced Vision System）增強視景系統(tǒng)使用，通過圖像傳感器獲得外部景象，將跑道特征、周圍障礙物和地形特征等信息顯示在HUD上，以提高駕駛員在夜間和低能見度條件下飛行時的情景意識。

2 HUD的使用優(yōu)勢

2.1 增強飛行情景意識

HUD在各飛行階段都可以為駕駛員提供增強的情景意識和狀態(tài)管理能力。由于所有關(guān)鍵的飛行狀態(tài)信息都可以投影于HUD顯示器上，并與前方視野結(jié)合，可以減少駕駛員頻繁俯視讀取儀表信息的動作，保持平視飛行。這樣，駕駛員可以更好地將注意力集中于當(dāng)前環(huán)境的真實信息，而不需要在前方視野與儀表之間來回掃視，防止目視參照信息的丟失，顯著增強飛行情景意識。

2.2 改善飛行品質(zhì)

使用HUD設(shè)備可進行起飛、爬升、巡航、下降和進近等階段的飛行操作，借助HUD的不同工作模式，可以用來進行I/II/III 類精密進近、非精密儀表進近和目視進近。例如，在起飛階段，HUD能夠提供起飛引導(dǎo)，將飛行員起飛操縱過程中所需全部儀表信息投射于顯示系統(tǒng)，與前方視野疊加，特別是在低能見度天氣條件下，可在視覺上提供補充的航向引導(dǎo)，保持對準跑道并顯示跑道剩余長度。進近階段，

2.3 提高運行保障能力

使用HUD且通過民航局的特殊批準，可在標準為I類的儀表著陸系統(tǒng)上實施II類、III類精密進近。飛機下降過程中，HUD的計算機可將獲取到的信息對比，不斷修正ILS信號，根據(jù)下降過程中前一段的下滑軌跡計算一條虛擬下滑道，投射在HUD顯示組件上并指引飛機按下滑道飛行。這是在低能見度天氣條件下，降低最低運行標準，保證航班正常運行的有效措施。我國大多數(shù)機場只有I類儀表著陸系統(tǒng)，實施特殊I類及II類運行，并與低能見度運行程序結(jié)合，可以顯著提高機場的運行保障能力。

3 實施特殊批準II類運行的機場評估

目前我國絕大多數(shù)機場都具備I類運行能力，若在此類機場上對通信導(dǎo)航設(shè)備進行升級改造，根據(jù)中國民航航空局飛行標準司《使用平視顯示器實施II類或低于標準I類運行的評估和批準程序》，可以I類機場實施特殊II類運行，以提高機場運行保障能力。I類運行和II類運行標準對比，如表1。

根據(jù)咨詢通告AC-91-FS-2014-03R2《使用平視顯示器的運行評估與批準程序》，在使用HUD實施特殊II類精密進近運行前必須滿足“使用HUD實施特殊II類運行”中的要求，主要包括對航空器運營人、機場評估的要求、運行標準的批準與公布等。本文對機場評估部分的主要內(nèi)容進行研究。

3.1 燈光系統(tǒng)及輔助設(shè)備評估

根據(jù)咨詢通告AC-91-FS-2014-03R2，使用HUD實施低能見度起飛時，機場燈光系統(tǒng)及輔助設(shè)備需滿足一定的要求，見表2。

3.2 ILS評估

使用HUD實施特殊II類精密進近運行，需要對儀表著陸系統(tǒng)的臨界區(qū)、敏感區(qū)，航向臺信號等進行評估，以保證對導(dǎo)航信號的影響降到最低，且能通過II類信號性能標準進行飛行校驗，具體評估內(nèi)容，見表3。

3.3 HUD運行障礙物與地面運行程序評估

除了滿足燈光系統(tǒng)及儀表著陸系統(tǒng)相關(guān)要求以外，還要按照“使用HUD實施特殊批準II類運行”對機場凈空、儀表飛行程序、地面運行程序的評估要求對運行障礙物進行評估，具體評估內(nèi)容，見表4。

4 結(jié)語

文章介紹了HUD的工作原理及使用優(yōu)勢，主要研究了使用HUD實施降低標準的運行時，需要對機場凈空、飛行程序、燈光等相關(guān)設(shè)施進行必要評估的評估內(nèi)容。隨著HUD在空中交通管制和飛行運行各領(lǐng)域的深入應(yīng)用，可以持續(xù)提升飛行安全，改善飛行品質(zhì)。特別是對于大多數(shù)正處于航班量急速增長的機場，HUD的使用是降低運行標準，提高機場運行保障能力的有效舉措。

參考文獻

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