如果你經(jīng)常看科幻片的話，一定看到過(guò)這樣的鏡頭：主人公坐在汽車駕駛室內(nèi)，用手在空中比畫一下，一個(gè)如同半張A4紙大小的畫面便呈現(xiàn)在眼前。如果主人公再按一下畫面，那么所需的信息便馬上顯示出來(lái)。這個(gè)在電影中出現(xiàn)的裝置叫“平視顯示器”（HUD），是平視指引系統(tǒng)（HGS）的顯示部分。事實(shí)上，平視指引系統(tǒng)早在上世紀(jì)80年代就開始從軍用飛機(jī)移植到了民用飛機(jī)上，當(dāng)今最先進(jìn)的夢(mèng)幻客機(jī)波音787飛機(jī)也安裝了這套設(shè)備。

　　飛機(jī)平視顯示器（HUD）是當(dāng)今民用航空運(yùn)輸飛機(jī)上安裝的一種新設(shè)備。它是在駕駛艙的前風(fēng)擋上方安裝一塊平視顯示鏡，通過(guò)投影技術(shù)將飛機(jī)姿態(tài)和操作信息投射在無(wú)窮遠(yuǎn)處并與外界視景疊加，為飛行員提供飛行指引。作為一項(xiàng)成熟可靠的航行技術(shù)，平視指引系統(tǒng)對(duì)改善飛行品質(zhì)、提升航空安全有著積極的作用。

增加飛行員情景意識(shí)

　　雖然安裝了HUD設(shè)備的飛機(jī)看上去只是在駕駛艙多了塊透視顯示鏡，但別小看這塊顯示鏡。有了它，飛行員可以擺脫邊注視外界參照物，邊低頭注視儀表的常規(guī)飛行方法，將精力集中在這塊顯示鏡上，跟蹤飛行指引，按照提供的飛行軌跡調(diào)整自己的飛行姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化飛行，提高飛行安全品質(zhì)。它能使飛行員的每一次起飛和著陸都盡可能完美，從而有效避免重著陸和平飄，使旅客感覺(jué)更加平穩(wěn)舒適。

　　從2008年就開始在左座使用HUD飛行的山東航空公司機(jī)長(zhǎng)孟令光告訴記者，駕駛員通過(guò)HUD獲得飛行狀態(tài)信息，極大地增強(qiáng)了駕駛員的情景意識(shí)，防止丟失飛行狀態(tài)；而平視指引系統(tǒng)能夠變常規(guī)儀表的飛機(jī)姿態(tài)指引為軌跡指引，而且信號(hào)靈敏度高，駕駛員視角廣闊，能夠最大限度地提高人工操縱的飛行諸元精度，這些特性在低能見(jiàn)度飛行和大雨天氣著陸時(shí)尤為重要，提高了飛機(jī)的安全特性；HGS還可以在簡(jiǎn)化地面設(shè)施的情況下降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，改善正點(diǎn)率，提高航空公司的運(yùn)行能力。

　　孟令光說(shuō)：“我特別愿意使用HGS進(jìn)行飛行，因?yàn)镠GS是隨著現(xiàn)代飛行理念應(yīng)運(yùn)而生的飛行工具，可以極大地提高狀態(tài)意識(shí)和飛行品質(zhì)。”他從2009年下半年就開始高頻率地使用HGS進(jìn)行飛行，直到現(xiàn)在基本上執(zhí)飛航班時(shí)都在使用這一航行技術(shù)。

　　美國(guó)羅克韋爾柯林斯公司民用干線機(jī)系統(tǒng)副總裁兼總經(jīng)理斯坦德斯科告訴記者，HGS增強(qiáng)了飛行員的情景意識(shí)，有的飛行員飛完裝有HGS的飛機(jī)后就不愿意再飛未安裝HGS的飛機(jī)了。他說(shuō)：“在不久的將來(lái)，會(huì)有越來(lái)越多的飛機(jī)裝有HGS，越來(lái)越多的飛行員也將使用這一系統(tǒng)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，飛行員對(duì)HGS的興趣和喜愛(ài)程度還將不斷增加?！?/P>

提升航空公司經(jīng)濟(jì)和安全效益

　　HGS可以在簡(jiǎn)化地面設(shè)施的情況下降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，改善復(fù)雜天氣條件下的航班正點(diǎn)率，提高飛機(jī)在低能見(jiàn)度條件下的安全運(yùn)行能力，從而為航空公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)和安全方面的回報(bào)。斯坦德斯科說(shuō)：“在天氣條件不好的情況下，沒(méi)有裝HGS的飛機(jī)可能需要復(fù)飛或者備降其他機(jī)場(chǎng)。如果安裝了HGS，即便是在有些目視效果不是很好的天氣情況下，我們也能完成降落。因?yàn)橛械臋C(jī)場(chǎng)具備實(shí)施低于正常標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的資格，能夠確保飛機(jī)在低能見(jiàn)度下也能安全起飛和著陸?！蔽覀兌贾溃壳叭加唾M(fèi)用很高，燃油成本會(huì)對(duì)航空公司帶來(lái)很大壓力，如果不用復(fù)飛不用備降，那么將給航空公司節(jié)約大量燃油成本。

　　斯坦德斯科表示，很多航空公司安裝平視指引系統(tǒng)主要是為了提高飛行安全運(yùn)行能力。2009年美國(guó)飛行安全組織統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有69%的起降事故和75%失去控制的事故，如果安裝HGS都能很好地進(jìn)行防范。隨著越來(lái)越多的飛機(jī)安裝增強(qiáng)和綜合視景系統(tǒng)，HGS還會(huì)帶來(lái)更多好處。

　　山東航空公司作為國(guó)內(nèi)首家在飛機(jī)上安裝HGS的公司，在2005年引入該系統(tǒng)，隨后開始運(yùn)用，截至目前已有33架波音737飛機(jī)安裝了這一設(shè)備。據(jù)山航相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，今年上半年，用于飛機(jī)品質(zhì)監(jiān)控的快速存取記錄器（QAR）譯碼分析顯示，山航三級(jí)事件下降了10%，當(dāng)飛機(jī)平視指引系統(tǒng)使用率達(dá)到50%時(shí)，預(yù)計(jì)三級(jí)事件發(fā)生率可降低55%。孟令光補(bǔ)充說(shuō)，安全水平的提高有時(shí)并不能完全用量化的數(shù)據(jù)來(lái)表示，但有一點(diǎn)可以肯定，山航從2007年12月正式規(guī)定飛行員可以使用HGS以來(lái)，從未發(fā)生過(guò)事故征候或安全事故。這和HGS不無(wú)關(guān)系。這充分說(shuō)明了該技術(shù)對(duì)航空公司的價(jià)值，也再次證明了新技術(shù)運(yùn)用對(duì)提升航空安全的積極作用。

急需大力推廣HGS

　　HGS經(jīng)過(guò)在國(guó)際民航業(yè)近30年的發(fā)展，如今已經(jīng)十分成熟可靠，該技術(shù)已被國(guó)際民航組織認(rèn)可。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，國(guó)際上有25個(gè)國(guó)家的40多家航空公司采用這項(xiàng)技術(shù)，超過(guò)4000多架飛機(jī)安裝了該設(shè)備。據(jù)斯坦德斯科介紹，除了現(xiàn)有的飛機(jī)平臺(tái)，即將交付的波音787已把平顯系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配備，而且是雙套配備。此外，在空中客車A350和空中客車A380上，航空公司也可對(duì)平視指引系統(tǒng)進(jìn)行選擇安裝。美國(guó)聯(lián)邦航空局鼓勵(lì)航空公司使用這項(xiàng)新技術(shù)提高安全運(yùn)行水平，并已經(jīng)完成764個(gè)機(jī)場(chǎng)的儀表著陸系統(tǒng)的改造和降低運(yùn)行最低標(biāo)準(zhǔn)。

　　然而，這一技術(shù)在我國(guó)并未得到全面推廣，因?yàn)榇蠖鄶?shù)飛機(jī)都沒(méi)有安裝這一設(shè)備。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我國(guó)民航局已經(jīng)公布了相應(yīng)的政策與運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，目的是推動(dòng)該技術(shù)在我國(guó)民航的應(yīng)用，提升飛行安全水平。據(jù)民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司專家介紹，我國(guó)民航要加快提出飛機(jī)平視顯示系統(tǒng)的“發(fā)展路線圖”，抓好機(jī)場(chǎng)適應(yīng)飛機(jī)使用平視顯示器實(shí)施運(yùn)行的要求，爭(zhēng)取在5-6年內(nèi)完成這項(xiàng)工作。

　　在民航局的支持下，山東航空股份有限公司（Shandong Airlines Co., Ltd.，簡(jiǎn)稱“山航”）已經(jīng)獲得了中國(guó)民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司批準(zhǔn)使用飛機(jī)平視顯示器實(shí)施二類和低于一類運(yùn)行最低標(biāo)準(zhǔn)等兩項(xiàng)特殊運(yùn)行許可，青島流亭國(guó)際機(jī)場(chǎng)和濟(jì)南遙墻國(guó)際機(jī)場(chǎng)成為我國(guó)第一批通過(guò)民航局驗(yàn)證并降低標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)場(chǎng)。在今后幾年內(nèi)，將有更多的機(jī)場(chǎng)獲得這項(xiàng)運(yùn)行批準(zhǔn)。

　　在飛行員訓(xùn)練大綱中，使用平視指引系統(tǒng)也是必須的訓(xùn)練課程，所有機(jī)長(zhǎng)都必須熟練使用并具備在低能見(jiàn)度條件下運(yùn)行的資質(zhì)。以山航為例，新增的訓(xùn)練包括28課時(shí)的理論訓(xùn)練、2課時(shí)的模擬機(jī)訓(xùn)練和航線帶飛。

　　民航局試點(diǎn)平視指引系統(tǒng)，目的是摸索出一套適用于該技術(shù)在我國(guó)運(yùn)行的政策和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)幫助航空公司正常應(yīng)用此項(xiàng)新技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前，我國(guó)民航運(yùn)輸生產(chǎn)保持持續(xù)快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，運(yùn)輸量的持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)航空安全保障帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在未來(lái)，HGS等航行技術(shù)的運(yùn)用對(duì)提升飛行品質(zhì)和飛行安全將發(fā)揮著重要的作用。

　　相關(guān)鏈接

　　飛機(jī)平視顯示器（HUD）是在駕駛艙的前風(fēng)擋上方安裝的一塊平視顯示鏡，通過(guò)投影技術(shù)將飛機(jī)姿態(tài)和操作信息投射在無(wú)窮遠(yuǎn)處并與外界視景疊加，為飛行員提供飛行指引，把飛行員從俯視看傳統(tǒng)儀表中解脫出來(lái)。它是一種補(bǔ)充顯示，能夠顯示關(guān)鍵的飛行信息。

　　然而，HUD只是一個(gè)硬件設(shè)備，要真正地運(yùn)行起來(lái)，還需要平視指引系統(tǒng)（HGS）的支持。HGS為飛行員提供所有重要的飛行信息，并利用圖像疊加技術(shù)展示真實(shí)的飛行環(huán)境。信息在視野無(wú)限范圍內(nèi)成像，從而無(wú)需將真實(shí)飛行環(huán)境在駕駛艙內(nèi)二次聚焦成像，且信息以“正形投影”方式呈現(xiàn)。在飛機(jī)的起飛和降落階段，HGS具有避免飛機(jī)擦尾、提供充足時(shí)間糾正飛機(jī)飛行姿態(tài)、應(yīng)對(duì)風(fēng)切變等功能。

　　新一代的HGS增加了紅外和米波雷達(dá)探測(cè)功能，成為增強(qiáng)型的平視顯示系統(tǒng)，已經(jīng)被國(guó)際民航組織作為未來(lái)推廣的新航行系統(tǒng)認(rèn)可。與此同時(shí)，HUD技術(shù)與PBN等技術(shù)相結(jié)合，能夠監(jiān)控自動(dòng)飛行，使飛行更加安全，并可減少飛行員的工作量，使駕駛艙的管理更加直觀。

　　隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，HGS正朝著合成視景系統(tǒng)（SVS）的方向發(fā)展。SVS由美國(guó)羅克韋爾柯林斯公司研發(fā)，是基于獨(dú)立的地形、跑道和障礙物數(shù)據(jù)庫(kù)，以飛行員的視角提供由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的外部環(huán)境視圖。其圖像是由電腦繪制的實(shí)時(shí)圖像，能夠真實(shí)反映外部環(huán)境。在HUD上使用SVS的潛在好處，包括增強(qiáng)飛行情景意識(shí)、在復(fù)飛中提供引導(dǎo)和降低最低標(biāo)準(zhǔn)等。目前，SVS著陸應(yīng)用法規(guī)已經(jīng)在美國(guó)生效。

　　將增強(qiáng)顯示系統(tǒng)（EVS）植入合成視景系統(tǒng)（SVS），則形成了組合視景系統(tǒng)（CVS)）。對(duì)于這一系統(tǒng)，EVS和SVS的數(shù)據(jù)源可以由飛行員選擇，SVS不提供實(shí)時(shí)的現(xiàn)實(shí)世界圖像，EVS的實(shí)時(shí)圖像作為一個(gè)高度顯示功能替代了SVS?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在未來(lái)，HGS相關(guān)技術(shù)還將不斷發(fā)展成熟，在提高飛行運(yùn)行品質(zhì)方面發(fā)揮重要作用。