冬天，一個(gè)熱“雪”沸騰的季節(jié)。傍晚時(shí)分，雪花飄落在機(jī)場(chǎng)跑道上。對(duì)旅客來說，與雪天不期而遇令人感到興奮。對(duì)飛行員而言，這份浪漫卻暗藏挑戰(zhàn)——在能見度較低的復(fù)雜天氣下駕駛飛機(jī)，難度勢(shì)必顯著增大。此時(shí)，飛行員必須依靠各類設(shè)施設(shè)備以及精湛的飛行技術(shù)確保飛行安全。

除了冬季的暴雪天氣，大霧、雷雨、沙塵以及夜間飛行也會(huì)導(dǎo)致能見度降低，對(duì)航班運(yùn)行造成一定影響。為了在確保飛行安全的前提下更好地滿足旅客對(duì)航班正常性的需求，中國(guó)民航不斷引進(jìn)新技術(shù)和新設(shè)備提高飛行品質(zhì)，平視顯示器（Head-UpDisplay，簡(jiǎn)稱HUD）就是其中之一。

這項(xiàng)航行新技術(shù)能夠?qū)㈥P(guān)鍵的飛行信息投射到飛行員正前方的“透明顯示屏”上，使飛行員無須頻繁低頭查看儀表，便能準(zhǔn)確掌握飛機(jī)的狀態(tài)和位置，有效減少低能見度條件下的操作失誤風(fēng)險(xiǎn)，從整體上提高安全水平和航班正常性。同時(shí)，隨著科技的進(jìn)步，在新的發(fā)展階段，HUD也有望成為民航飛行邁向智能化的重要入口之一。

更清晰的視野

HUD就像是給飛機(jī)裝上了復(fù)眼。這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)向飛行員提供多維度的關(guān)鍵信息，幫助其更加準(zhǔn)確地判斷飛機(jī)位置和狀態(tài)，從而在減少飛行技術(shù)誤差、減少重著陸和擦機(jī)尾事件以及改善全天候運(yùn)行等方面發(fā)揮顯著作用。

“低頭不見抬頭見，航班正點(diǎn)隨心愿。抬頭不見回頭見，復(fù)飛備降早決斷。”這首小詩(shī)是兩位民航業(yè)內(nèi)人士在HUD試飛時(shí)描述其功效對(duì)答而作的。平視顯示著陸系統(tǒng)（Head-UpDisplayLandingSystem，簡(jiǎn)稱HUDLS）是一種脫胎于軍用飛機(jī)光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡的飛行引導(dǎo)系統(tǒng)，能夠?qū)ǖ孛鎸?dǎo)航和飛行姿態(tài)在內(nèi)的飛行信息投射到飛行員正前方的平視顯示器（HUD）上，使其在保持平視狀態(tài)的同時(shí)，兼顧儀表參數(shù)和外界目視參考物，輔助飛行員根據(jù)相應(yīng)要求完成人工著陸、人工起飛或與自動(dòng)駕駛相結(jié)合的混合著陸。

在民航領(lǐng)域，HUD通常有兩種，一種是具備獨(dú)立引導(dǎo)能力的HUDLS，另一種是使用經(jīng)批準(zhǔn)的與自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)（AutoFlight&ControlSys?tem，簡(jiǎn)稱AFCS）耦合的HUD系統(tǒng)。作為一項(xiàng)航行新技術(shù)，HUD就像是給飛機(jī)裝上了復(fù)眼，能夠?qū)崟r(shí)向飛行員提供多維度的關(guān)鍵信息。中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所（以下簡(jiǎn)稱“中航工業(yè)光電所”）HUD工程師介紹，除高度、速度、姿態(tài)、導(dǎo)航等常規(guī)主飛行信息外，HUD還能提供高精度飛行指引和特有的態(tài)勢(shì)感知符號(hào)，幫助飛行員準(zhǔn)確判斷飛機(jī)位置和狀態(tài)，從而減少飛行技術(shù)誤差、減少重著陸和擦機(jī)尾事件等風(fēng)險(xiǎn)。

從上世紀(jì)80年代起，HUD開始應(yīng)用于民航運(yùn)輸領(lǐng)域。2005年，山東航空率先在飛機(jī)上安裝了HUD，成為該技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的起點(diǎn)。2014年，HUD應(yīng)用再上新臺(tái)階，民航局批準(zhǔn)山東航空使用HUD在濟(jì)南、青島機(jī)場(chǎng)實(shí)施RVR200米起飛，以有效突破兩個(gè)機(jī)場(chǎng)冬春季大霧天氣下的放行瓶頸。

此后10年間，越來越多的航空公司將HUD引入駕駛艙，這項(xiàng)技術(shù)持續(xù)在民航領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。進(jìn)入新發(fā)展階段，科技的進(jìn)步以及市場(chǎng)環(huán)境的變化給HUD應(yīng)用帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。為適應(yīng)這些變化，2024年12月19日，民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司發(fā)出《使用平視顯示器（HUD）運(yùn)行的評(píng)估與批準(zhǔn)程序》咨詢通告（以下簡(jiǎn)稱《咨詢通告》）征求意見稿，通過提供更加明確、具體的指南，滿足航空公司根據(jù)自身情況靈活選擇和高效使用HUD技術(shù)的需求。

在業(yè)內(nèi)專家看來，HUD有助于實(shí)現(xiàn)航空公司、飛行員和旅客三方共贏。其中最重要的一點(diǎn)是，這套精密光學(xué)系統(tǒng)設(shè)備可以幫助飛行員看得更清楚、看得更準(zhǔn)確、看得更明了。

對(duì)旅客來說，HUD所帶來的好消息是能在一定程度上提高航班正常性。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，安裝有HUD機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)，配合可靠的儀表著陸系統(tǒng)（ILS）和相應(yīng)的地面運(yùn)行程序、低能見度運(yùn)行程序，經(jīng)局方特殊批準(zhǔn)后，航空運(yùn)營(yíng)人可在Ⅰ類儀表著陸地面設(shè)施上實(shí)施特殊批準(zhǔn)的Ⅰ類、Ⅱ類運(yùn)行。

“簡(jiǎn)而言之，使用HUD通常能夠降低起飛和著陸最低天氣標(biāo)準(zhǔn)”。業(yè)內(nèi)專家表示，在有些機(jī)場(chǎng)遇到雷雨、大霧、暴雪、沙塵等低能見度天氣時(shí)，大家偶爾會(huì)看到部分航空公司的航班順利起降，而其他一些則不得不等待天氣好轉(zhuǎn)。造成這種差異的原因之一，可能正是飛機(jī)是否安裝有HUD機(jī)載設(shè)備。“與沒有安裝此類設(shè)備的飛機(jī)相比，安裝了HUD的飛機(jī)可以降低對(duì)地面設(shè)施的要求，在某些機(jī)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)低能見度運(yùn)行，減少航班延誤和旅客滯留”。

對(duì)航空公司和飛行員來說，HUD所帶來的更大效益則是安全裕度和飛行品質(zhì)的提高。在2012年發(fā)布的《平視顯示器應(yīng)用發(fā)展路線圖》中，HUD的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)被總結(jié)為增強(qiáng)飛行情景意識(shí)，減少飛行技術(shù)誤差，有助于實(shí)施穩(wěn)定進(jìn)近，減少重著陸和擦機(jī)尾事件的發(fā)生，為空中交通防撞、風(fēng)切變及非正常姿態(tài)等狀況提供識(shí)別和改出指引等，每一項(xiàng)都與運(yùn)行安全密切相關(guān)。

中航工業(yè)光電所工程師介紹，HUD所見即所在的顯示特點(diǎn)能夠顯著增強(qiáng)飛行員的情景意識(shí)，減輕機(jī)組的工作負(fù)荷。以飛機(jī)起降階段為例。在沒有HUD的情況下，飛行員需要頻繁抬頭、低頭，通過不斷切換視角兼顧高度、速度、天氣以及所處環(huán)境等信息。有了HUD，這些信息都被整合到飛行員正前方的“透明顯示屏”上。這塊經(jīng)過特殊工藝處理的高科技顯示屏既能透射常規(guī)的外界可見光，又能反射特殊的投射光波，讓飛行員可以同時(shí)看清飛行信息和外部視景，有效減少視線轉(zhuǎn)移不當(dāng)可能帶來的安全隱患。

更標(biāo)準(zhǔn)的飛行

只有用過HUD的人，才能真正感受到這是一項(xiàng)多好的技術(shù)。我們的當(dāng)務(wù)之急是抓緊時(shí)間、提供條件，讓更多航空公司和飛行員把現(xiàn)有的HUD用起來。很多人擔(dān)心，廣泛應(yīng)用HUD會(huì)讓飛行員產(chǎn)生依賴。但實(shí)際情況恰恰相反，HUD可以幫助飛行員訓(xùn)練出更標(biāo)準(zhǔn)的飛行。

一次次視線轉(zhuǎn)移看似微不足道，實(shí)則對(duì)飛行員判斷飛機(jī)姿態(tài)、離地高度以及下降速度等至關(guān)重要。可見，提高飛行品質(zhì)，不僅需要先進(jìn)技術(shù)裝備的支持，更需要飛行員保持良好的“飛行感覺”，而這種敏銳的感知力往往來自日復(fù)一日的規(guī)范飛行。

使用過HUD的飛行員，都對(duì)其精確引導(dǎo)能力印象深刻。在平視顯示器上，“大圈”和“小圈”是兩個(gè)重要的飛行引導(dǎo)符號(hào)，前者代表飛機(jī)的實(shí)際飛行軌跡，后者代表目標(biāo)飛行路徑。通過“大圈套小圈”的方法，飛行員可以直觀判斷當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)路徑的偏差，從而高效、安全地進(jìn)行飛行操作。

“在飛機(jī)的起飛和著陸階段，HUD能夠給飛行員提供標(biāo)準(zhǔn)的軌跡指引”。回憶起多年前首次進(jìn)行HUD訓(xùn)練時(shí)的經(jīng)歷，一位飛行員告訴記者，為了幫助學(xué)員建立對(duì)HUD設(shè)備可靠性的認(rèn)知，教員往往會(huì)在模擬機(jī)上設(shè)定一個(gè)極限條件，如能見度為零的運(yùn)行環(huán)境，并要求學(xué)員在HUD的引導(dǎo)下完成著陸。“在這種能見度條件下，除了HUD上的信息，什么目視參考都沒有。但是在訓(xùn)練結(jié)束復(fù)盤時(shí)，我發(fā)現(xiàn)自己完成了一個(gè)非常標(biāo)準(zhǔn)的著陸”。

“只有用過HUD的人，才能真正感受到這是一項(xiàng)多好的技術(shù)”。民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司工作人員告訴記者，當(dāng)務(wù)之急是抓緊時(shí)間、提供條件，讓更多航空公司和飛行員把現(xiàn)有的HUD用起來。

HUD不僅是一項(xiàng)高效的飛行輔助工具，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看，對(duì)于提高整個(gè)民航業(yè)的安全教育水平也具有重要價(jià)值。“很多人擔(dān)心，大規(guī)模應(yīng)用HUD會(huì)讓飛行員產(chǎn)生依賴，影響其駕駛水平。但實(shí)際情況恰恰相反，HUD可以幫助飛行員訓(xùn)練出更標(biāo)準(zhǔn)的飛行”。民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司工作人員告訴記者，作為民航飛行史上的一次重要突破，HUD推動(dòng)了飛行方式從姿態(tài)指引向軌跡指引的轉(zhuǎn)變。它能夠根據(jù)航路上的氣象條件、飛機(jī)的飛行姿態(tài)以及油門能量等信息進(jìn)行連續(xù)修正引導(dǎo)，為飛行員提供各種條件下的標(biāo)準(zhǔn)化飛行方案。“當(dāng)飛行員適應(yīng)在正確的軌跡上飛行時(shí)，就能培養(yǎng)出很好的‘飛行感覺’。一旦軌跡出現(xiàn)偏離，就可以快速發(fā)現(xiàn)并修正”。

對(duì)此，不少飛行員表示贊同。上述飛行員告訴記者，HUD是一項(xiàng)感知靈敏度非常高的輔助飛行技術(shù)。“與很多人預(yù)想的不同，HUD雖然工作邏輯簡(jiǎn)單，但對(duì)操作有著很高的要求。以降落為例，它能夠?qū)⒉僮餍盘?hào)的靈敏度放大8倍。也就是說，在使用HUD進(jìn)行引導(dǎo)時(shí)，飛行員需要通過更加精準(zhǔn)的操作實(shí)現(xiàn)精細(xì)化飛行。為獲得和保持相應(yīng)的HUD運(yùn)行能力，飛行員需要定期進(jìn)行包括理論學(xué)習(xí)和模擬機(jī)實(shí)操在內(nèi)的系統(tǒng)性訓(xùn)練”。

近年來，隨著我國(guó)民航業(yè)快速發(fā)展，各類航行新技術(shù)加速普及應(yīng)用，HUD逐漸成為駕駛艙的重要組成部分。民航局發(fā)布的《2023年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，截至2023年底，全行業(yè)36家航空公司、1492架運(yùn)輸飛機(jī)具備HUD運(yùn)行能力，119個(gè)機(jī)場(chǎng)具備HUD特殊Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，23個(gè)機(jī)場(chǎng)具備HUD特殊Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，17個(gè)機(jī)場(chǎng)具備HUDRVR150米起飛標(biāo)準(zhǔn)。

在本次《咨詢通告》修訂之前，民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司邀請(qǐng)業(yè)內(nèi)專家深入走訪或聯(lián)系各大航空公司，廣泛聽取各方對(duì)于HUD應(yīng)用的需求，并有針對(duì)性地進(jìn)行完善，以確保新規(guī)定更加符合現(xiàn)實(shí)要求。

“行業(yè)快速發(fā)展，呈現(xiàn)出很多新趨勢(shì)。例如，隨著自動(dòng)著陸系統(tǒng)的普及，一些航空公司對(duì)于HUD應(yīng)用的需求更多集中在起飛場(chǎng)景。再如，有人擔(dān)心在習(xí)慣使用HUD之后，一旦出現(xiàn)設(shè)備失效該怎么辦……”民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司工作人員表示，針對(duì)這些情況，《咨詢通告》在修訂時(shí)都明確了相應(yīng)措施。此外，本次修訂還從HUD的使用條件、航空運(yùn)營(yíng)人要求、機(jī)場(chǎng)要求、飛行員資質(zhì)要求等方面進(jìn)行了優(yōu)化，“目的就是希望航空公司和飛行員能夠更加積極地把現(xiàn)有的HUD用起來”。

更積極的應(yīng)用

今天我們已經(jīng)沒有時(shí)間像過去一樣，用5年~10年來推廣一項(xiàng)新技術(shù)了。以HUD為例，當(dāng)我們還在向大家解釋為什么要積極應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，在波音、空客的一些機(jī)型上，它已經(jīng)逐步成為“標(biāo)配”。

在大力推動(dòng)HUD等航行新技術(shù)落地應(yīng)用背后，是行業(yè)主管部門對(duì)科技浪潮重塑傳統(tǒng)交通運(yùn)輸業(yè)的緊迫感與使命感。

“今天我們已經(jīng)沒有時(shí)間像過去一樣，用5年~10年來推廣一項(xiàng)新技術(shù)了。”民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司工作人員表示，“以HUD為例，當(dāng)我們還在向大家解釋為什么要積極應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，在波音、空客的一些機(jī)型上，它已經(jīng)逐步成為‘標(biāo)配’。”

在國(guó)內(nèi)，中航工業(yè)光電所作為機(jī)載航電設(shè)備研制單位，積極追趕這股科技革命發(fā)展浪潮。其工作人員表示，“中航工業(yè)光電所是目前國(guó)內(nèi)唯一的機(jī)載HUD研制單位，自2008年起參與并承擔(dān)國(guó)產(chǎn)民用飛機(jī)的HUD研制任務(wù)，并由此踏上了國(guó)產(chǎn)民機(jī)航電產(chǎn)品研發(fā)征程”。不僅如此，為滿足航空公司需求，中航工業(yè)光電所經(jīng)過多年努力，研制出適配現(xiàn)役飛機(jī)的HUD產(chǎn)品，并取得了民航局頒發(fā)的民用航空器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定批準(zhǔn)書（CTSOA）和補(bǔ)充型號(hào)合格證（STC），具備了為現(xiàn)役進(jìn)口飛機(jī)加裝HUD的能力。

隨著時(shí)間的推移，HUD不斷進(jìn)步和完善。中航工業(yè)光電所工作人員告訴記者，“HUD是先進(jìn)駕駛艙視景技術(shù)的核心設(shè)備。目前，HUD結(jié)合更先進(jìn)的增強(qiáng)飛行視景系統(tǒng)（EFVS）、綜合視景系統(tǒng)（CVS），可以為航班運(yùn)行提供更多增益，應(yīng)該是未來發(fā)展的方向。中航工業(yè)光電所有能力根據(jù)主機(jī)廠和客戶需求，提供定制化的系統(tǒng)解決方案”。

在國(guó)產(chǎn)航電企業(yè)集中精力對(duì)HUD核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)的同時(shí)，全球知名航電企業(yè)柯林斯宇航也在開拓中國(guó)市場(chǎng)的過程中邁出了重要一步。2024年11月，在第十五屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)上，柯林斯宇航與上海華模科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“華模科技”）舉行了戰(zhàn)略合作推進(jìn)協(xié)議簽約儀式，雙方將在華模科技生產(chǎn)的模擬機(jī)上開展EFVS應(yīng)用的前沿探索。這意味著柯林斯宇航的HUD設(shè)備將與中國(guó)航空制造企業(yè)進(jìn)一步深化合作。

“通過上游制造領(lǐng)域，可以看到HUD進(jìn)入飛機(jī)駕駛艙是大勢(shì)所趨”。業(yè)內(nèi)專家表示，新技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，往往是對(duì)發(fā)展需求的回應(yīng)。“2024年，我國(guó)航空公司預(yù)計(jì)完成旅客運(yùn)輸量7.3億人次，創(chuàng)歷史新高。我們?cè)跒樾袠I(yè)高質(zhì)量發(fā)展取得新成效而鼓舞的同時(shí)，也不能忽略運(yùn)輸規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)與資源能力保障不足仍是行業(yè)面臨的主要矛盾”。近年來，我國(guó)航空運(yùn)輸量持續(xù)快速增長(zhǎng)，但基礎(chǔ)設(shè)施資源和運(yùn)行保障資源不足等問題給飛行安全帶來了挑戰(zhàn)。在此背景下，加快推進(jìn)航行新技術(shù)應(yīng)用，對(duì)確保民航快速發(fā)展過程中的持續(xù)安全具有積極作用和重要意義。

“在談?wù)撔录夹g(shù)時(shí)，我們必須將其放在現(xiàn)實(shí)語(yǔ)境中”。業(yè)內(nèi)專家告訴記者，如今，各行各業(yè)都在被加速數(shù)字化。在民航業(yè)，數(shù)字天空、數(shù)字客艙、數(shù)字機(jī)場(chǎng)、數(shù)字運(yùn)行中心等概念已經(jīng)不再新鮮。而在未來數(shù)字化的駕駛艙內(nèi)，飛行員甚至可能不再需要一塊額外的“透明顯示屏”，因?yàn)檎麄€(gè)前風(fēng)擋就是集合了多維度信息的巨大HUD。

“進(jìn)入新發(fā)展階段，以智慧塑造民航業(yè)全新未來，勢(shì)在必行、迫在眉睫。”民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司工作人員進(jìn)一步表示，在航行新技術(shù)廣泛應(yīng)用之前，行業(yè)主管部門需要把路走通、把示范做成、把準(zhǔn)備做足做好。“同時(shí)，我們不能讓新技術(shù)‘躲在角落里’。只有在暴雪天氣下感受過HUD的軌跡指引，在夜晚的高原機(jī)場(chǎng)體驗(yàn)過HUD+EVS熱源成像……才能更加深刻地理解新技術(shù)和新設(shè)備對(duì)于提高民航安全裕度、飛行品質(zhì)、航班正點(diǎn)率和服務(wù)質(zhì)量的重要作用。對(duì)民航業(yè)來說，好的技術(shù)一定是用出來的”。

來源: 中國(guó)民航網(wǎng)