HUD

向小軍　趙趕超

摘 要：HUD是近年來民航局主要推廣的航行新技術之一，它的出現提高了飛行品質，讓飛行變得更簡單、更安全。首先從HUD在國內外的發展和幾個真實案例入手來說明HUD這項新技術給整個民航業所帶來的好處，并且搜集了航空公司和飛行員在使用HUD的過程中所產生的一些疑惑；其次針對飛行員們產生的疑惑作了進一步的解答；最后對HUD生產廠商提出了一些改進建議。旨在更好地推廣HUD這項新技術，讓航空公司和飛行員更好地接受和使用這項新技術。

關鍵詞：HUD；飛行品質；航行新技術；飛行信息

中圖分類號：V328 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.021

隨著當今航行新技術的廣泛普及，越來越多的航空公司意識到航行新技術所帶來的效益，其中，HUD的推廣使得航班的正點率大幅提高，航班的備降次數大為減少，提高了航空公司的運營效益。飛行員可以不用低頭查看儀表，隨時隨地根據投影到HUD上的數據指示來修正飛機的飛行姿態，特別是在進近階段，它的出現極大地提升了飛行員的情景意識及飛行品質，實現精細化飛行。但是，任何一件事物都不可能做到完美，只能越來越接近完美，HUD也是一樣。比如，它對于飛行員的坐姿就有要求，不能太高，也不能太低。本文討論了加裝HUD所帶來的好處以及使用過程中發現的不足之處。

1 國內外現狀

HUD最早出現時用于軍機的瞄準，在20世紀七八十年代使用較多，然后慢慢地從軍用領域過渡到了民用領域。如今，HUD在國外的民航領域應用已經獲得了巨大的成功，得到了廣大飛行員以及大部分航空公司的認可，ICAO也建議各國將HUD技術作為提高飛行安全品質的措施之一來推廣。

山航在上海浦東機場成功實施基于HUD的II類標準著陸。這是中國民航首次使用HUD技術實施II類運行，標志著HUD的應用進入一個全新階段。此前不久，山航使用HUD技術在濟南機場成功實現了RVR200 m低能見起飛，開啟了HUD技術應用實踐的新突破。

2015-02-06T6：48，山東航空公司的一架5453號波音737-800飛機成功降落在青島國際機場的跑道上。這是中國民航首次使用HUD技術實施的特殊II類驗證試飛，并且取得了成功。這一次試飛的成功也使得山東航空和青島國際機場成為國內首批試點單位。

2015-11-25凌晨，山東航空B-1986號波音737-800型飛機在烏魯木齊機場精準著陸，標志著新疆地區首次使用HUD特殊II類驗證試飛成功。烏魯木齊機場成為新疆地區首個具備使用HUD實施特殊批準II類著陸運行能力的機場，同時也是國內第三個完成特殊批準的II類運行試飛的機場。

目前，我國大約有10%的飛機使用了HUD，美國僅737機隊加裝HUD的比例就已經達到了73.8%，而且美國最大的幾個航空公司的737機隊已經全部加裝了HUD，原本不能飛Ⅲ類運行標準的老式飛機在加裝HUD之后，也可以實現安全飛行Ⅲ類運行標準。表1為運行標準對比。

2 HUD

近年來，我國許多城市遭到霧霾的侵襲，使得機場的能見度大大降低，受霧霾影響較為嚴重的地區，機場天氣甚至無法保證飛機起飛、降落所需的最低運行標準，造成大量航班的備降、延誤等情況。更為要緊的是，有的地區天氣變化迅速，比如烏魯木齊機場，往往會在短短幾分鐘內形成大霧，機場的能見度從幾千米突然降到幾十米，使得航班無法正常起降。2015年，烏魯木齊機場使用HUD之后，經常出現大霧天氣，能見度急劇下降，機場內航班延誤現象十分嚴重，有好多飛機都在等，山航的飛機卻能夠不停地起飛。HUD的應用這不僅提高了山航的運營效益，還提高了山航在旅客心中的形象。

2.1 HUD的工作原理

平視顯示系統使用電子組件和光學組件來計算、顯示飛行信息。飛行信息是以飛行符號的方式影射到飛行員前方的一個透明玻璃屏上的。這些飛行符號重疊，并且通過1號窗戶向外查看前方來使用。在人工飛行期間或者自動飛行期間，自動飛行指引系統接通時，可以使用平視顯示系統。當人工使用時，內部平視顯示指引用來控制飛行符號，它獨立于自動飛行指引系統所獲得的或者所顯示的飛行指引儀指引信息。

在我國，越來越多的航空公司因為飛機加裝了HUD，使其具備了特殊I類、II類進近的資格。我國目前具備特殊II類運行資質的機場有4個，分別為青島國際機場、濟南機場、烏魯木齊機場和煙臺機場。隨著HUD這項技術的持續推進，未來我國貴陽機場、鄭州機場、海口機場、虹橋國際機場也將陸續具備特殊II類運行的資質。

2.2 HUD的優點

HUD的出現可以改進飛行安全品質，改善飛機在低能見度條件下的運行能力，減輕駕駛員在復雜飛行條件的心理負擔，克服地空風切變，幫助順利改出，防止飛機平飄時間過長，造成擦機尾事件；與EVS共同使用，增強安全飛行信心；與RNP技術相結合，實現運行軌跡監控，改善著陸性能。

駕駛員通過HUD獲得飛行狀態信息，無需再低頭看常規儀表，極大地增強了駕駛員的情景意識，防止丟失飛行狀態。良好的安全特性也促成國際民航組織對HUD的運行給予特殊政策——可以在簡化地面設施的情況下降低運行標準，改善正點率，提高航空公司的運行能力。圖1為進近著陸使用HUD前后進近對比，圖2為使用HUD改善發動機失效性能。

3 飛行員在使用HUD過程中的一些疑惑

由于該項技術是從國外引進到國內的，該產品在設計之初考慮更多的是國外飛行員的操作習慣。因此，國內飛行員在使用HUD時，普遍反映需要保持一定的坐姿才能夠看到HUD所呈現的全部信息，身體稍有偏動就會導致信息的缺失。試想一下，飛行員進近時遇到緊急情況時，他們首先考慮的不是讓飛機對準跑道，而是如何讓飛機穩定下來。如果此時飛機大范圍地晃動，那么，HUD的優勢還能那么明顯嗎？

對于老機長來說，他們在十幾年，甚至二十幾年前已經進行了目視飛行和儀表飛行的嚴格訓練，可以熟練應對各種緊急情況；對于新機長來說，一開始就讓他們使用加裝了HUD的飛機訓練，對于機隊的持續訓練是不利的。如果中途HUD設備壞掉了，飛機的安全如何保證？答案在這里：飛行員還是要使用加裝了HUD和沒有加裝HUD的飛機分別訓練。

使用HUD在進行模擬機訓練時，飛行員能準確地對準跑道，實現精準著陸。但是在實際飛行中，有飛行員反映透過HUD去找跑道時，相比于不看HUD去找跑道，出現了明顯的偏差，這是為什么呢？答案就在這里：我國的機場地形圖都是屬于國家機密，公布的機場跑道坐標與實際是有所偏差的，甚至公布的是假跑道，需要飛行員進行相關的角度修正才可以做到精準著陸。國外的公司不可能拿到我國最準確的坐標信息。

使用HUD可以提供恒定的下降比例，提高了安全性。但是，現在隨著國際PBN的推進，在軌跡設計環境中已經全部改進為垂直引導，為什么還要使用HUD呢？HUD從軍方的過渡中變成了現在的涂在視窗上的設計，但是現在的HUD還是按照過去年代的設計裝在框架中。以前的飛機都是參差不齊的機械式儀表，現在都是EFIS儀表，卻要我們回到過去靠著鏡子來看更多的儀表參數，而且還不能完全看到PFD和NB，那么A320在加裝HUD的情況下比現在空客的平面式布局和儀表通縮式布局的優勢在哪，怎么說服飛行員使用這個設備？答案在這里：飛行員習慣了沒有HUD的飛機，現在突然要飛加裝了HUD的飛機，主觀上是有抵觸心理的。這就像我們開車一樣，剛開始時大家都開手動擋，現在大家都習慣開自動擋。因為我們接觸并熟練掌握自動擋的駕駛技巧之后真正地感受到了自動擋帶給我們的便利。

4 總結

出現新東西時，我們就要辯論。現在提出問題比較多的人往往是以后意念最堅定的人，我們中國飛行員已經成長起來了，不論是英語，還是專業課方面，已經具備了很高的素質，一旦學成了之后就是精英。我國民航對飛行安全水平的要求是相當高的，所以局方、航空公司、生產廠商和高校要緊密配合起來，不斷地改進產品、改進設計，使得飛行員在日后的訓練和使用過程中更快、更好地去適應這項新技術。

總之，HUD帶給航空公司的效益是顯而易見的，在提高飛行品質等方面也起到了巨大的作用。對于使用過HUD和即將使用HUD的公司和飛行員們提出的種種問題，我們要不斷論證和改進，同時我們也希望像泰雷茲這樣的公司能夠更多地考慮中國人的人體功效，讓HUD更適合中國人的操作習慣。這些并不是技術的改進，而是產品的改進。

參考文獻

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[3]周寧，孟令光.HUD——提升飛行安全的有利工具[J].中國民用航空，2012（12）.

〔編輯：劉曉芳〕