使用HUD實施特殊批準II類運行機場評估方法的初步研究

羅皓明

摘 要：HUD（head up display）是一種機載光學顯示系統，可以把飛行數據投射到駕駛員視野正前方的顯示組件上，以提高飛行品質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用的航行新技術。文章主要介紹HUD的工作原理及使用優勢，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容進行初步研究。

關鍵詞：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，該項技術源于軍工技術，后應用于民用飛機。HUD可以把飛行過程中的飛行數據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在其前方視野范圍內讀取飛行信息。HUD主要由顯示系統和數據處理系統兩大部分組成。其中顯示系統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接收到的經圖形化處理后的飛行數據相結合；數據處理系統主要包括控制組件、傳感器、計算機等，可以輸入飛行過程中儀表著陸系統、飛行管理系統、高度表、速度表等產生的飛行數據，數據經圖形化處理后轉化為更直觀的圖形符號，投射到顯示系統上。

HUD還可以結合EVS（Enhanced Vision System）增強視景系統使用，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管理能力。由于所有關鍵的飛行狀態信息都可以投影于HUD顯示器上，并與前方視野結合，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前環境的真實信息，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

使用HUD設備可進行起飛、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，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，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，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。我國大多數機場只有I類儀表著陸系統，實施特殊I類及II類運行，并與低能見度運行程序結合，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

目前我國絕大多數機場都具備I類運行能力，若在此類機場上對通信導航設備進行升級改造，根據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容進行研究。

3.1 燈光系統及輔助設備評估

根據咨詢通告AC-91-FS-2014-03R2，使用HUD實施低能見度起飛時，機場燈光系統及輔助設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的臨界區、敏感區，航向臺信號等進行評估，以保證對導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

除了滿足燈光系統及儀表著陸系統相關要求以外，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，具體評估內容，見表4。

4 結語

文章介紹了HUD的工作原理及使用優勢，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、燈光等相關設施進行必要評估的評估內容。隨著HUD在空中交通管制和飛行運行各領域的深入應用，可以持續提升飛行安全，改善飛行品質。特別是對于大多數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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