HUD

向小军　赵赶超

摘 要：HUD是近年来民航局主要推广的航行新技术之一，它的出现提高了飞行品质，让飞行变得更简单、更安全。首先从HUD在国内外的发展和几个真实案例入手来说明HUD这项新技术给整个民航业所带来的好处，并且搜集了航空公司和飞行员在使用HUD的过程中所产生的一些疑惑；其次针对飞行员们产生的疑惑作了进一步的解答；最后对HUD生产厂商提出了一些改进建议。旨在更好地推广HUD这项新技术，让航空公司和飞行员更好地接受和使用这项新技术。

关键词：HUD；飞行品质；航行新技术；飞行信息

中图分类号：V328 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.021

随着当今航行新技术的广泛普及，越来越多的航空公司意识到航行新技术所带来的效益，其中，HUD的推广使得航班的正点率大幅提高，航班的备降次数大为减少，提高了航空公司的运营效益。飞行员可以不用低头查看仪表，随时随地根据投影到HUD上的数据指示来修正飞机的飞行姿态，特别是在进近阶段，它的出现极大地提升了飞行员的情景意识及飞行品质，实现精细化飞行。但是，任何一件事物都不可能做到完美，只能越来越接近完美，HUD也是一样。比如，它对于飞行员的坐姿就有要求，不能太高，也不能太低。本文讨论了加装HUD所带来的好处以及使用过程中发现的不足之处。

1 国内外现状

HUD最早出现时用于军机的瞄准，在20世纪七八十年代使用较多，然后慢慢地从军用领域过渡到了民用领域。如今，HUD在国外的民航领域应用已经获得了巨大的成功，得到了广大飞行员以及大部分航空公司的认可，ICAO也建议各国将HUD技术作为提高飞行安全品质的措施之一来推广。

山航在上海浦东机场成功实施基于HUD的II类标准着陆。这是中国民航首次使用HUD技术实施II类运行，标志着HUD的应用进入一个全新阶段。此前不久，山航使用HUD技术在济南机场成功实现了RVR200 m低能见起飞，开启了HUD技术应用实践的新突破。

2015-02-06T6：48，山东航空公司的一架5453号波音737-800飞机成功降落在青岛国际机场的跑道上。这是中国民航首次使用HUD技术实施的特殊II类验证试飞，并且取得了成功。这一次试飞的成功也使得山东航空和青岛国际机场成为国内首批试点单位。

2015-11-25凌晨，山东航空B-1986号波音737-800型飞机在乌鲁木齐机场精准着陆，标志着新疆地区首次使用HUD特殊II类验证试飞成功。乌鲁木齐机场成为新疆地区首个具备使用HUD实施特殊批准II类着陆运行能力的机场，同时也是国内第三个完成特殊批准的II类运行试飞的机场。

目前，我国大约有10%的飞机使用了HUD，美国仅737机队加装HUD的比例就已经达到了73.8%，而且美国最大的几个航空公司的737机队已经全部加装了HUD，原本不能飞Ⅲ类运行标准的老式飞机在加装HUD之后，也可以实现安全飞行Ⅲ类运行标准。表1为运行标准对比。

2 HUD

近年来，我国许多城市遭到雾霾的侵袭，使得机场的能见度大大降低，受雾霾影响较为严重的地区，机场天气甚至无法保证飞机起飞、降落所需的最低运行标准，造成大量航班的备降、延误等情况。更为要紧的是，有的地区天气变化迅速，比如乌鲁木齐机场，往往会在短短几分钟内形成大雾，机场的能见度从几千米突然降到几十米，使得航班无法正常起降。2015年，乌鲁木齐机场使用HUD之后，经常出现大雾天气，能见度急剧下降，机场内航班延误现象十分严重，有好多飞机都在等，山航的飞机却能够不停地起飞。HUD的应用这不仅提高了山航的运营效益，还提高了山航在旅客心中的形象。

2.1 HUD的工作原理

平视显示系统使用电子组件和光学组件来计算、显示飞行信息。飞行信息是以飞行符号的方式影射到飞行员前方的一个透明玻璃屏上的。这些飞行符号重叠，并且通过1号窗户向外查看前方来使用。在人工飞行期间或者自动飞行期间，自动飞行指引系统接通时，可以使用平视显示系统。当人工使用时，内部平视显示指引用来控制飞行符号，它独立于自动飞行指引系统所获得的或者所显示的飞行指引仪指引信息。

在我国，越来越多的航空公司因为飞机加装了HUD，使其具备了特殊I类、II类进近的资格。我国目前具备特殊II类运行资质的机场有4个，分别为青岛国际机场、济南机场、乌鲁木齐机场和烟台机场。随着HUD这项技术的持续推进，未来我国贵阳机场、郑州机场、海口机场、虹桥国际机场也将陆续具备特殊II类运行的资质。

2.2 HUD的优点

HUD的出现可以改进飞行安全品质，改善飞机在低能见度条件下的运行能力，减轻驾驶员在复杂飞行条件的心理负担，克服地空风切变，帮助顺利改出，防止飞机平飘时间过长，造成擦机尾事件；与EVS共同使用，增强安全飞行信心；与RNP技术相结合，实现运行轨迹监控，改善着陆性能。

驾驶员通过HUD获得飞行状态信息，无需再低头看常规仪表，极大地增强了驾驶员的情景意识，防止丢失飞行状态。良好的安全特性也促成国际民航组织对HUD的运行给予特殊政策——可以在简化地面设施的情况下降低运行标准，改善正点率，提高航空公司的运行能力。图1为进近着陆使用HUD前后进近对比，图2为使用HUD改善发动机失效性能。

3 飞行员在使用HUD过程中的一些疑惑

由于该项技术是从国外引进到国内的，该产品在设计之初考虑更多的是国外飞行员的操作习惯。因此，国内飞行员在使用HUD时，普遍反映需要保持一定的坐姿才能够看到HUD所呈现的全部信息，身体稍有偏动就会导致信息的缺失。试想一下，飞行员进近时遇到紧急情况时，他们首先考虑的不是让飞机对准跑道，而是如何让飞机稳定下来。如果此时飞机大范围地晃动，那么，HUD的优势还能那么明显吗？

对于老机长来说，他们在十几年，甚至二十几年前已经进行了目视飞行和仪表飞行的严格训练，可以熟练应对各种紧急情况；对于新机长来说，一开始就让他们使用加装了HUD的飞机训练，对于机队的持续训练是不利的。如果中途HUD设备坏掉了，飞机的安全如何保证？答案在这里：飞行员还是要使用加装了HUD和没有加装HUD的飞机分别训练。

使用HUD在进行模拟机训练时，飞行员能准确地对准跑道，实现精准着陆。但是在实际飞行中，有飞行员反映透过HUD去找跑道时，相比于不看HUD去找跑道，出现了明显的偏差，这是为什么呢？答案就在这里：我国的机场地形图都是属于国家机密，公布的机场跑道坐标与实际是有所偏差的，甚至公布的是假跑道，需要飞行员进行相关的角度修正才可以做到精准着陆。国外的公司不可能拿到我国最准确的坐标信息。

使用HUD可以提供恒定的下降比例，提高了安全性。但是，现在随着国际PBN的推进，在轨迹设计环境中已经全部改进为垂直引导，为什么还要使用HUD呢？HUD从军方的过渡中变成了现在的涂在视窗上的设计，但是现在的HUD还是按照过去年代的设计装在框架中。以前的飞机都是参差不齐的机械式仪表，现在都是EFIS仪表，却要我们回到过去靠着镜子来看更多的仪表参数，而且还不能完全看到PFD和NB，那么A320在加装HUD的情况下比现在空客的平面式布局和仪表通缩式布局的优势在哪，怎么说服飞行员使用这个设备？答案在这里：飞行员习惯了没有HUD的飞机，现在突然要飞加装了HUD的飞机，主观上是有抵触心理的。这就像我们开车一样，刚开始时大家都开手动挡，现在大家都习惯开自动挡。因为我们接触并熟练掌握自动挡的驾驶技巧之后真正地感受到了自动挡带给我们的便利。

4 总结

出现新东西时，我们就要辩论。现在提出问题比较多的人往往是以后意念最坚定的人，我们中国飞行员已经成长起来了，不论是英语，还是专业课方面，已经具备了很高的素质，一旦学成了之后就是精英。我国民航对飞行安全水平的要求是相当高的，所以局方、航空公司、生产厂商和高校要紧密配合起来，不断地改进产品、改进设计，使得飞行员在日后的训练和使用过程中更快、更好地去适应这项新技术。

总之，HUD带给航空公司的效益是显而易见的，在提高飞行品质等方面也起到了巨大的作用。对于使用过HUD和即将使用HUD的公司和飞行员们提出的种种问题，我们要不断论证和改进，同时我们也希望像泰雷兹这样的公司能够更多地考虑中国人的人体功效，让HUD更适合中国人的操作习惯。这些并不是技术的改进，而是产品的改进。

参考文献

[1]高升.使用HUD实施特殊II类运行的研究[D].德阳：中国民用航空飞行学院，2015.

[2]周珺.现代运输类飞机HUD应用人为因素研究[J].微计算机信息，2011（5）.

[3]周宁，孟令光.HUD——提升飞行安全的有利工具[J].中国民用航空，2012（12）.

〔编辑：刘晓芳〕