新一代航電系統更加關注飛行安全

飛行員人為差錯的發生常歸因於與航電相關的安全問題，因此對用戶來說，航電系統的安全性已經成為僅次於功能性的考慮因素，但幸運的是，航電領域在近年來取得了一系列豐碩發展成果，這些新成果可以極大地提高飛行安全，減少飛行員負擔。

不管是執飛洲際航線的民航客機還是私人飛機，其新一代航空電子系統正在變得越來越關注飛行安全。Sandel航空電子公司表示，任何航電產品想要進入市場，都必須先確保其安全性，因為對於用戶來說安全性已經成為僅次於功能性的考慮因素，或者說已經將安全性視為系統整體功能的組成部分。

美國國家運輸安全委員會的統計數據顯示，飛行員人為差錯是導致50%~70%的商用航空飛行事故和80%通用航空飛行事故的主要原因之一。Sandel航空電子公司指出，大多數飛行員人為差錯都是由於其誤解了飛行中特定時間內發生的事情，通常將這類事件歸因於與航電相關的安全問題。幸運的是，近年來航電領域取得了非常豐碩的發展成果，可以極大地減少或避免此類飛行員人為差錯。

幫助減少飛行員工作負擔

羅克韋爾柯林斯公司表示，航電系統的自動化程度越來越高，不僅大大減輕了飛行員工作負擔，而且使飛行變得更加安全。例如，新一代航電系統採用了觸屏等使操作界面更直觀、更符合消費類電子產品用戶習慣的技術手段，以及近期興起的增強視景系統（EVS）等飛行安全解決方案。

飛行活動從來都不是一件絕對安全的事情，而且目前空域擁擠問題正在變得越來越嚴重，嚴重威脅飛行安全。EVS針對空域擁擠提供了解決方案，可使飛行員以前所未有的清晰度觀察外部環境情況，從而為飛行提供強大的安全保障，允許飛行員在更具挑戰性的環境條件下執行低能見度的起飛和降落操作。

羅克韋爾柯林斯公司認為最新的EVS技術還可以提升飛行員的態勢感知能力。現有的EVS系統無法捕捉到可見光和較弱的紅外線光譜，但羅克韋爾柯林斯公司推出的新EVS解決方案——EVS-3000系統，可以提供外部環境的多光譜視圖，為飛行員提供更好的態勢感知體驗。此外，該系統還提供了更先進和更自動化的功能，如惡劣天氣條件告警等，幫助飛行員減少外部干擾，專註于飛行操作。EVS-3000系統已於2016年在巴航工業萊格賽450和萊格賽500公務機上獲得認證。EVS-3000系統在公務航空領域的成功應用，促使羅克韋爾柯林斯公司開始探索是否可將其應用在更大的民航客機上，但這意味著該系統需要滿足更嚴苛的取證要求。

增強視景技術也正在成為駕駛艙操作面板的一個新特性。Universal Avionics Systems Corporation（UASC）公司的InSight綜合飛行顯示系統於2017年獲得認證，這是一款針對模擬駕駛艙或老舊電子飛行儀錶顯示器的升級改裝選項。該系統採用靈活的結構單元架構，適用於多種機型。

作為UASC公司飛行顯示器EFI-890的升級產品，InSight系統的獨特之處在於將一個高解析度的機場地圖資料庫作為增強視景系統的一部分，在系統的主飛行顯示器上顯示。InSight系統將幫助飛行員避免使用錯誤的跑道或滑行道，減少在地面與其他飛機或任何地面設備發生碰撞的危險。此外，運營商還可以自由選擇是否附加可顯示機場外圍障礙物的資料庫，可選用的資料庫範圍取決於UASC公司的供應商Jeppesen公司能夠提供哪些機場的高解析度數據。

UASC公司表示，InSight系統適用於任何運輸類飛機，以及公務機和直升機，但主要目標市場仍是公務機。目前，已有一些運營商表示願意購買InSight系統對其現有飛機進行升級改裝。

新興技術

UASC公司推出的InSight系統在一定程度上推動了航電領域新技術的進步，使飛行變得更加安全。再如佳明（Garmin）公司推出的SurfaceWatch的跑道監測系統，該系統根據飛行員在飛行前準備工作中輸入的起飛和降落距離，幫助預防飛行員進入錯誤的滑行道或者使用過短的跑道，並提供相應指示和警報信號。警報信號除了語音提示外，還將顯示在主飛行顯示器上。此外，在飛機起飛滑跑過程中，SurfaceWatch還將顯示出剩餘的跑道距離。

SurfaceWatch系統的另一個重要功能是擁有處理飛機性能數據的能力。如果飛機正在排隊等候使用某條跑道，但是系統識別出該跑道無法滿足起飛要求（如跑道長度無法滿足飛機起飛重量要求時），將會向飛行員發出警告。最重要的是，該系統發出警告的時機是允許飛行員及時採取糾正措施的。

賽斯納SkyCourier雙渦輪螺旋槳飛機預計將於2020年由其啟動用戶FedEx投入運營，這款飛機便配備了SurfaceWatch系統。佳明公司推出這項技術的原因，是為了幫助飛行員應對更多飛行員態勢感知方面的挑戰，令飛行變得更安全、更有效率。

SkyCourier也將成為首款採用電子穩定性保護系統（ESP）的商用飛機。ESP系統與飛行控制伺服系統協同工作，幫助飛機保持在設計的飛行包線範圍內飛行。如果飛行員的操作超過飛機的最大傾斜角或俯仰角，ESP系統將會自動與飛行控制伺服系統協同工作，以保證飛機在其正常的飛行包線內飛行。

佳明公司早在2011-2012年間就開始研發ESP技術，目前已取得不錯的進展。例如，ESP系統其中的一個緊急降落模式（Emergency Descent Mode ，EDM)，可以有效預防客艙缺氧。當飛機在高空中運行時，若系統檢測到客艙內的氧氣濃度無法滿足呼吸需要時，則會操縱飛機自動下降，直至客艙內的氧氣濃度滿足要求為止。SkyCourier飛機航電設備包中就包含了EDM組件。目前，EDM組件已經應用在通航領域中，未來有望推廣至其他商用機型上。

ADS-B In的普及值得期待

航電領域的未來發展趨勢之一是更多航空公司將具備廣播式自動相關監視（ADS-B）飛行安全增強雷達的接收（In）功能，大大提升空中交通管制效率。

美國FAA規定自2020年1月1日起，所有在美國境內運營的飛機都必須安裝Mode C應答器，以具備ADS-B發送（Out）功能；歐洲航空安全局（EASA）也發布了這項規定，截止日期為2020年7月。未來，ADS-B將取代目前的雷達監視，同時也是美國NextGen空中交通管理系統必不可少的一部分。

Aviation Communication and Surveillance Systems（ACSS）公司表示，儘管ADS-B In不像ADS-B Out那樣強制要求安裝，更多的是希望運營商首先能明白ADS-B In能夠給其帶來節省油耗、優化飛行和提升交通態勢感知等好處，從而更有興趣進行下一步部署。ACSS公司是L3技術公司和泰雷茲公司的合資公司。

ACSS公司目前可提供獲得認證的ADS-B In SafeRoute軟體套件。該公司表示已經有多家運營商對部署ADS-B In軟體套件可能獲得的潛在運營收益表示出強烈興趣。ACSS公司相信隨著更多的飛機按照適航管理當局的要求安裝ADS-B Out設備，整個航空業將開始理解並認識到ADS-B In在交通態勢感知方面給飛行員所帶來的益處。ACSS公司還指出，一些航空公司在部署基於性能的導航 (PBN)後，也開始也對ADS-B In表示感興趣。

此外，ACSS公司已經開始對包括ACAS X在內的交通管理和監視創新項目進行研發和測試。ACAS X是由美國FAA的交通告警和防撞系統（TCAS）項目辦公室研發的，將代替TCAS II支持NextGen。ACAS X將改進防撞邏輯，並支持多個監視數據源。同時，ACSS還在與FAA和一些行業夥伴合作開發無人系統的交通監視系統。隨著這些不同尺寸的無人機不斷擴大飛行範圍，具備感知和防撞功能的航空電子設備將變得越來越重要。

（藍楠，編譯自AW&ST Inside MRO 2018-3-8）

本期責編｜李璇

審核｜藍楠

監製｜王亞林

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