平视指引系统（HGS）：有待推广的航行技术

　　如果你经常看科幻片的话，一定看到过这样的镜头：主人公坐在汽车驾驶室内，用手在空中比画一下，一个如同半张A4纸大小的画面便呈现在眼前。如果主人公再按一下画面，那么所需的信息便马上显示出来。这个在电影中出现的装置叫“平视显示器”（HUD），是平视指引系统（HGS）的显示部分。事实上，平视指引系统早在上世纪80年代就开始从军用飞机移植到了民用飞机上，当今最先进的梦幻客机波音787飞机也安装了这套设备。

　　飞机平视显示器（HUD）是当今民用航空运输飞机上安装的一种新设备。它是在驾驶舱的前风挡上方安装一块平视显示镜，通过投影技术将飞机姿态和操作信息投射在无穷远处并与外界视景叠加，为飞行员提供飞行指引。作为一项成熟可靠的航行技术，平视指引系统对改善飞行品质、提升航空安全有着积极的作用。

增加飞行员情景意识

　　虽然安装了HUD设备的飞机看上去只是在驾驶舱多了块透视显示镜，但别小看这块显示镜。有了它，飞行员可以摆脱边注视外界参照物，边低头注视仪表的常规飞行方法，将精力集中在这块显示镜上，跟踪飞行指引，按照提供的飞行轨迹调整自己的飞行姿态，实现精细化飞行，提高飞行安全品质。它能使飞行员的每一次起飞和着陆都尽可能完美，从而有效避免重着陆和平飘，使旅客感觉更加平稳舒适。

　　从2008年就开始在左座使用HUD飞行的山东航空公司机长孟令光告诉记者，驾驶员通过HUD获得飞行状态信息，极大地增强了驾驶员的情景意识，防止丢失飞行状态；而平视指引系统能够变常规仪表的飞机姿态指引为轨迹指引，而且信号灵敏度高，驾驶员视角广阔，能够最大限度地提高人工操纵的飞行诸元精度，这些特性在低能见度飞行和大雨天气着陆时尤为重要，提高了飞机的安全特性；HGS还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。

　　孟令光说：“我特别愿意使用HGS进行飞行，因为HGS是随着现代飞行理念应运而生的飞行工具，可以极大地提高状态意识和飞行品质。”他从2009年下半年就开始高频率地使用HGS进行飞行，直到现在基本上执飞航班时都在使用这一航行技术。

　　美国罗克韦尔柯林斯公司民用干线机系统副总裁兼总经理斯坦德斯科告诉记者，HGS增强了飞行员的情景意识，有的飞行员飞完装有HGS的飞机后就不愿意再飞未安装HGS的飞机了。他说：“在不久的将来，会有越来越多的飞机装有HGS，越来越多的飞行员也将使用这一系统。可以预见，随着技术的不断进步，飞行员对HGS的兴趣和喜爱程度还将不断增加。”

提升航空公司经济和安全效益

　　HGS可以在简化地面设施的情况下降低运行标准，改善复杂天气条件下的航班正点率，提高飞机在低能见度条件下的安全运行能力，从而为航空公司带来经济和安全方面的回报。斯坦德斯科说：“在天气条件不好的情况下，没有装HGS的飞机可能需要复飞或者备降其他机场。如果安装了HGS，即便是在有些目视效果不是很好的天气情况下，我们也能完成降落。因为有的机场具备实施低于正常标准运行的资格，能够确保飞机在低能见度下也能安全起飞和着陆。”我们都知道，目前燃油费用很高，燃油成本会对航空公司带来很大压力，如果不用复飞不用备降，那么将给航空公司节约大量燃油成本。

　　斯坦德斯科表示，很多航空公司安装平视指引系统主要是为了提高飞行安全运行能力。2009年美国飞行安全组织统计发现，有69%的起降事故和75%失去控制的事故，如果安装HGS都能很好地进行防范。随着越来越多的飞机安装增强和综合视景系统，HGS还会带来更多好处。

　　山东航空公司作为国内首家在飞机上安装HGS的公司，在2005年引入该系统，随后开始运用，截至目前已有33架波音737飞机安装了这一设备。据山航相关负责人介绍，今年上半年，用于飞机品质监控的快速存取记录器（QAR）译码分析显示，山航三级事件下降了10%，当飞机平视指引系统使用率达到50%时，预计三级事件发生率可降低55%。孟令光补充说，安全水平的提高有时并不能完全用量化的数据来表示，但有一点可以肯定，山航从2007年12月正式规定飞行员可以使用HGS以来，从未发生过事故征候或安全事故。这和HGS不无关系。这充分说明了该技术对航空公司的价值，也再次证明了新技术运用对提升航空安全的积极作用。

急需大力推广HGS

　　HGS经过在国际民航业近30年的发展，如今已经十分成熟可靠，该技术已被国际民航组织认可。据统计，目前，国际上有25个国家的40多家航空公司采用这项技术，超过4000多架飞机安装了该设备。据斯坦德斯科介绍，除了现有的飞机平台，即将交付的波音787已把平显系统作为标准配备，而且是双套配备。此外，在空中客车A350和空中客车A380上，航空公司也可对平视指引系统进行选择安装。美国联邦航空局鼓励航空公司使用这项新技术提高安全运行水平，并已经完成764个机场的仪表着陆系统的改造和降低运行最低标准。

　　然而，这一技术在我国并未得到全面推广，因为大多数飞机都没有安装这一设备。针对这一现状，我国民航局已经公布了相应的政策与运行标准，目的是推动该技术在我国民航的应用，提升飞行安全水平。据民航局飞行标准司专家介绍，我国民航要加快提出飞机平视显示系统的“发展路线图”，抓好机场适应飞机使用平视显示器实施运行的要求，争取在5-6年内完成这项工作。

　　在民航局的支持下，山东航空股份有限公司（Shandong Airlines Co., Ltd.，简称“山航”）已经获得了中国民航局飞行标准司批准使用飞机平视显示器实施二类和低于一类运行最低标准等两项特殊运行许可，青岛流亭国际机场和济南遥墙国际机场成为我国第一批通过民航局验证并降低标准的机场。在今后几年内，将有更多的机场获得这项运行批准。

　　在飞行员训练大纲中，使用平视指引系统也是必须的训练课程，所有机长都必须熟练使用并具备在低能见度条件下运行的资质。以山航为例，新增的训练包括28课时的理论训练、2课时的模拟机训练和航线带飞。

　　民航局试点平视指引系统，目的是摸索出一套适用于该技术在我国运行的政策和标准，同时帮助航空公司正常应用此项新技术积累经验。当前，我国民航运输生产保持持续快速增长势头，运输量的持续增长对航空安全保障带来巨大挑战。可以预见，在未来，HGS等航行技术的运用对提升飞行品质和飞行安全将发挥着重要的作用。

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　　飞机平视显示器（HUD）是在驾驶舱的前风挡上方安装的一块平视显示镜，通过投影技术将飞机姿态和操作信息投射在无穷远处并与外界视景叠加，为飞行员提供飞行指引，把飞行员从俯视看传统仪表中解脱出来。它是一种补充显示，能够显示关键的飞行信息。

　　然而，HUD只是一个硬件设备，要真正地运行起来，还需要平视指引系统（HGS）的支持。HGS为飞行员提供所有重要的飞行信息，并利用图像叠加技术展示真实的飞行环境。信息在视野无限范围内成像，从而无需将真实飞行环境在驾驶舱内二次聚焦成像，且信息以“正形投影”方式呈现。在飞机的起飞和降落阶段，HGS具有避免飞机擦尾、提供充足时间纠正飞机飞行姿态、应对风切变等功能。

　　新一代的HGS增加了红外和米波雷达探测功能，成为增强型的平视显示系统，已经被国际民航组织作为未来推广的新航行系统认可。与此同时，HUD技术与PBN等技术相结合，能够监控自动飞行，使飞行更加安全，并可减少飞行员的工作量，使驾驶舱的管理更加直观。

　　随着技术的不断进步，HGS正朝着合成视景系统（SVS）的方向发展。SVS由美国罗克韦尔柯林斯公司研发，是基于独立的地形、跑道和障碍物数据库，以飞行员的视角提供由计算机产生的外部环境视图。其图像是由电脑绘制的实时图像，能够真实反映外部环境。在HUD上使用SVS的潜在好处，包括增强飞行情景意识、在复飞中提供引导和降低最低标准等。目前，SVS着陆应用法规已经在美国生效。

　　将增强显示系统（EVS）植入合成视景系统（SVS），则形成了组合视景系统（CVS)）。对于这一系统，EVS和SVS的数据源可以由飞行员选择，SVS不提供实时的现实世界图像，EVS的实时图像作为一个高度显示功能替代了SVS。可以预见，在未来，HGS相关技术还将不断发展成熟，在提高飞行运行品质方面发挥重要作用。