叶军晖+马双云
摘 要：航电系统是现代民用飞机的重要组成部分，本文简要介绍了民用飞机航电系统，重点详细介绍了基于智能化航电系统的综合模块化航空电子技术、先进导航与监视技术、先进显示技术以及空地一体化技术。智能化航电系统旨在降低飞行机组和维护人员的工作负担，实现民用飞机的智能驾驶和智能维护，对于民用飞机航电系统的设计与研究具有参考价值与指导意义。
关键词：民用飞机 智能化 航电系统 飞行机组 维护
中图分类号：V26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0022-02
随着科技水平与信息化水平的不断发展与进步，智能化科学已经成为了一门新兴的自然学科，并吸引了众多科研人员的广泛兴趣和研究。近年来，依托于微电子技术、计算机技术、网络技术以及传感器技术的不断深入和研究，智能化技术在民用飞机领域的应用研究不断地受到越来越多的重视与青睐。正是在这种智能化技术的不断研究的趋势下，作为民用飞机及其重要的机载系统，智能化航电系统旨在为智能飞机的实现提供技术支持，其满足的目标如下：（1）实现民用飞机的智能驾驶，最大程度地降低飞行机组的负担；（2）实现民用飞机的智能维护，提高飞机的维护效率、降低飞机的维护成本、减少机务的工作负担。
1 民用飞机航电系统介绍
航电系统是民用飞机的重要组成部分，被喻为飞机的“大脑”与“五官”，具备提供飞机状态与参数显示功能、提供飞机数据网络功能、提供飞机与外部通信功能、提供飞机安全准确且准时地沿既定路线飞行的引导功能、以及提供飞机健康管理功能等。现代民用飞机航电系统包括了综合处理处理系统、导航系统、通信系统、显示系统、机载维护系统、信息系统、飞行记录系统等机载电子系统组成。
2 智能化航电系统技术
依托于不同的航电系统的机载系统/设备，智能化航电系统技术主要应用于综合模块化航空电子技术、先进导航与监视技术、先进显示技术以及空地一体化技术，具体如下。
2.1 综合模块化航空电子技术
为降低民用飞机航空电子系统及设备的成本，综合化和模块化的航空电子体系架构研制已经成为航空系统供应商的研制重点，最具代表性的即为综合模块化航空电子系统（Integrated Modular Avionics，IMA）。采用了IMA技术后，使得机载航电电子设备得到了极大程度地优化，能实现模块的标准化、重复使用和可互换性，其将许多独立的系统功能的设备综合到“机箱内”，并通过总线互连、共享计算资源、容错处理等机制形成综合的航空电子体系。
2.2 先进导航与监视技术
民用飞机的智能驾驶是指能够实现飞行计划的自动上传，飞机能够自动沿着滑行路线达到起飞跑道，并按照既定的计划与路线进行爬升、巡航、下降等飞行，直至自动地面滑行到停机坪。得益于智能化航电系统的先进导航与监视技术，其为飞机的智能驾驶提供了技术支持与支撑，具体体现为以下几种。
（1）基于性能导航（Performance based Navigation， PBN）技术：PBN技术将飞机的航电系统/设备与卫星导航技术相结合，为全飞行阶段的飞机提供精准的飞行技术，通过PBN技术使得飞机在航迹选择上更精确和更具灵活性，能够完成飞机在山区等复杂地形条件下的安全且精确飞行。
（2）广播式自动相关监视技术（Automatic Dependent Surveillance Broadcast，ADS-B）：ADS-B技术是基于GPS和空空、地空数据链通信的飞机运行监视技术，ADS-B的信息主要有包括飞机经度、纬度等四维位置信息、航速、风速等。通过ADS-B技术可实现电子设备接收来自其他飞机的ADS-B信息，以实现飞机感知、位置识别和自动间隔。
（3）先进场面活动引导和控制系統（Advanced Surface Movement Guidance and Control Systems，A-SMGCS）技术：A-SMGCS技术能够确保飞机在低能见度、复杂运行环境下能够高效并且安全的进行机场运行活动，提供全天候条件下对机动区域的无缝隙跟踪和监测。
2.3 先进显示技术
良好和自然的人机交互页面能够提供高效、便捷以及舒适的飞行运行体验，这对于减少飞行机组的飞行负担具有重要的意义。通过先进显示技术，将能够为机组提供一个交互式的飞行操作环境，减少飞行机组的操作，进而减轻飞行机组的负担。先进显示技术主要体现在通过显示触摸屏技术代替传统的按键操作技术，以此提供更为自然的人机接口界面，减少和降低人为差错的影响；同时，头戴显示技术已发展成为新一代的航电电子技术，可实现虚拟和实景的有机结合。
2.4 空地一体化技术
空地一体化技术主要依托于智能化航电系统中先进维护系统、信息系统以及通信系统等，旨在实现飞机的智能维护，提高飞机的维护效率和降低飞机的维护成本。通过空地一体化技术，将飞机的维护模式由传统的被动维护模式转变为主动的维护模式，即通过部署先进的传感器网络，实时多维度的监控飞机系统/设备的运行状态信息，将监测到的状态参数信息通过卫星或者数据链以及无线网络等多种传输方式实时地下传至地面系统，通过地面系统对数据信息的融合、分析以及综合处理， 能够对飞机的机载系统和设备开展性能和故障预测，并形成快速、敏捷、准确的维护决策与方案。除此之外，空地一体化技术还可与互联网技术有机结合，以实现全球飞行机队的信息共享，使得维护人员在任何时间和任何地点均能获得充分的飞机信息，进而提高飞机的维护效率。
3 总结与展望
本文立足于降低飞行机组和维护人员的工作负担，为实现民用飞机的智能驾驶和智能维护的目标，介绍了基于智能化航电系统的综合模块化航空电子技术、先进导航与监视技术、先进显示技术以及空地一体化技术。本文重点介绍了PBN技术、ADS-B技术、A-SMGCS技术等先进导航与监视技术，触摸屏技术、头戴显示技术等先进显示技术以及提高飞机维护效率的空地一体化技术。通过本文的研究，能够为未来智能化航电系统的设计具有指引作用，为智能驾驶和智能维护的实现提供了重要的技术支持与支撑，对于实现民用飞机的智能化具有重要意义。
参考文献
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[5]马双云.基于大数据技术民用飞机维护系统发展研究. 第六届民用飞机航电国际论坛会议论文集，2017endprint
