提高直升機(jī)航空電子設(shè)備的態(tài)勢(shì)感知能力

基本物理學(xué)仍然決定了直升機(jī)飛行成功的主要原因，但軍用機(jī)載平臺(tái)不斷面臨民用旋轉(zhuǎn)翼和固定翼飛機(jī)根本無(wú)法遇到的環(huán)境：視覺環(huán)境退化，需要減少工作量，改進(jìn)飛行員 - 飛行器界面推動(dòng)軍用直升機(jī)航空電子設(shè)備升級(jí)，并保持在客戶設(shè)計(jì)要求的首位。為了滿足這些軍事用戶的需求，公司正試圖在使用最先進(jìn)的電子設(shè)備的同時(shí)簡(jiǎn)化直升機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)。

直升機(jī)飛行員最不想看到的就是不得不向下看——尤其是在戰(zhàn)斗中。任務(wù)效率需要軍用直升機(jī)飛行員和機(jī)組人員全神貫注，最近的航空電子設(shè)備進(jìn)步旨在確保作戰(zhàn)人員保持最高程度的態(tài)勢(shì)感知。實(shí)現(xiàn)這一重點(diǎn)需要實(shí)施技術(shù)，防止飛行員和機(jī)組人員被繁重的數(shù)據(jù)處理、低能見度的環(huán)境以及關(guān)鍵但密集的決策所消耗。

尺寸、重量和功率 （SWaP） 約束;網(wǎng)絡(luò)安全問題;標(biāo)準(zhǔn)化工作既可以成為新興直升機(jī)航空電子設(shè)備的催化劑，也可以成為障礙。包括未來(lái)機(jī)載能力環(huán)境（FACE），傳感器開放系統(tǒng)架構(gòu)（SOSA）和模塊化開放系統(tǒng)架構(gòu)（MOSA）在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布聯(lián)盟旨在減輕公司具有挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)需求，這些公司開始將這些標(biāo)準(zhǔn)視為事實(shí)上的要求而不是指導(dǎo)方針。

然而，作戰(zhàn)人員和制造商都同意的是，空中戰(zhàn)場(chǎng)上最重要的是態(tài)勢(shì)感知。最終用戶所處的環(huán)境不僅需要有效地駕駛飛機(jī)，還需要同時(shí)控制其他航空系統(tǒng)，從駕駛切換到任務(wù)管理，即使在退化的環(huán)境中也能保持視力。

態(tài)勢(shì)感知超越視線

改進(jìn)的態(tài)勢(shì)感知始于顯示級(jí)別。飛行員通常配備平視、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、頭盔安裝的顯示器，將關(guān)鍵信息直接投射到飛行員的視線中。直升機(jī)機(jī)組人員配有平視顯示器，可通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別或電阻觸摸進(jìn)行編程，而大幅面顯示器則有助于從駕駛艙內(nèi)的各個(gè)位置管理內(nèi)容。

當(dāng)在因霧、煙、雨和其他影響能見度的遮蔽物而退化的環(huán)境中飛行時(shí)，這些顯示器隨后用于投射對(duì)直升機(jī)周圍環(huán)境的增強(qiáng)描述，以使飛行員和機(jī)組人員保持意識(shí)和空中。這種能力被稱為合成視覺，是軍用直升機(jī)航空電子設(shè)備的必備功能，因?yàn)樗鼮閼B(tài)勢(shì)感知提供了基礎(chǔ)，并引入了各種級(jí)別的傳感器處理。

“合成視覺的好壞取決于它從中提取的數(shù)據(jù)庫(kù)。隨著地形圖、可用數(shù)據(jù)集、實(shí)時(shí)信息、上下文數(shù)據(jù)以及在平臺(tái)上使用有源傳感器的能力的提高，我們可以合成一個(gè)非常強(qiáng)大的數(shù)字世界模型視圖，“洛克希德馬丁扶輪社和任務(wù)系統(tǒng)公司（華盛頓特區(qū)）任務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)開發(fā)部的喬恩麥克米倫說(shuō)。“這些信息可以以合成視覺的形式提供給飛行員，以告知他們周圍的環(huán)境，或者也可以用于高級(jí)飛行模式，一直到完全自主飛行。

公司正在推動(dòng)多光譜、適應(yīng)性強(qiáng)的解決方案，以適應(yīng)各種條件，并隨著需求的變化和技術(shù)的進(jìn)步保持可升級(jí)性。態(tài)勢(shì)感知還包括在需要高級(jí)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)期間完全控制任何空中系統(tǒng)、永久管理工作量以及使用認(rèn)知決策。

“它不僅具有眼睛看到的視覺，而且還具有指示器，符號(hào)系統(tǒng)和線索，可以指導(dǎo)他們做出可能需要做出的其他決定，并為他們提供選擇，而不是用大量信息超載他們，然后要求他們?cè)谌蝿?wù)中弄清楚，“柯林斯航空航天公司（愛荷華州錫達(dá)拉皮茲）軍用航空電子設(shè)備和直升機(jī)副總裁兼總經(jīng)理戴夫·施雷克說(shuō)。

制造商還評(píng)論說(shuō)，需要保持頻譜之間的可重構(gòu)性，以更好地實(shí)現(xiàn)傳感器之間的即時(shí)切換。確保態(tài)勢(shì)感知功能提供多功能性至關(guān)重要，不僅因?yàn)樵陲w行中每一磅都很重要，而且因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化工作正在迅速趕上傳統(tǒng)平臺(tái)。

標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)安全性

自幾年前聯(lián)盟成立以來(lái)，F(xiàn)ACE，MOSA和SOSA一直在影響軍用直升機(jī)航空電子設(shè)備。目前的機(jī)載平臺(tái)采購(gòu)旨在在未來(lái)幾十年內(nèi)服役，任務(wù)設(shè)備更新的速度將比直升機(jī)更快。這一現(xiàn)實(shí)意味著制造商看到了對(duì)開放系統(tǒng)的需求，這些系統(tǒng)使用戶能夠獨(dú)立獲得設(shè)備和車輛。

“這些服務(wù)正在考慮開放式架構(gòu)有兩個(gè)原因：一是降低成本。因?yàn)槿绻憧梢再?gòu)買一組應(yīng)用程序，或者一個(gè)應(yīng)用程序一次，然后在多個(gè)平臺(tái)或多個(gè)服務(wù)中多次應(yīng)用它，那么肯定會(huì)降低成本，“Schreck說(shuō)?！暗匾氖?，他們正在尋找將平臺(tái)的關(guān)鍵任務(wù)、飛行關(guān)鍵部分與任務(wù)應(yīng)用程序分開的方法。這樣你就不會(huì)被打開一個(gè)可操作的飛行平臺(tái)所束縛。

標(biāo)準(zhǔn)一致性變得越來(lái)越重要

制造商更頻繁地將FACE一致性視為一項(xiàng)要求，尤其是在考慮使用多個(gè)傳感器驅(qū)動(dòng)功能時(shí)航空電子系統(tǒng)可能容易受到的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)時(shí)。DO-178C［機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備認(rèn)證中的軟件注意事項(xiàng)］等標(biāo)準(zhǔn)提供了保護(hù)機(jī)載平臺(tái)軟件的指南，同時(shí)保留了系統(tǒng)的開放架構(gòu)。直升機(jī)航空電子公司也認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)攻擊的真正可能性，并實(shí)施自己的解決方案。

審核編輯：郭婷