当AIII丢失应该看什么

——山东航空 乔樑 孙瑞林

HUD在山航机队装配维持在高比例，飞行员也不断尝试在诸如低能见、雨雪天气、夜间运行、高原运行、短跑道机场运行等不同场景下的AIII操作。总体而言，对于HUD的理论研究、训练质量、飞行能力都在逐步提升，这有效的提高了运行效率和飞行品质，在公司持续稳定运行的进程中发挥了重要作用。

虽然HUD运行总体平稳，但是在使用HUD落地的过程中，也有诸如重着陆、着陆姿态大等一些不安全事件的发生。根据对不安全事件，以及飞行员平时的反馈报告进行分析，其中很大比例都与AIII方式的丢失有关。本文将通过对AIII方式丢失的分析，来探讨如何提升HUD运行的质量。

HGS系统在AIII模式下的进近过程中，在500英尺之前，直接按ILS信号引导进近，在此阶段，系统将依据ILS信号逐步建立“惯性趋势下滑线”基准，以供后续进程使用。在500英尺高度，各项数据条件符合要求时，系统启动ILS导航信号完好性能监控机制，实时将ILS信号与已建立的惯性基准进行比对。系统可对容差范围内的偏差或瞬时干扰信号进行自动校准修正，但当ILS信号发生持续超限偏差，系统无法修正时，将发出系统报警，以确保飞行安全。在此高度，如果信号正常，并且一直延续至 140 英尺高度时，HUD信号处理系统开始由ILS信号直接引导，逐步过渡到利用持续积累获得的惯性基准引导。

图1 HUD信号生成原理示意图

飞机高度降至100英尺之前，完成引导信号的切换，不再使用ILS信号引导，完全由HUD惯性基准引导，完成后续进程直至着陆。

因此，HUD在进近过程中逐步建立和修正的惯性基准，对于降低ILS实际运行标准，起到关键作用，这降低了飞机在低高度时对ILS信号的依赖程度。此举相当于给HUD显示加了一道保险，虽然HUD的显示是极其精确的，需要盲降信号的稳定性也比较高，但是只要HUD不出警告，HUD显示信息就是稳定可靠的。从而给予飞行员更强的信心，参照HUD显示拉平着陆。

在AIII方式下，有两类监控类型。一种是HGS功能监控，上文中所述的系统对信号的偏差或者干扰，无法做到有效修正时系统会发出报警，就属于功能监控的范畴，功能监控确保进近过程中，系统都能提供AIII引导；第二种是进近性能监控，HGS监控某些进近参数，飞行员需要把这些参数保持在容差范围以内，这些参数分别包括ILS偏离、垂直速度、空速、飞机位置和横滚角度。

当飞机高于500英尺AGL时,HGS只进行功能测试，AIII功能失效时HUD上会显示“NO AIII”。当飞机低于500英尺AGL时，飞机进行HGS功能和进近性能测试，如果AIII功能失效或者进近参数没保持好，超出了容差范围，HUD上将出现“APP WARN”进近警告。如果进近警告是由AIII失效造成的，“NO AIII”和“APP WARN”都会出现在HUD组合器显示上。

图2 180英尺时下滑道失效导致的下滑道

原始数据和引导提示消失时的HUD显示

运行手册规定，如果HUD进近执行的是标准一类运行标准（含）以上的运行类型，驾驶员必须以外界目视参考为依据完成着陆；如果执行HUD特殊一类运行，则可以参考HUD指引完成着陆，也可以依据外界目视参考完成着陆；如果执行HUD二类和HUD特殊二类运行，则必须依据HUD指引完成着陆。

实际运行中应用场景最多的，还是在标准一类及以上的运行，按照规定飞行员需要以外界目视参考为依据完成着陆，但是无论是处于提升飞行品质的需要，还是提升低能见度的安全裕度的需要，抑或是弥补飞行员本身疲劳度的需要，HUD的拉平指引都是飞行员不愿意去忽略的重要参考。所以在目视拉平阶段，一旦AIII方式功能失效，或者参数超出容差范围，HUD引导丢失，就会对飞行员的HUD飞行能力产生极大的考验：

HUD剩余显示的参数如果成为飞行员目视的障碍，建立目视参考受到影响，发生不安全事件的概率就大大增加；

如果飞行员一直保持对HUD引导和外界目视参考的注意力分配，可以立刻把注意力和视线转移到跑道上，迅速建立起足以支撑落地的目视参考，就能保证落地安全；

如果飞行员有状态稳定的把控能力，快速且合理的注意力分配能力，足够丰富的HUD飞行经验，可以使用HUD引导消失后，剩余显示的内容帮助控制状态的话，无疑保证HUD飞行安全的能力，会更上一层楼。

要谈HUD的注意力分配，首先要搞清楚HUD的光学原理，从HUD的物理特性出发找到合理的注意力分配方法。

图3 HUD光学成像示意图

HUD是通过透镜组的平行光和全息显示屏，直接把虚像投到飞行员正前方无限远处；而不是简单地把图像投到显示屏上。这样的好处有两个：

一是由于平行光具有准直成像特性，当飞行员的视线发生偏移时，HUD的成像不会在目标上移动，如果偏移过多的话虚像会直接消失，只要把座椅调整到合适的位置看到最完整的HUD图像，飞行中眼睛和HUD显示屏相对位置的变化不会影响操作；

二是眼睛在观察HUD图像时，睫状肌可处于放松状态，观察舒适，并且跑道等外界目视参考和HUD符号，是处在同一个视觉焦距面上的，便于飞行中的注意力分配。

图4 HUD的成像与远处的云海在一个焦距平面

清晰显示，而近处的驾驶舱仪表板失焦模糊

基于HUD的成像特点可以了解到，在使用HUD飞行时，注意力在HUD符号和外界目视参考之间切换时，并不需要想象中那么多的精力投入，主观上的正确认识会提高注意力分配的信心和效果。在拉平之前，需要主动让视线在HUD显示和跑道之间切换，一是可以互相验证飞机处于正常的飞行状态，二是可以当AIII方式失效时，视线可以迅速切换到跑道上，依据外界目视参考去拉平着陆，甚至于在AIII缺失时，还可以转换回HUD的显示上查看飞机的状态参数，辅助拉平着陆。

根据前面图2的显示可以看到，AIII方式消失后，除了着陆拉平指引消失以外，HUD的其他功能都能正常显示供飞行员使用，下文将逐项做具体分析。

图5 飞行轨迹符号

飞行轨迹符号显示飞机的实际运动轨迹，机组可以操纵飞机把飞行轨迹符号对准需要的点来提高飞行精度。比如，五边时把飞行轨迹符号对准“大白点”来保持好稳定的下滑点。

图6 飞行轨迹加速度和速度误差带符号

飞行轨迹加速度和速度误差带综合显示飞机的能量状态，飞行轨迹加速度符号是指飞机沿着飞行轨迹的加速或者减速的显示，这个符号是影响飞机所有力的总和。他不能仅仅被当作油门指示，当飞机下滑轨迹发生变化，比如飞机下附角增加时，势能转化为动能，轨迹加速度符号就会上升显示加速的状态。

图7 下滑道基准线符号

下滑道基准线的角度，是由飞行员在HCP控制面板上的下滑道角度输入决定的，是一致的显示，飞行时，通过把下滑道基准线对准“大白点”，再把飞行轨迹符号压到下滑道基准线上对准“大白点”，就相当于把飞机以稳定的下滑角度精准的飞到“大白点”上去。如下图的状态。

图8 VMC方式中40尺时的HUD显示

所以当AIII消失时，可以利用好飞机轨迹符号精准对好下滑点，对好下滑点后，通过3°的下滑线基准线来检查下滑剖面进行修正，当下滑点和下滑线修正时可以检查飞机轨迹加速度和速度误差带来确定能量状态，以辅助完成修正动作。

和VMC不同的是，AIII模式丢失后不会出现如图8所示的拉平提示符，需要机组自行判断拉平时机并完成拉平动作。

当下滑点下滑线稳定时，再综合飞机加速度和速度误差的显示，确认好能量状态，确定拉平时机和拉平策略。

飞行轨迹符号的下俯角度对应的就是下滑梯度，如飞机轨迹符号压在3°下滑轨迹线上时，飞机的下滑梯度就是5.2%左右的梯度，如果飞机轨迹符号在拉平过程中带到1°左右时，对应的下滑梯度就是1.7%左右的梯度，在地速确定的情况下可以对下降率进行大概掌握。当然，在HUD显示上也有对应的下降率显示。

假设地速为140kt，tan3°=0.052，tan1°=0.017

3°下滑梯度对应的v/s=140×6076/60×0.052=737ft/min

1°下滑梯度对应的v/s=140×6076/60×0.017=246ft/min

根据拉平过程中飞轨迹符号的所处的角度，也可以大体推断其对应的下降率，从而对拉平的下降率控制起到一定帮助，并对飞机所处状态做到心中有数。

1.当机组进行下降准备时，如果运行条件限制或者机组决定使用HUD着陆时，可将HUD显示器在进近准备时就放下来，使其在一段时间内处于连续的工作状态，并对其显示进行观察，相当于一定的预热状态，可以在一定程度上减小AIII进近时出现设备故障，导致AIII方式失效的概率。

2.实施HUD飞行时，可以根据不同条件调整HUD显示的亮度，比如在运行一类盲降及以上的条件运行时，可以将HUD的亮度调整到低于外界亮度的程度，有利于最终根据外界目视参考落地，当AIII方式失效时，如果不能有效的利用HUD的参数显示，也可以降低HUD显示对飞行的干扰；如果气象条件有降水等干扰条件时，可略提高HUD的亮度；当运行特殊一类时，可以根据最终决定落地参考来调整亮度；当运行二类时，可以把HUD的亮度调整到略高于外界的目视参考的程度；当夜间运行时，可以将HUD亮度旋钮选择为AUTO位，这样当HUD符号对准亮度较高的跑道灯光时，可以相应的提升亮度到合适的程度，使机组更舒适的建立目视参考并进行注意力分配。

3.机队中部分HUD显示校准略有偏差，在五边状态稳定的情况下，飞行轨迹符号始终有一定的偏离，甚至出现始终对准跑道外的情况，此类情况只要不出警告，AIII的拉平指引是可靠的，但是一旦AIII丢失，就需要以目视参考为依据进行着陆，并且不要使用VMC的方式进近着陆。发现此情况，也要及时通报机务，对设备进行调整。

4.在HUD运行时，要加强CRM管理，充分利用机组资源，对相应的偏差做到及时喊话提醒。

5.如果AIII方式失效，当运行条件不允许或者偏差积累达不到稳定进近的要求时，机组要果断复飞，防止出现违规落地或者状态恶化引发不安全事件的发生。

当AIII功能失效时，如果机组决策继续进近实施着陆，根本上需要建立合适的目视参考，进行拉平着陆，但是在此过程中，HUD相关参数的显示，可以为机组提供正向还是负面的效用，这取决于机组认真细致的准备以及HUD飞行技术的积累，需要我们充分重视，做出深入的研究和思考，才能在此非正常的状态出现时保持镇定，从容的进行视线转换，甚至通过HUD其他参数的显示，提高飞行的精度。

看似简单的HGS操作中，只有对各阶段、各种威胁都做到充分认识，提前准备，认真训练，才能做到真正的成竹在胸，最终提升飞行员对HGS操作的认可度和使用的信心。HGS和其他各种设备一样，都是我们保证飞行安全的强大武器，需要我们要加强学习。想要提升资源管理能力，首先要加深对资源的理解，融会贯通，娴熟使用，才能更好的保证飞行安全。

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