5月28日至29日,2025年(第十四屆)飛機航空電子國際論壇在上海舉行。本屆論壇以“數(shù)智化、多核化賦能航空電子的未來綠色和智慧發(fā)展”為主題,開展了38場專題演講,吸引100余家單位、600余位行業(yè)代表參與,有力促進了我國航空電子領(lǐng)域的交流發(fā)展,持續(xù)推動著飛機航空電子設(shè)計制造能力提升。
航空電子系統(tǒng)被譽為航空器的神經(jīng)系統(tǒng),是航空產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)鏈上不可或缺的重要組成部分。在飛行器上,它承擔(dān)著飛行導(dǎo)航、通信控制等多種功能,在提高飛行安全性、經(jīng)濟性、航空運輸效率,降低飛行員工作負(fù)擔(dān),以及實現(xiàn)全球飛行管理等方面發(fā)揮著重要的作用;在產(chǎn)業(yè)鏈中,航空電子領(lǐng)域的研發(fā)能力與產(chǎn)品成果與產(chǎn)業(yè)鏈的每一個環(huán)節(jié)息息相關(guān),是反映一個國家高端工業(yè)能力的重要工業(yè)領(lǐng)域。
目前,我國正處于從航空大國、民航大國邁向航空強國、民航強國的重要階段;疊加低空經(jīng)濟的發(fā)展需求,我國航空電子領(lǐng)域不僅面臨一定的發(fā)展壓力,也有巨量的潛力有待爆發(fā)。
向低空,航電先行
本屆論壇上,低空經(jīng)濟依然是熱點話題。航電系統(tǒng)作為航空器的關(guān)鍵系統(tǒng)在低空經(jīng)濟的發(fā)展中起著提綱挈領(lǐng)的作用。也因此,我國很多主流航空器設(shè)計與制造商已經(jīng)開啟了對這一領(lǐng)域的探索。
針對面向低空場景的智能航電系統(tǒng)設(shè)計這一話題,參會專家表示,低空航空器運行的復(fù)雜場景,為該場景下的航電系統(tǒng)設(shè)計提出了更高的要求。首先要以安全為核心,航電系統(tǒng)必須采用冗余設(shè)計、具有多傳感器環(huán)境感知能力,且符合適航標(biāo)準(zhǔn)。其次,經(jīng)濟性要更加優(yōu)化,簡化人機交互界面以減少培訓(xùn)成本。最后,還應(yīng)該為客戶提供任務(wù)拓展包、性能升級包等定制化服務(wù),創(chuàng)造長效價值。
要達到以上目標(biāo),至少需要以下六大領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)支持:
1.智能航電系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù):包括服務(wù)化軟件架構(gòu)和云原生與動態(tài)調(diào)度;
2.智能基座技術(shù):包括航空級操作系統(tǒng)、異構(gòu)計算架構(gòu)和確定性通信框架等;
3.智能駕駛關(guān)鍵技術(shù):包括環(huán)境感知、智能決策和精準(zhǔn)控制等;
4.多模態(tài)人機交互技術(shù):包括無人機/有人機交互優(yōu)化和個性化信息推送等;
5.智能體開發(fā)與驗證體系:包括敏捷軟件研發(fā);AI賦能的仿真測試等;
6.低空智聯(lián)網(wǎng)協(xié)同:主要是云端協(xié)同能力,包括飛行器與數(shù)據(jù)中心實時交互等。
業(yè)界專家表示,在理想狀態(tài)下,在實現(xiàn)以上技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,低空場景下的航電系統(tǒng)將發(fā)生持續(xù)“演化升級”,從第一階段的自動飛行與數(shù)據(jù)積累,到第二階段的智能算法輔助決策(人機協(xié)同),最終發(fā)展到第三階段:群體智能,多層級共同構(gòu)建高效低空交通網(wǎng)絡(luò)。
可以說,低空經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,必然離不開航電系統(tǒng)的先行布局和充分驗證。而一款航電系統(tǒng)產(chǎn)品,自身的設(shè)計與發(fā)展也需要經(jīng)過必要的驗證。
從研發(fā)開始驗證
全球飛機航電系統(tǒng)的發(fā)展,經(jīng)歷了從分立式到聯(lián)合式、功能分析式再到現(xiàn)代多功能交互式的歷程。隨著現(xiàn)在航空器系統(tǒng)功能日益復(fù)雜、集成度不斷提高,確保航電系統(tǒng)的可靠性成為關(guān)鍵挑戰(zhàn)。在研制設(shè)計階段,航電系統(tǒng)的多個系統(tǒng),包括飛行控制、導(dǎo)航、通信、監(jiān)控及電子戰(zhàn)等多個子系統(tǒng),都必須經(jīng)受數(shù)字驗證、仿真驗證、半仿真驗證和試驗試飛驗證等若干驗證和測試階段。這些驗證的每一個階段,都需要相對應(yīng)的電子系統(tǒng)產(chǎn)品來進行保障。
例如,針對飛機上傳感器和開關(guān)系統(tǒng),一些企業(yè)帶來了航空傳感器和開關(guān)系統(tǒng)的仿真測試產(chǎn)品,在該領(lǐng)域,針對低空經(jīng)濟領(lǐng)域,還出現(xiàn)了針對航空發(fā)動機、飛控系統(tǒng)等需要高精度動態(tài)特性測試的模塊產(chǎn)品,能夠通過仿真測試,來確保飛行控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。
在人機交互界面(HMI)的驗證領(lǐng)域,我國企業(yè)也正在發(fā)展新的解決方案。航電系統(tǒng)HMI驗證工具的主要需求包括提升可視化交互體驗和降低測試復(fù)雜度等,目前,我國已經(jīng)實現(xiàn)了該領(lǐng)域從設(shè)計建模到代碼生成、仿真驗證,再到自動化測試的全流程產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋。隨著業(yè)界應(yīng)用的展開,未來我國相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計驗證工作,人力成本將大幅降低,產(chǎn)品研發(fā)周期進一步縮短,同時系統(tǒng)的安全性也能夠得到保障。
飛行關(guān)鍵產(chǎn)品升級中
參加論壇的多位專家都提到,要通過升級飛機航電系統(tǒng),來減少航班運營中的延誤和取消情況,進一步增強安全、提升運營效率。其中的具體代表,有國產(chǎn)增強飛行實景系統(tǒng)(EFVS)、自動著陸系統(tǒng)等。
以EFVS為例,在航空運輸系統(tǒng)中,惡劣氣象條件是影響飛行安全和運營效率的主要因素之一。據(jù)統(tǒng)計,機場飛行事故中約1/3由氣象原因引發(fā),而航班延誤中60%以上與天氣相關(guān)。因此,提升低能見度條件下的民航運行能力成為全球航空業(yè)重點研究方向。各國正積極發(fā)展增強實景技術(shù),以應(yīng)對惡劣天氣和空域擁堵,提高運行效率。
EFVS是一種利用紅外成像等傳感器獲取并分析前方實景信息的先進系統(tǒng),通常由平視顯示器(HUD)和增強實景組件構(gòu)成。該系統(tǒng)可在整個飛行階段發(fā)揮作用,顯著提高航行安全并降低運營成本。其核心優(yōu)勢在于兩大能力:低能見度下的運行和運行增益。這使得航司航班能夠在惡劣天氣下保持運營,減少航班取消和延誤。同時,EFVS還具備兩項關(guān)鍵功能:態(tài)勢感知和進近與著陸輔助。支持飛機安全降落,大幅減少復(fù)飛需求。根據(jù)國際民航安全組織的研究,使用EFVS之后,民航運輸飛機的事故可以降低30%左右。
我國在光電顯示領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了第三代,已經(jīng)實現(xiàn)了EFVS相關(guān)產(chǎn)品的自主研發(fā)和生產(chǎn)制造,部分產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于國產(chǎn)飛機C909和“神舟”系列航天器上,C919上相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)進入適航取證階段,正在密集的飛行測試中。此外,我國多家企業(yè)都正在探索智能座艙、平時顯示儀(HUD)等先進技術(shù)和產(chǎn)品。
自動著陸系統(tǒng)是目前普遍適用于主流民航飛機的系統(tǒng),在海外已經(jīng)有較為成熟的技術(shù)方案。國產(chǎn)自動著陸系統(tǒng)的自主研發(fā),涉及復(fù)雜環(huán)境下的控制算法、多模態(tài)控制結(jié)構(gòu)、動態(tài)響應(yīng)切換、高可靠的容錯系統(tǒng)、高精度多源傳感器融合和適航驗證評估等多個領(lǐng)域,目前我國航空控制界正在攻堅克難,希望未來能夠?qū)崿F(xiàn)該領(lǐng)域的國產(chǎn)化。
此外,本屆論壇上,業(yè)界還討論了可靠性與測試、飛機健康管理、研制保證過程、AI賦能航空數(shù)據(jù)應(yīng)用等話題??梢哉f,航電系統(tǒng)是保障飛行安全、提升運行效率和繁榮低空經(jīng)濟核心系統(tǒng),也是民用航空經(jīng)濟領(lǐng)域的重要組成部分,具有高新技術(shù)集中、產(chǎn)業(yè)拉動效應(yīng)強、經(jīng)濟附加值高等特點。未來,這一領(lǐng)域的發(fā)展成果必將賦能大飛機、低空經(jīng)濟等重要經(jīng)濟領(lǐng)域,成為我國社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要支持。
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