6月28~29日，第十二屆飛機(jī)航空電子國(guó)際論壇在上海市舉行。首日，主論壇與航電系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)研討會(huì)同期召開(kāi)；次日第六屆機(jī)載軟件與機(jī)載電子硬件專(zhuān)業(yè)分論壇和主論壇并行召開(kāi)，并舉辦了首屆飛機(jī)航空電子青年論壇。

(資料圖)

本次論壇以“智慧航電賦能綠色飛行”為主題，議程設(shè)置豐富，圍繞座艙系統(tǒng)，eVTOL，控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)與傳感測(cè)試技術(shù)，先進(jìn)制造，機(jī)載軟硬件等6大板塊展開(kāi)，涵蓋了航空電子系統(tǒng)的各個(gè)方面。

來(lái)自業(yè)界專(zhuān)家、資深從業(yè)者的分享，聚焦各自細(xì)分的技術(shù)領(lǐng)域，內(nèi)容專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)性，對(duì)筆者這樣的行業(yè)新聞?dòng)浾邅?lái)說(shuō)，實(shí)在難以在短短2天內(nèi)完全“消化吸收”，本文著重記錄以若干“關(guān)鍵詞”為引子的內(nèi)容綜述。

可以說(shuō)，借助行業(yè)論壇這個(gè)“窗口”，我們得以更深層次地理解近年來(lái)航空業(yè)（乃至是互聯(lián)網(wǎng)科技界、工業(yè)界）的熱門(mén)新技術(shù)和新概念，并跟隨專(zhuān)家，進(jìn)一步看到了這些新技術(shù)新概念即將在航空業(yè)的落地應(yīng)用與遠(yuǎn)期的應(yīng)用前景。

飛機(jī)航空電子系統(tǒng)是機(jī)載系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分，是飛機(jī)性能“倍增器”，其價(jià)值在飛機(jī)中占比越來(lái)越高，利潤(rùn)也頗高。

高速互聯(lián)、萬(wàn)物互聯(lián)

目前部分客機(jī)已經(jīng)開(kāi)始使用機(jī)上Wi-Fi，這是源自客機(jī)客艙系統(tǒng)的需求，數(shù)據(jù)顯示機(jī)上乘客對(duì)機(jī)上Wi-Fi的需求已經(jīng)從2021年50%提升至2022年77%——畢竟，機(jī)上Wi-Fi的覆蓋正在成為乘客對(duì)航司和飛機(jī)型號(hào)滿(mǎn)意度的一個(gè)新打分項(xiàng)，對(duì)于航司來(lái)說(shuō)這也是一個(gè)商機(jī)，為機(jī)上增值服務(wù)帶來(lái)了新可能性。

據(jù)悉，空中旅程超過(guò)4小時(shí)后，乘客對(duì)機(jī)上Wi-Fi的需求直逼100%。

而航電系統(tǒng)的“高速互聯(lián)”“互聯(lián)化”，可不單單是機(jī)上Wi-Fi讓乘客能收到微信、能刷上視頻，更廣泛的意義在于飛機(jī)的前艙——駕駛艙，讓整架飛機(jī)在飛行全程中始終在線互聯(lián)，做到即時(shí)信息查詢(xún)、數(shù)據(jù)下載更新、數(shù)據(jù)下行高速傳輸?shù)?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)飛行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)端處理（也變相降低了對(duì)飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)的性能要求與成本），支持實(shí)時(shí)健康監(jiān)控和故障預(yù)測(cè)、機(jī)載軟件的便捷升級(jí)等。

這樣的“互聯(lián)化”將賦予航電系統(tǒng)越來(lái)越強(qiáng)的靈活性與可擴(kuò)展性。

航電系統(tǒng)的高速互聯(lián)化，也是其能引入機(jī)載大數(shù)據(jù)、人工智能AI的前提條件之一。

自然，這樣的“互聯(lián)化”離不開(kāi)通信網(wǎng)絡(luò)的支持，新一代航空寬帶通信機(jī)載設(shè)備、更高通量/高傳輸速率的高軌低軌-低成本衛(wèi)星通信、5G-ATG地空通信、更可靠的機(jī)載網(wǎng)絡(luò)安保措施、多方共同構(gòu)建的開(kāi)放式互聯(lián)機(jī)載軟件生態(tài)，以及與“數(shù)據(jù)”相關(guān)的數(shù)據(jù)快速壓縮、云端數(shù)據(jù)管理等方面的技術(shù)與能力。

觸摸屏、語(yǔ)音助手、手勢(shì)操作、互操作性

將這樣的“互聯(lián)化”代入到普通人身邊，恰似我們手中的智能手機(jī)，它的一個(gè)特性是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)連接，而智能手機(jī)的另幾個(gè)特性如觸摸屏、語(yǔ)音助手等也正在成為航電系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展中的重要技術(shù)方向，進(jìn)一步提升航電系統(tǒng)的“互操作性”。

比如，大尺寸觸摸屏對(duì)傳統(tǒng)按鍵的替代，既要求它要有適應(yīng)飛機(jī)運(yùn)行環(huán)境的觸控性能，也要求駕駛艙的軟件系統(tǒng)有適應(yīng)觸控操作的人機(jī)界面設(shè)計(jì)。

目前已經(jīng)在航電系統(tǒng)中應(yīng)用上觸摸屏的，所給出的反饋顯示是觸摸屏帶來(lái)的易用性、交互邏輯上的更易學(xué)易懂，更智能、直觀的用戶(hù)體檢，更有“飛行樂(lè)趣”（這一點(diǎn)在私人飛機(jī)、通用飛機(jī)上的體現(xiàn)是能夠更進(jìn)一步地降低飛行門(mén)檻）。

當(dāng)然，為飛行員提供飛行信息顯示的也不止屏幕還有“視景系統(tǒng)”，它的技術(shù)迭代同樣是重點(diǎn)，是提升飛行員情景感知能力的一部分。而除了“眼前”的，還有嘴邊的“語(yǔ)音助手”、手邊的“手勢(shì)控制”，二者在未來(lái)航電系統(tǒng)中應(yīng)用的可能性，既包括在客艙的娛樂(lè)系統(tǒng)上的應(yīng)用，也有在駕駛艙中與傳統(tǒng)機(jī)組程序的融合，提高飛行員的操作效率、提升互操作性。不過(guò)，它們將如何融入航電系統(tǒng)，也面臨著不小的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，比如語(yǔ)音或手勢(shì)控制的應(yīng)用場(chǎng)景分析，復(fù)雜環(huán)境下多語(yǔ)種的自然語(yǔ)言準(zhǔn)確識(shí)別、多傳感器的數(shù)據(jù)融合等等。

智慧設(shè)計(jì)、綜合化、模塊化、開(kāi)放式……

飛機(jī)航電系統(tǒng)是機(jī)載系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，是飛機(jī)性能“倍增器”，其價(jià)值在飛機(jī)制造中占比越來(lái)越高。

隨著新一代信息、通信、電子等前沿技術(shù)領(lǐng)域不斷延伸和廣泛滲透，飛機(jī)航電的產(chǎn)業(yè)覆蓋面更寬、產(chǎn)品種類(lèi)繁多、技術(shù)復(fù)雜度劇增、更新迭代周期更短、設(shè)計(jì)制造一體化更強(qiáng)、適航監(jiān)管得更嚴(yán)苛。

而航電產(chǎn)品研制所面臨的挑戰(zhàn)也越來(lái)越大，它是機(jī)電液光軟多學(xué)科技術(shù)的綜合、是跨專(zhuān)業(yè)跨單位跨地域的協(xié)同，也對(duì)理論創(chuàng)新和技術(shù)突破提出了更高要求。

在航電產(chǎn)品的制造上，挑戰(zhàn)也是越來(lái)越多，相關(guān)產(chǎn)品的工藝難度越來(lái)越大，但對(duì)可靠性要求又變得越來(lái)越高。

通過(guò)與會(huì)專(zhuān)家的介紹分享，我們看到了：使用“信息化”手段來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，“全在線”設(shè)計(jì)；航電系統(tǒng)架構(gòu)上的變革，以“綜合化模塊化航空電子”（IMA）為代表的通用化、模塊化、綜合化，繼而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)通用化、功能軟件化，支持形成譜系化、家族化的航電系統(tǒng)產(chǎn)品，向著開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)生態(tài)演進(jìn)；開(kāi)發(fā)模式上的從傳統(tǒng)瀑布開(kāi)發(fā)模式到敏捷開(kāi)發(fā)模式、混合開(kāi)發(fā)模式， 并最終有望使航電系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本降低、開(kāi)發(fā)周期縮短、降低人力投入，也更利于下一步的機(jī)載軟硬件以更低成本完成適航取證、裝機(jī)應(yīng)用、維護(hù)與升級(jí)等。

大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)

那么，展望航電系統(tǒng)的“下一代”，日益凸顯的趨勢(shì)是大數(shù)據(jù)、人工智能AI、機(jī)器學(xué)習(xí)ML“來(lái)了”。前者，是機(jī)載信息大數(shù)據(jù)的處理與挖掘，將多源數(shù)據(jù)的融合，并對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用更為細(xì)化，比如促進(jìn)OEM廠商來(lái)改進(jìn)機(jī)載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、支持航司來(lái)挖掘新的機(jī)上商業(yè)模式等，也包括大數(shù)據(jù)與AI相結(jié)合后的評(píng)估飛機(jī)健康狀態(tài)、故障預(yù)測(cè)與健康管理、剩余壽命預(yù)測(cè)等，從而提高航司故障預(yù)測(cè)能力和維修效率，進(jìn)而提高航司機(jī)隊(duì)的運(yùn)行效率、節(jié)約成本等。

“大數(shù)據(jù)”“人工智能”“機(jī)器學(xué)習(xí)”也是近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)科技界的熱詞。

不止于此，人工智能AI、機(jī)器學(xué)習(xí)ML也正在走進(jìn)飛機(jī)的駕駛艙，與航電系統(tǒng)不斷深入融合，比如空客公司在今年測(cè)試的“蜻蜓”技術(shù)，就包括了飛機(jī)巡航中自動(dòng)緊急轉(zhuǎn)向、自動(dòng)著陸和滑行輔助。而展望AI、ML走進(jìn)駕駛艙后，它將具備基于圖像、數(shù)據(jù)的駕駛艙狀態(tài)識(shí)別、基于自然語(yǔ)言識(shí)別的“智能感知”，基于手冊(cè)、飛行數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的自主學(xué)習(xí)能力，具備對(duì)異常模式的自主識(shí)別、常規(guī)/復(fù)雜情況的自主決策與執(zhí)行能力。

就像論壇上專(zhuān)家所言，展望AI、機(jī)器學(xué)習(xí)ML在航電系統(tǒng)的應(yīng)用趨勢(shì)，未來(lái)5~10年將是一段加速發(fā)展期。而這也將航電系統(tǒng)的發(fā)展帶入一片全新領(lǐng)域，亦如其他新技術(shù)在航電系統(tǒng)的應(yīng)用，AI的到來(lái)，既意味著開(kāi)發(fā)層面的軟硬件上的高性能CPU/GPU、高性能硬件的機(jī)載應(yīng)用、設(shè)計(jì)上的如何將高算力與網(wǎng)絡(luò)、能耗平衡，也意味著適航上的全新挑戰(zhàn)，與AI相關(guān)的適航性體系建設(shè)的跟進(jìn)，這既涵蓋評(píng)測(cè)方法與工具，也包括道德與法律約束能力的評(píng)測(cè)。

航電系統(tǒng)在智能航空、數(shù)字航空、綠色航空等方面扮演關(guān)鍵角色。亦如本屆航電論壇的主題——智慧航電賦能綠色飛行。

那個(gè)熱詞：eVTOL

本屆航電論壇上有2家來(lái)自上海當(dāng)?shù)氐膃VTOL企業(yè)做了相關(guān)分享，而eVTOL在成為航空領(lǐng)域“新賽道”的同時(shí)，也在推動(dòng)著航電系統(tǒng)的革新。

這背后是eVTOL的獨(dú)特氣動(dòng)、垂直起降階段、狀態(tài)轉(zhuǎn)換等特性給航電系統(tǒng)帶來(lái)的全新需求。以顯示系統(tǒng)為例來(lái)看，相比于傳統(tǒng)通用飛機(jī)，eVTOL飛行中的控制變量、所需要的顯示數(shù)據(jù)參數(shù)都增加了，比如要顯示飛控系統(tǒng)狀態(tài)（副翼偏度和狀態(tài)、方向舵狀態(tài)、升降舵偏度和狀態(tài)）、電機(jī)狀態(tài)（扭矩、轉(zhuǎn)速、溫度、旋翼的槳距角、短艙傾轉(zhuǎn)角等）、電池狀態(tài)（剩余電量、電壓、電流、溫度）、告警信息等等。但同時(shí)這些數(shù)據(jù)的顯示就要“詳略得當(dāng)”，以降低飛行員的信息處理負(fù)擔(dān)、降低工作負(fù)荷。

上海當(dāng)?shù)豦VTOL企業(yè)時(shí)的科技在本月中旬發(fā)布的E20 eVTOL原機(jī)。

目前作為eVTOL企業(yè)穩(wěn)妥邁出的第一步，縮比模型、技術(shù)驗(yàn)證機(jī)、原型機(jī)上的航電系統(tǒng)通常是基于現(xiàn)有的成熟架構(gòu)，盡可能選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范件（TSO件），但eVTOL的未來(lái)注定是要跳出這一窠臼的，正呼喚變革性的航電系統(tǒng)。eVTOL獨(dú)特的垂直起降方式、前所未有的復(fù)雜的城市樓宇間運(yùn)營(yíng)環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)、降低飛行員工作負(fù)荷等多方面需要之下，就要求eVTOL的航電系統(tǒng)具備高度自動(dòng)化和高可靠的包線保護(hù)功能，以實(shí)現(xiàn)無(wú)憂(yōu)操縱；“智能飛行”也就意味著對(duì)航電系統(tǒng)的計(jì)算平臺(tái)算力提出了非常之高的要求（比如多核、超輕量化、分布式等）；以及“互聯(lián)化”之下的低延時(shí)通信數(shù)據(jù)傳輸、低空組網(wǎng)、空域數(shù)據(jù)共享等。

另外，不論是eVTOL的城市飛行環(huán)境所面臨的飛行安全挑戰(zhàn)，還是當(dāng)下通用飛機(jī)、直升機(jī)等機(jī)型在低空飛行，復(fù)雜地形、低能見(jiàn)度、惡劣氣象條件下的飛行乃至是在應(yīng)急救援、減災(zāi)過(guò)程中的飛行等等，其背后的飛行安全都離不開(kāi)作為航電系統(tǒng)中的氣象雷達(dá)、感知與防撞系統(tǒng)、地形感知與告警系統(tǒng)、飛行管理系統(tǒng)FMS、三維地圖和數(shù)據(jù)庫(kù)等諸多子系統(tǒng)的支撐與保障。這種關(guān)系，亦如上文中機(jī)載衛(wèi)星通信系統(tǒng)之于航電系統(tǒng)的“高速互聯(lián)”。

關(guān)于eVTOL的未來(lái)，自主飛行是趨勢(shì)，但還有很長(zhǎng)的一段路，比如“自主”中的難點(diǎn)是飛機(jī)如何自主執(zhí)行空管命令、對(duì)于“自主”的適航驗(yàn)證思路尚不明確等。所以國(guó)內(nèi)外eVTOL廠商在技術(shù)路線上基本都選擇在eVTOL中保留飛行員席位。

只有開(kāi)放、合作才能實(shí)現(xiàn)協(xié)同、共贏

論壇主辦單位之一的中航機(jī)載系統(tǒng)有限公司于今年3月在上海設(shè)立中航民機(jī)機(jī)載系統(tǒng)工程中心。

這些來(lái)自本屆航電論壇的密集信息，正說(shuō)明了一場(chǎng)行業(yè)論壇的不可或缺之處。

從論壇展臺(tái)上展出的廠商產(chǎn)品，到其背后的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、制造與適航認(rèn)證，升級(jí)迭代與未來(lái)趨勢(shì)，我們得見(jiàn)航電系統(tǒng)一個(gè)個(gè)細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的“毫末”，也讓我們看到“獨(dú)木不成林”，這個(gè)大產(chǎn)業(yè)涉及通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、飛行控制等多個(gè)領(lǐng)域，需要廣泛的配套設(shè)備和系統(tǒng)，并由此催生航電設(shè)備制造、通信設(shè)備供應(yīng)商、導(dǎo)航系統(tǒng)研發(fā)等一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)的興起，創(chuàng)造了豐富的產(chǎn)業(yè)鏈條和增值鏈，也日益凸顯著“只有開(kāi)放、合作才能實(shí)現(xiàn)協(xié)同、共贏”。

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