駕駛著飛機在云端漫步是很多人的夢想，但繁多的操縱組件以及復雜的控制方式，使得駕駛飛機只能止于夢想。經(jīng)過多年的變革和改進，民機駕駛艙已完成機械化向智能化的過渡。

     　　但隨著機載集成系統(tǒng)越來越多，大型民機飛行員往往需要長期的專業(yè)培訓，才有能力駕駛飛機。即便如此，70%的民機事故還是來源于飛行員的操作失誤，其中過于復雜的飛機駕駛艙設計是重要因素之一。因此，簡潔化、便于操控、初具智能是下一代民機駕駛艙設計所追求的方向。也許未來飛行員都能化身電影中的“鋼鐵俠”，駕駛著“戰(zhàn)甲”在空中翱翔。

     　　“簡潔”： 為飛行員提供更直觀的操作環(huán)境 

     　　如今，大型民機駕駛艙的多屏幕機接口布局多為“4+1”（如波音B787）或“5+1”（如空客A350XWB）形式，屏幕尺寸也都在20英寸以下。過多的顯示屏和過小的顯示面積，一方面會增加功耗和載重，另一方面，飛行員視線及光標需要在多個屏幕間切換，操作性降低，并且顯示屏能提供的信息量也受到限制。

     　　同時，現(xiàn)代駕駛艙的顯示控制系統(tǒng)異常復雜，僅飛行員起飛前的準備操作步驟就高達135個，不僅如此，典型的模式控制面板上就有24個控件，每個控件的操作方式更不止一種，因此未來駕駛艙亟須做到簡潔。

     　　簡潔的駕駛艙即通過全觸摸的超大液晶屏幕替代現(xiàn)代駕駛艙的液晶顯示器+機械控制組件的方式，采用全新布局，為飛行員提供更加直觀和諧的操作交互環(huán)境。

     　　通過對多種顯示畫面布局進行了對比分析，權衡了觸摸屏替代中央控制臺和頂板機械組件的方案，并對15寸以上超寬顯示屏、超薄曲面屏在駕駛艙中的應用可行性初步實驗，在綜合考慮目前顯示器制造工業(yè)水平等因素的基礎上，提出并實現(xiàn)了“3+1”（前儀表板上3塊21英寸屏幕，中央控制臺上1塊18.5英寸屏幕）的布局方案并取消了光標控制裝置、多功能鍵盤等硬件設備，頂板和中控臺采用全觸摸的方式，側面輔以電子飛行包和監(jiān)控屏幕組成了全玻璃化的駕駛艙。

     　　通過以上布局，可以進一步減少飛機的功耗和載重，降低運營成本；另一方面，減少了飛行員在多個屏幕之間切換的頻率，降低操作的復雜度，并且提升了飛行員從飛機屏幕上得到的信息量。 

     　　“智能”： 讓駕駛艙更“懂”飛行員 

     　　 針對駕駛艙顯控系統(tǒng)中的智能化語音識別及控制技術，是現(xiàn)役大型民機顯控系統(tǒng)的技術空白，語音控制是最自然最和諧的控制模式。在當前人工智能技術高速發(fā)展的影響下，語音識別及控制系統(tǒng)憑借其控制穿透性和易交互性的特點，將成為下一代民機駕駛艙首選的智能控制模式。

     　　大型民機由于傳感器以及其他系統(tǒng)設備較多，其顯示系統(tǒng)所要顯示的信息量非常巨大。不僅如此，隨著航電系統(tǒng)設備的不斷發(fā)展，很多新型的駕駛輔助設備也將安裝在寬體客機上，因此駕駛員面對的信息量是非常龐大的，需要對多維的信息進行綜合化顯示處理。不僅如此，在某一時刻，飛機很多信息量表達的是同一個概念和狀態(tài)，但是按照目前的飛行顯示方式，將所有信息同時呈現(xiàn)給駕駛員，遇到某些危急時刻，反而會影響駕駛員判斷，因此信息需要通過最為直觀的方式呈現(xiàn)給駕駛員，使得駕駛員可以在第一時間最為準確地了解飛機狀態(tài)，做出正確判斷。

     　　另外，智能化的顯示控制技術也可以把飛行員從繁重的操作中解放出來，通過理解飛行員的語意、識別飛行員的手勢，智能化的駕駛艙可以響應飛行員的控制指令，完成自動化的控制操作，達成飛行員的控制目標。

     　　智能控制是下一代民機駕駛艙的亮點所在，就像鋼鐵俠身披的超智能鋼鐵戰(zhàn)甲上的聲控方式對其戰(zhàn)斗能力的提升一樣令人印象深刻。目前，該項技術已基本實現(xiàn)以語音命令控制前儀表板顯示畫面的切換并實現(xiàn)了飛行管理系統(tǒng)的全語音輸入，能減少飛行員５０％以上的操作。而這僅僅是智能的開始，后續(xù)還將進一步加強語意理解的研發(fā)工作，進一步提高識別率，開發(fā)更加智能的系統(tǒng)，可自動完成一系列的組合操作，理解不同飛行員的不同語言習慣，讓下一代的駕駛艙更“懂”飛行員。 

     　　“無界”： 仿佛置身空中高速公路 

     　　現(xiàn)代駕駛艙提供給飛行員的視界還僅僅局限于狹小的風擋，當突然遭遇惡劣天氣或緊急情況時，飛行員往往難以無法判明飛機當前的態(tài)勢，因此駕駛艙應為飛行員提供提升態(tài)勢感知能力的設備來輔助飛行員進行決策。甚至未來這些設備還有望提高同等機場條件下飛機盲降等級。

     　　無界的駕駛艙即借助先進的傳感器、逼真的計算機圖形渲染技術，為飛行員提供多種感知周圍環(huán)境狀況的手段，飛行員視線穿過云、霧、霾，使自己仿佛置身于全透明的駕駛艙中。平視顯示系統(tǒng)（HUD）、增強現(xiàn)實眼（AR）鏡、合成視景系統(tǒng)（SVS）、增強飛行視景系統(tǒng)（EFVS）、組合視景系統(tǒng)（CVS）通過紅外成像技術、三維圖形成像技術為飛行員提供全方位的飛行態(tài)勢感知能力。

     　　中國商飛北研中心航電技術研究部研發(fā)了以上系統(tǒng)的原理樣機，其中SVS原理樣機在傳統(tǒng)的三維地形、機場、飛行數(shù)據(jù)的顯示和地形、障礙物碰撞預警基礎上、融入了可視飛行管道等功能，并提供了跑道邊線和剩余長度的提示。同時，還實現(xiàn)了多波段和復雜氣象環(huán)境下的紅外呈現(xiàn)模擬仿真，完成了EFVS的原理樣機研發(fā)，對以上兩種系統(tǒng)的輸出圖像進行校正融合。通過在駕駛艙內的集成和實時飛行仿真驗證，對上述系統(tǒng)提高飛行員態(tài)勢感知的有效性進行了評估。未來，飛機除安裝前置紅外攝像機外，還可以安裝多種特殊的攝像機為飛行員提供更廣闊的視線范圍。

     　　左圖CVS顯示的飛行數(shù)據(jù)與PFD上顯示的內容基本一致，左側顯示當前速度，右側顯示當前高度，中間區(qū)域顯示地平線和飛行姿態(tài)，其他輔助數(shù)據(jù)還包括導航信息、加速度提醒、擦機尾警告、跑道邊線提示和剩余跑道距離等等，CVS圖中綠色線條組成的飛行管道提示飛行員當前的所需導航性能（RNP）和預測航跡，給飛行員帶來仿佛置身于空中高速公路般的感受。

     　　“互聯(lián)”： 實時監(jiān)控 擴充駕駛艙信息渠道 現(xiàn)代駕駛艙還未能提供飛機之間高效通訊的方式，沒有建立起空中的信息共享平臺。飛機與地面之間的通訊也僅限于無線電的方式，其通信頻道擁擠、人為因素干擾等缺陷日益突出。因此未來駕駛艙應能提供飛機與飛機間、飛機與地面間高效的互聯(lián)手段。

      　　互聯(lián)的駕駛艙即利用先進的地空寬帶數(shù)據(jù)鏈、星基寬帶數(shù)據(jù)鏈等技術方案，實現(xiàn)與飛機之間多維數(shù)據(jù)傳輸和共享，空地之間的視頻通信以及大規(guī)模數(shù)據(jù)的實時傳輸。駕駛艙與駕駛艙之間的互聯(lián)有助于進一步提高安全性，同時可提高飛行效率，例如航線前方的飛機將路線上的實時天氣狀況傳遞給航線后續(xù)的飛機，可使得飛行員盡早重新規(guī)劃路線從而規(guī)避惡劣天氣。視頻通訊有助于空管員和飛行員之間更優(yōu)的情景狀態(tài)的理解。

     　　近年以來，國內的一些通信公司緊密跟蹤民用航空通信系統(tǒng)的技術發(fā)展，提出了多款基于民用通信技術或專有通信技術的空地互聯(lián)通信解決方案，并就部分關鍵技術及產(chǎn)品原型進行了試驗，但尚未達到商用的程度。在衛(wèi)星通信方面，國內自主設計制造的適合于民航應用的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組網(wǎng)建設也尚處于前期研發(fā)階段。 

     　　寬帶數(shù)據(jù)鏈通信，可以避免使用語音通信手段時，因通信距離、通信質量、通信頻道擁擠造成的通信不暢或誤聽誤解語音含義帶來的安全隱患；同時可以大大降低飛行機組和管制員的工作負荷，增強空域活動的安全裕度，減少飛行間隔；數(shù)據(jù)鏈設備經(jīng)型號批準的飛機在經(jīng)批準運行區(qū)域的使用，可以加大運行空域的交通流量，提高運行效益。

中國商飛北研中心概念駕駛艙

概念駕駛艙語音控制系統(tǒng)

概念駕駛艙增強飛行視野系統(tǒng)

概念駕駛艙寬帶視頻通訊

概念駕駛艙觸摸控制系統(tǒng)