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

(資料圖)

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

來自業(yè)界專家、資深從業(yè)者的分享，聚焦各自細分的技術領域，內容專業(yè)性很強性，對筆者這樣的行業(yè)新聞記者來說，實在難以在短短2天內完全“消化吸收”，本文著重記錄以若干“關鍵詞”為引子的內容綜述。

可以說，借助行業(yè)論壇這個“窗口”，我們得以更深層次地理解近年來航空業(yè)（乃至是互聯(lián)網(wǎng)科技界、工業(yè)界）的熱門新技術和新概念，并跟隨專家，進一步看到了這些新技術新概念即將在航空業(yè)的落地應用與遠期的應用前景。

飛機航空電子系統(tǒng)是機載系統(tǒng)關鍵組成部分，是飛機性能“倍增器”，其價值在飛機中占比越來越高，利潤也頗高。

高速互聯(lián)、萬物互聯(lián)

目前部分客機已經開始使用機上Wi-Fi，這是源自客機客艙系統(tǒng)的需求，數(shù)據(jù)顯示機上乘客對機上Wi-Fi的需求已經從2021年50%提升至2022年77%——畢竟，機上Wi-Fi的覆蓋正在成為乘客對航司和飛機型號滿意度的一個新打分項，對于航司來說這也是一個商機，為機上增值服務帶來了新可能性。

據(jù)悉，空中旅程超過4小時后，乘客對機上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的前艙——駕駛艙，讓整架飛機在飛行全程中始終在線互聯(lián)，做到即時信息查詢、數(shù)據(jù)下載更新、數(shù)據(jù)下行高速傳輸?shù)?，進而實現(xiàn)飛行數(shù)據(jù)的遠端處理（也變相降低了對飛機機載系統(tǒng)的性能要求與成本），支持實時健康監(jiān)控和故障預測、機載軟件的便捷升級等。

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

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

自然，這樣的“互聯(lián)化”離不開通信網(wǎng)絡的支持，新一代航空寬帶通信機載設備、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、更可靠的機載網(wǎng)絡安保措施、多方共同構建的開放式互聯(lián)機載軟件生態(tài)，以及與“數(shù)據(jù)”相關的數(shù)據(jù)快速壓縮、云端數(shù)據(jù)管理等方面的技術與能力。

觸摸屏、語音助手、手勢操作、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，它的一個特性是移動互聯(lián)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)連接，而智能手機的另幾個特性如觸摸屏、語音助手等也正在成為航電系統(tǒng)未來發(fā)展中的重要技術方向，進一步提升航電系統(tǒng)的“互操作性”。

比如，大尺寸觸摸屏對傳統(tǒng)按鍵的替代，既要求它要有適應飛機運行環(huán)境的觸控性能，也要求駕駛艙的軟件系統(tǒng)有適應觸控操作的人機界面設計。

目前已經在航電系統(tǒng)中應用上觸摸屏的，所給出的反饋顯示是觸摸屏帶來的易用性、交互邏輯上的更易學易懂，更智能、直觀的用戶體檢，更有“飛行樂趣”（這一點在私人飛機、通用飛機上的體現(xiàn)是能夠更進一步地降低飛行門檻）。

當然，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)”，它的技術迭代同樣是重點，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“語音助手”、手邊的“手勢控制”，二者在未來航電系統(tǒng)中應用的可能性，既包括在客艙的娛樂系統(tǒng)上的應用，也有在駕駛艙中與傳統(tǒng)機組程序的融合，提高飛行員的操作效率、提升互操作性。不過，它們將如何融入航電系統(tǒng)，也面臨著不小的問題與挑戰(zhàn)，比如語音或手勢控制的應用場景分析，復雜環(huán)境下多語種的自然語言準確識別、多傳感器的數(shù)據(jù)融合等等。

智慧設計、綜合化、模塊化、開放式……

飛機航電系統(tǒng)是機載系統(tǒng)的關鍵組成部分，是飛機性能“倍增器”，其價值在飛機制造中占比越來越高。

隨著新一代信息、通信、電子等前沿技術領域不斷延伸和廣泛滲透，飛機航電的產業(yè)覆蓋面更寬、產品種類繁多、技術復雜度劇增、更新迭代周期更短、設計制造一體化更強、適航監(jiān)管得更嚴苛。

而航電產品研制所面臨的挑戰(zhàn)也越來越大，它是機電液光軟多學科技術的綜合、是跨專業(yè)跨單位跨地域的協(xié)同，也對理論創(chuàng)新和技術突破提出了更高要求。

在航電產品的制造上，挑戰(zhàn)也是越來越多，相關產品的工藝難度越來越大，但對可靠性要求又變得越來越高。

通過與會專家的介紹分享，我們看到了：使用“信息化”手段來實現(xiàn)標準化設計，“全在線”設計；航電系統(tǒng)架構上的變革，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，繼而實現(xiàn)平臺通用化、功能軟件化，支持形成譜系化、家族化的航電系統(tǒng)產品，向著開放式系統(tǒng)架構生態(tài)演進；開發(fā)模式上的從傳統(tǒng)瀑布開發(fā)模式到敏捷開發(fā)模式、混合開發(fā)模式， 并最終有望使航電系統(tǒng)的開發(fā)成本降低、開發(fā)周期縮短、降低人力投入，也更利于下一步的機載軟硬件以更低成本完成適航取證、裝機應用、維護與升級等。

大數(shù)據(jù)、人工智能、機器學習

那么，展望航電系統(tǒng)的“下一代”，日益凸顯的趨勢是大數(shù)據(jù)、人工智能AI、機器學習ML“來了”。前者，是機載信息大數(shù)據(jù)的處理與挖掘，將多源數(shù)據(jù)的融合，并對數(shù)據(jù)的應用更為細化，比如促進OEM廠商來改進機載系統(tǒng)的設計、支持航司來挖掘新的機上商業(yè)模式等，也包括大數(shù)據(jù)與AI相結合后的評估飛機健康狀態(tài)、故障預測與健康管理、剩余壽命預測等，從而提高航司故障預測能力和維修效率，進而提高航司機隊的運行效率、節(jié)約成本等。

“大數(shù)據(jù)”“人工智能”“機器學習”也是近年來互聯(lián)網(wǎng)科技界的熱詞。

不止于此，人工智能AI、機器學習ML也正在走進飛機的駕駛艙，與航電系統(tǒng)不斷深入融合，比如空客公司在今年測試的“蜻蜓”技術，就包括了飛機巡航中自動緊急轉向、自動著陸和滑行輔助。而展望AI、ML走進駕駛艙后，它將具備基于圖像、數(shù)據(jù)的駕駛艙狀態(tài)識別、基于自然語言識別的“智能感知”，基于手冊、飛行數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)的自主學習能力，具備對異常模式的自主識別、常規(guī)/復雜情況的自主決策與執(zhí)行能力。

就像論壇上專家所言，展望AI、機器學習ML在航電系統(tǒng)的應用趨勢，未來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)展帶入一片全新領域，亦如其他新技術在航電系統(tǒng)的應用，AI的到來，既意味著開發(fā)層面的軟硬件上的高性能CPU/GPU、高性能硬件的機載應用、設計上的如何將高算力與網(wǎng)絡、能耗平衡，也意味著適航上的全新挑戰(zhàn)，與AI相關的適航性體系建設的跟進，這既涵蓋評測方法與工具，也包括道德與法律約束能力的評測。

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。

那個熱詞：eVTOL

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

這背后是eVTOL的獨特氣動、垂直起降階段、狀態(tài)轉換等特性給航電系統(tǒng)帶來的全新需求。以顯示系統(tǒng)為例來看，相比于傳統(tǒng)通用飛機，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)）、電機狀態(tài)（扭矩、轉速、溫度、旋翼的槳距角、短艙傾轉角等）、電池狀態(tài)（剩余電量、電壓、電流、溫度）、告警信息等等。但同時這些數(shù)據(jù)的顯示就要“詳略得當”，以降低飛行員的信息處理負擔、降低工作負荷。

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

目前作為eVTOL企業(yè)穩(wěn)妥邁出的第一步，縮比模型、技術驗證機、原型機上的航電系統(tǒng)通常是基于現(xiàn)有的成熟架構，盡可能選用技術標準規(guī)范件（TSO件），但eVTOL的未來注定是要跳出這一窠臼的，正呼喚變革性的航電系統(tǒng)。eVTOL獨特的垂直起降方式、前所未有的復雜的城市樓宇間運營環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)、降低飛行員工作負荷等多方面需要之下，就要求eVTOL的航電系統(tǒng)具備高度自動化和高可靠的包線保護功能，以實現(xiàn)無憂操縱；“智能飛行”也就意味著對航電系統(tǒng)的計算平臺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)，還是當下通用飛機、直升機等機型在低空飛行，復雜地形、低能見度、惡劣氣象條件下的飛行乃至是在應急救援、減災過程中的飛行等等，其背后的飛行安全都離不開作為航電系統(tǒng)中的氣象雷達、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)庫等諸多子系統(tǒng)的支撐與保障。這種關系，亦如上文中機載衛(wèi)星通信系統(tǒng)之于航電系統(tǒng)的“高速互聯(lián)”。

關于eVTOL的未來，自主飛行是趨勢，但還有很長的一段路，比如“自主”中的難點是飛機如何自主執(zhí)行空管命令、對于“自主”的適航驗證思路尚不明確等。所以國內外eVTOL廠商在技術路線上基本都選擇在eVTOL中保留飛行員席位。

只有開放、合作才能實現(xiàn)協(xié)同、共贏

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

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

從論壇展臺上展出的廠商產品，到其背后的設計開發(fā)、制造與適航認證，升級迭代與未來趨勢，我們得見航電系統(tǒng)一個個細分技術領域的“毫末”，也讓我們看到“獨木不成林”，這個大產業(yè)涉及通信、導航、雷達、飛行控制等多個領域，需要廣泛的配套設備和系統(tǒng)，并由此催生航電設備制造、通信設備供應商、導航系統(tǒng)研發(fā)等一系列相關產業(yè)的興起，創(chuàng)造了豐富的產業(yè)鏈條和增值鏈，也日益凸顯著“只有開放、合作才能實現(xiàn)協(xié)同、共贏”。

關鍵詞：