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“數智化、多核化賦能航空電子的未來綠色和智慧發展”為主題,開展了38場專題演講,吸引100余家單位、600余位行業代表參與,有力促進了我國航空電子領域的交流發展,持續推動著飛機航空電子設計制造能力提升。
航空電子系統被譽為航空器的神經系統,是航空產品和產業鏈上不可或缺的重要組成部分。在飛行器上,它承擔著飛行導航、通信控制等多種功能,在提高飛行安全性、經濟性、航空運輸效率,降低飛行員工作負擔,以及實現全球飛行管理等方面發揮著重要的作用;在產業鏈中,航空電子領域的研發能力與產品成果與產業鏈的每一個環節息息相關,是反映一個國家高端工業能力的重要工業領域。
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;疊加低空經濟的發展需求,我國航空電子領域不僅面臨一定的發展壓力,也有巨量的潛力有待爆發。
向低空,航電先行
本屆論壇上,低空經濟依然是熱點話題。航電系統作為航空器的關鍵系統在低空經濟的發展中起著提綱挈領的作用。也因此,我國很多主流航空器設計與制造商已經開啟了對這一領域的探索。
針對面向低空場景的智能航電系統設計這一話題,參會專家表示,低空航空器運行的復雜場景,為該場景下的航電系統設計提出了更高的要求。首先要以安全為核心,航電系統必須采用冗余設計、具有多傳感器環境感知能力,且符合適航標準。其次,經濟性要更加優化,簡化人機交互界面以減少培訓成本。最后,還應該為客戶提供任務拓展包、性能升級包等定制化服務,創造長效價值。
要達到以上目標,至少需要以下六大領域關鍵技術的實現支持:
1.智能航電系統架構技術:包括服務化軟件架構和云原生與動態調度;
2.智能基座技術:包括航空級操作系統、異構計算架構和確定性通信框架等;
3.智能駕駛關鍵技術:包括環境感知、智能決策和精準控制等;
4.多模態人機交互技術:包括無人機/有人機交互優化和個性化信息推送等;
5.智能體開發與驗證體系:包括敏捷軟件研發;AI賦能的仿真測試等;
6.低空智聯網協同:主要是云端協同能力,包括飛行器與數據中心實時交互等。
業界專家表示,在理想狀態下,在實現以上技術應用的基礎上,低空場景下的航電系統將發生持續“演化升級”,從第一階段的自動飛行與數據積累,到第二階段的智能算法輔助決策(人機協同),最終發展到第三階段:群體智能,多層級共同構建高效低空交通網絡。
可以說,低空經濟的蓬勃發展,必然離不開航電系統的先行布局和充分驗證。而一款航電系統產品,自身的設計與發展也需要經過必要的驗證。
從研發開始驗證
全球飛機航電系統的發展,經歷了從分立式到聯合式、功能分析式再到現代多功能交互式的歷程。隨著現在航空器系統功能日益復雜、集成度不斷提高,確保航電系統的可靠性成為關鍵挑戰。在研制設計階段,航電系統的多個系統,包括飛行控制、導航、通信、監控及電子戰等多個子系統,都必須經受數字驗證、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,都需要相對應的電子系統產品來進行保障。
例如,針對飛機上傳感器和開關系統,一些企業帶來了航空傳感器和開關系統的仿真測試產品,在該領域,針對低空經濟領域,還出現了針對航空發動機、飛控系統等需要高精度動態特性測試的模塊產品,能夠通過仿真測試,來確保飛行控制系統的安全性和可靠性。
在人機交互界面(HMI)的驗證領域,我國企業也正在發展新的解決方案。航電系統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雜度等,目前,我國已經實現了該領域從設計建模到代碼生成、仿真驗證,再到自動化測試的全流程產業鏈覆蓋。隨著業界應用的展開,未來我國相關產品的設計驗證工作,人力成本將大幅降低,產品研發周期進一步縮短,同時系統的安全性也能夠得到保障。
飛行關鍵產品升級中
參加論壇的多位專家都提到,要通過升級飛機航電系統,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,有國產增強飛行實景系統(EFVS)、自動著陸系統等。
以EFVS為例,在航空運輸系統中,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。據統計,機場飛行事故中約1/3由氣象原因引發,而航班延誤中60%以上與天氣相關。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重點研究方向。各國正積極發展增強實景技術,以應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,通常由平視顯示器(HUD)和增強實景組件構成。該系統可在整個飛行階段發揮作用,顯著提高航行安全并降低運營成本。其核心優勢在于兩大能力: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還具備兩項關鍵功能:態勢感知和進近與著陸輔助。支持飛機安全降落,大幅減少復飛需求。根據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。
我國在光電顯示領域的技術已經發展到了第三代,已經實現了EFVS相關產品的自主研發和生產制造,部分產品已經應用于國產飛機C909和“神舟”系列航天器上,C919上相關產品已經進入適航取證階段,正在密集的飛行測試中。此外,我國多家企業都正在探索智能座艙、平時顯示儀(HUD)等先進技術和產品。
自動著陸系統是目前普遍適用于主流民航飛機的系統,在海外已經有較為成熟的技術方案。國產自動著陸系統的自主研發,涉及復雜環境下的控制算法、多模態控制結構、動態響應切換、高可靠的容錯系統、高精度多源傳感器融合和適航驗證評估等多個領域,目前我國航空控制界正在攻堅克難,希望未來能夠實現該領域的國產化。
此外,本屆論壇上,業界還討論了可靠性與測試、飛機健康管理、研制保證過程、AI賦能航空數據應用等話題。可以說,航電系統是保障飛行安全、提升運行效率和繁榮低空經濟核心系統,也是民用航空經濟領域的重要組成部分,具有高新技術集中、產業拉動效應強、經濟附加值高等特點。未來,這一領域的發展成果必將賦能大飛機、低空經濟等重要經濟領域,成為我國社會經濟高質量發展的重要支持。
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