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「」下一代航空电子设备：高速数据，小型化和功能强化

导读：据ept网站4月23日报道 ， 航空对数据做出关键飞行决策的依赖逐年增加 ， 现在服役的最新飞机设计都配备了可以提供空前的数据收集和传输技术 。尽管有成千上万的传感器和复杂的数字化系统 ， 但最新一代的飞机仍需要收集大量数据 。根据奥利弗-怀曼（Oliver Wyman）2016年的估计 ， 到2026年 ， 全球飞机机队每年将产生9800亿兆字节的数据 ， 即每次飞行的数据容量高达5-8 TB 。
「」下一代航空电子设备：高速数据，小型化和功能强化
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现代的客机驾驶舱 ， 机上几乎所有东西都由电子设备直接控制 。（来源：盖蒂图片社）
【「」下一代航空电子设备：高速数据，小型化和功能强化】我们不能低估这些数据的重要性 ， 看看去年悲惨的波音737 Max客机坠毁事件 ， 就可以看到自动化的航空电子设备并非100%可信 。这场346人丧生的悲剧的调查结果显示 ， 只是传感器可能向MCAS（操纵特性增强系统）提供了不正确的数据 ， 从而导致一系列事件使飞机向地面俯冲 。
那么是什么推动数据增长如此迅速？现在 ， 几乎飞机机舱里的所有物品都直接由电子设备控制 ， 或者与电子设备有关 。飞机 ， 卫星和航天器上的复杂电子系统是由专业的航空电子工程师（由航空和电子技术混合而成）设计的 ， 用于发动机控制、管理、通信、导航和执行多个功能 ， 包括信息显示、乘客舒适性和娱乐性、碰撞回避、燃油系统监控、飞行记录仪、武器制导……简直让人眼花缭乱 。
航空电子设计在环境和技术上都面临着巨大的挑战 。从炎热的沙漠到低温大气和雷暴 ， 再到沙尘暴和尘云 ， 再到爆炸冲击和极端振动 ， 这些系统必须充分加固 。而且要求还不仅仅如此 ， 航空电子工程师还要求的是更小 ， 更轻的组件 ， 这些组件可以以更高的密度安装 ， 消耗更少的功率 ， 产生更少的热量并且标准化以实现最大的互操作性和使用寿命 。
安全方面也提出了进一步的挑战 。电子设备通常是飞机机舱设备中最敏感的部分 ， 可能需要加强保护以免受网络攻击和电子干扰 ， 雷达干扰和欺骗性的电磁脉冲（EMP）攻击 。
有时会忽略航空电子设计的一个领域是连接器的作用 。电子工程师需要意识到 ， 苛刻的环境中更强功能 ， 更高数据速度 ， 小型化和坚固性将影响下一代航空电子设备的连接性 。
已经飞行了几十年的飞行员目睹了驾驶舱设计的逐步但戏剧性的演变 ， 因为数据驱动的航空电子系统接管了许多功能 。与上一代相比 ， 今天的客机座舱看起来像科幻小说 。飞行员不再面临圆形表盘的麻烦 ， 而是使用少量的多功能显示器（MFD） 。
这种趋势是由军用航空的需求驱动的 。第三代战斗机 ， 例如F-4鬼怪 ， 仍然使用机械仪表向飞行员展示信息 。1970年代 ， 第四代战斗机开始接管 。同时 ， 电子战的增加使用要求引入新的复杂系统 。F-16猎鹰和F-18大黄蜂等飞机的设计人员必须找到让这些新功能由一名飞行员控制的方法 ， 传统的表盘根本无法实现这一点 。
航空电子设计存在环境和技术挑战 。
通过将大量信息汇总为简单易懂的图片 ， 飞行员可以将更多的时间花在专注于驾驶飞机而不是管理电子系统上 。
同时 ， 平视显示器（HUD）即将成熟 。这是一种设备 ， 它吸收了可能在MFD上显示的相同组合信息 ， 并将其投射到飞行员直接视线的玻璃屏幕上 。突然 ， 飞行员可以“抬头”飞出飞机-从飞机上往外看-而不是“低头飞扬” ， 从而管理着大量的转盘 ， 开关和控件 。
您可以想象 ， 在屏幕后面 ， 需要大量的计算能力来收集 ， 合并然后立即将这些信息提供给飞行员 ， 这是正确的 。
今天MFD已成为标准工具 ， 不仅适用于战斗机飞行员 ， 而且已用于商业乃至通用航空 。最新的波音客机为每位飞行员配备了HUD ， 而最新的塞斯纳飞机（专为私人飞行员设计）则配备了全彩色 ， 可编程的多功能显示器 。现在甚至可以在汽车上使用平视显示器 ， 以显示该技术的普及程度 。


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