為探討民用飛機航電系統及設備的研製開發、測試驗證、適航認證、供應鏈管理和客戶服務的發展趨勢，4月21日，由中國航空學會和中國航空研究院共同主辦，上海廣堯商務諮詢有限公司具體承辦的「2015民用飛機航電國際論壇」在上海開幕。
本屆論壇共吸引了來自航空電子領域的370餘名專業人士參與。在為期兩天的會議中，與會者就更先進、更安全、更環保的新一代航電系統的發展進行了討論。
1910年8月，加拿大飛機設計師兼飛行員麥柯迪首先利用他的「寇蒂斯」飛機上的電臺進行無線電通訊，電子設備在飛機上的應用首次被載入航空史冊。爾後，隨著電子技術的發展，尤其是在商業飛行和軍事飛行的大力推動下，航電技術得到了快速發展。
從技術角度而言，民用飛機航電系統的發展大致經歷了模擬、數字、模塊化綜合航電等階段。1980年代，空客研製的A310飛機首次採用電子儀表和駕駛室中央電子儀器，標誌著民用飛機航電技術的一次飛躍。1990年代，波音777開啟民機航電系統綜合化、模塊化設計先河。此後，民機航電系統的綜合化、模塊化水平不斷提高。當今最先進的波音787、空客A350XWB等機型，其航電系統設計更加強調開放性、互換性，通過不斷提高通用數據處理和網絡互聯互通的能力，實現各種資源的合理配置。
會議伊始，中國商飛公司副總經理史堅忠在發言中簡要梳理了民用飛機航電系統的歷史發展脈絡。他指出，航電技術的發展與革新對於保障飛行安全、改善飛行品質、提高可靠性和維護性具有十分重要的作用，是民機產品滿足未來要求的關鍵因素之一。
與軍機相比，民機航電系統在市場要求、設計理念、體系標準等方面存在明顯不同。民機航電系統必須滿足長期性、規律性、重複性、高安全性等特殊要求。簡言之，民機航電系統的特點可以歸納成「五個更高」。
一是更高的安全標準。民用飛機研製必須遵守各國的適航標準，其航電系統的設計也必須以各國的適航規章為基礎，滿足民機安全性設計要求。隨著世界民航業的發展，民機適航標準不斷提高，航電系統的設計要求也隨之不斷提高。
二是更高的可靠性。由於民用飛機服務於長期規律性的重複飛行活動，飛機製造商一般趨向於採用較為成熟和穩妥的技術和設備，以此確保飛機在運行中的高可靠性。
三是更高的可維護性。可維護性對飛機運營的經濟性和安全性都有重要影響。航空公司要求飛機各系統具有儘可能短的維修時間和較低的維修成本，民機航電系統必須保證設備間的通用性和互換性，並儘可能採用遠程監控和維護等方式，實現快速維修。
四是更高的環保標準。隨著世界民航業的發展和人們環保意識的提高，世界各國對航空，尤其是在航線上運營的民航飛機的環保性要求越來越高，航電系統必須在提升飛行效率、實現節能減排等方面作出重要貢獻。
五是更高的人性化需求。民機航電系統設計必須重點關注飛機駕駛艙的人性化需求，必須在不斷提高安全水平的前提下，減輕飛行員的負擔。此外，民機必須提供多樣化的客戶服務設備和機載娛樂系統，提升舒適度，更好地滿足旅客的需求。
目前，民機航電系統的發展現狀如何？面臨著哪些主要問題和挑戰？應採取怎樣的解決方案？這是與會者重點關注和討論的問題。
在中航工業航電系統有限責任公司民機航電總師王國慶看來，航電系統面臨的挑戰源自新一代飛機面臨的挑戰。具體來說，主要包括以下三個方面。
首先，運力倍增的挑戰。據FAA預測，到2020年，全球民航運輸總量將比目前增長73%，個別發展較快的國家和地區將比目前增長超過100%。與此同時，到2020年，全球機場的基礎設施建設和能力比目前大約增加33%。在機場建設速度明顯落後於民航運輸增速的情況下，如何滿足航空運輸快速發展的需求，這是一個巨大的挑戰。
其次，航空安全的挑戰。隨著航班數量的激增，空中擁堵將成為一種「新常態」。2014年以來，馬航MH370航班、MH17航班，臺灣復興航空GE222航班，阿爾及利亞AH5017航班，德國之翼航空公司4U9525航班等一系列重大空難，向我們提供了警示。在此背景下，如何進一步提升安全水平，減少人為失誤、惡劣天氣等因素對飛行安全造成的影響，也是一個巨大的挑戰。
再次，進一步改進飛行品質、提升飛行效率的挑戰。這一方面的挑戰涉及到多種主體的訴求：民機製造商希望進一步降低研發成本，縮短研製周期；航空公司希望降低飛機運營、維護及人員培訓等方面的成本支出，提高經濟效益；旅客希望在更加安全的基礎上，減少飛機延誤，提升飛行體驗，使空中旅行更加舒適⋯⋯
針對上述趨勢，美國提出了NextGen計劃。該計劃旨在建立一個更加現代化的航空運輸系統，使航空旅行更加有效率和效益，更加安全。NextGen計劃的要點主要包括：一是滿足航空運輸快速發展的需求；二是改進現有安全和安保等級；三是減少對環境的影響；四是確保所有空運管理系統的改進在經濟上是可行的。
NextGen計劃將分成三個階段實施：第一階段是充分利用現有技術改進航空系統，同時開展對新一代航空系統所需技術的研究；第二階段將致力於應用第一階段的研究成果；第三階段將擴大至全國範圍內運行。NextGen計劃預計到2025年完成，其基礎設施建設將耗資150億-220億美元。
據FAA預測，如果NextGen計劃能夠得到順利實施，到2020年其中期目標實現後，將減少41%的航班延誤，節約16億加侖燃油，減少1600萬噸二氧化碳排放，將給公眾帶來至少380億美元的收益。由於美國在世界航空領域的領先地位，該計劃對民機航電系統的未來發展產生了重大影響。
參會的世界航電巨頭霍尼韋爾公司副總裁Jack·Jacobs則從航電系統日益集成化、模塊化、智能化和網絡化的發展趨勢出發，提出了大數據時代航電系統研製中應該重點關注的問題。
其一，我們應該重點關注哪些數據。飛機上有多種多樣的數據，數量十分驚人。例如，波音747每次飛行大約能產生500GB的數據，這其中包括與飛機本身直接相關的數據以及天氣數據、地面監控數據等。面對如此海量的數據，我們如何進行整合，應首先重點關注哪些方面的數據，這是一個需要認真研究的問題。
其二，誰應擁有這些數據。這也是一個很重要的問題。如果你問波音或者空客，他們說是我製造了飛機，我的飛機產生了數據，所以我應該擁有這些數據。如果你問霍尼韋爾，霍尼韋爾說我的雷達產生了這些數據，所以我應該擁有這些數據。如果你問航空公司，他會說我買了這飛機，它飛來飛去產生了數據，所以我擁有這些數據。到底誰應擁有這些數據？這是我們必須要解決的一個問題。
其三，如何分析數據。現在，我們有雲計算，處理大數據的能力有了很大提高。但是，對於未經構建的海量散亂的數據，我們應該如何進行梳理和有效甄別？如何建立合理的邏輯結構？如何實現數據間的有效整合？如何實行關鍵數據的互通共享？目前，這些問題還沒有答案。
四是數據的安全問題。隨著網際網路和雲技術的發展，隨著飛機航電系統智能化水平的不斷提高，如何確保數據的安全也是一個重要的問題。近年來，一些網絡安全事故給我們敲響了警鐘。如何保證數據不受損害？如何保證數據不遭竊取？如何保證數據不被用於非法用途？這也是業界必須認真關注的問題。
對於航電系統的未來發展，儘管與會者在一些具體技術領域和技術環節方面存在一定分歧，但對總體趨勢的認知卻是基本一致的。
國家空管監視與通信系統工程技術研究中心首席專家張芷恩認為，未來航電系統的發展趨勢可以總結為「五化」：架構網絡化、硬體電子化、功能軟體化、作動電力化、控制智能化。
例如，航空電子通信導航監視和座艙儀表將以一種多模式的形態呈現，像多模式的衛星導航和無線電導航，多模式的無線電通信網絡，多模式的綜合監視、飛行管理、信息管理、航空器健康管理系統等。
目前，一些領域的發展已經取得了明顯成效。例如，作為可控撞地來說，我們可以通過綜合運用衛星導航系統、GPS著陸系統以及PBN、HUD、EFVS等先進技術手段，大幅降低飛行中的撞地風險。
此外，ADS-B技術的發展也值得關注。ADS-B系統由多個地面和機載站點構成，以網狀、多點對多點的方式完成數據雙向通信。ADS-B除了能為地面提供飛機的飛行數據外，還能為飛行員提供更加準確、實時的信息。這些信息主要包括飛機的位置信息、識別信息和類別信息等。現在，美國境內有近44%的飛機採用了ADS-B系統，FAA要求其國內飛機在2020年前全部安裝該系統。
來自美國L-3通訊公司的Stephane·Chartier介紹了我國成都至拉薩航線ADS-B監控項目和H15航線項目的進展情況。據介紹，應用此項技術後，可以縮短成都到拉薩的航線起飛許可間隔，增加空域流量，增強航線運載能力，提高航班正點率。目前，中國民用航空西北地區空中交通管理局啟動了H15航線ADS-B試驗項目，以測試該航線上飛機ADS-B系統的監視能力。
北京航空航天大學電子信息工程學院副院長熊華鋼在報告中指出，航電系統DIMA架構提高了數據和資源共享的能力和綜合靈活性。然而，航空電子資源是緊耦合的，虛擬資源只能在單獨的飛行器內共享，這就需要一種跨平臺的資源綜合和飛行器間的信息資源共享。因此，有必要引入航電雲的概念。
航電雲指在航空電子系統中引入雲計算概念以提高資源共享能力。為了繼續滿足航空電子應用的需求，需要在商業計算環境架構中引入若干改進。航電雲涉及的關鍵技術包括：精確全局時間、資源虛擬化、資源動態重配置、服務檢測與遷移、時鐘同步等。
昂際航電戰略和先進技術副總裁Mike·Ingram在發言中表示，作為GE航空與中航工業集團的合資公司，昂際航電有幸參與了C919航電系統的相關研發工作。與波音787一樣，C919的航電系統採用了最先進的IMA開放式架構，在優化設計和功能開發方面有著極大的潛力。我們希望能助力C919早日研製成功，實現雙方共同發展。
（文圖來源：中國商飛公司新聞中心，《大飛機》雜誌2015年第2期，文/魏冷）