淺談機載平顯設備的使用與維護

■ 蔣江濤 武立朋/中國飛行試驗研究院

0 引言

隨著信息顯示技術的不斷發展，新一代國產戰機形成了以“一平多下”即一臺衍射平視顯示器配合多個彩色多功能液晶顯示器為主的儀表板布局，為飛行員提供重要的人機交互界面，是戰機出勤及完成作戰使命的重要組成部分。典型的衍射平視顯示器（簡稱平顯或HUD）是一個綜合的光電顯示裝置，由顯示組件和電子組件兩部分組成。其中，顯示組件由光學系統（全息組合鏡、中繼光學鏡組、棱鏡反射鏡）以及陰極射線管（CRT），CRT 保護電路，自動亮度傳感器，高壓電源等組成，作用是將電子組件輸出的電信號轉換成可見的目視符號；電子組件主要由接口電路、符號發生器、信息處理電路、低壓電源等組成。系統工作時，電子組件的接口電路在處理機的控制下接收來自其他機載設備的數據、控制指令，生成可視的字符圖像信息，準直成像于飛行員正前方“無窮遠”處，其工作原理如圖1 所 示。

伴隨信息傳送技術的發展和作戰任務的需要，現代平顯可以通過光纖或總線與其他機載設備進行數據、視頻的傳輸，不僅生成字符顯示畫面，還可以生成字符和外視頻的疊加顯示畫面。此外，平顯與座艙視頻攝像機（CTVS）的融合，使平顯可攝取與平顯光軸平行的座艙前方外界景物，并將其轉換成可見光視頻圖像，輸出至機載數據記錄系統，供地面回放分析，從而對戰斗過程進行客觀、有效的評估，為進行下一步戰術決策提供可信的依據。

平顯作為人機之間信息交換的重要接口，安裝于飛行員的正前上方，略高出座艙，便于飛行員透過前風擋觀察外景和重要的飛行及作戰信息。平顯與機載設備的交聯關系如圖2 所示。

1 平顯的正確使用

1.1 平顯的安裝與校靶

平顯通過安裝支架與飛機上平臺剛性連接。飛機出廠前已完成安裝支架的機械校靶，平顯與安裝架之間通過多組定位銷/孔插入式精確安裝，在未動安裝架的情況下，更換機上平顯后不必重新進行校靶（用校靶鏡讀取平顯炮口中心與飛機基準之間的偏差量）。但由于平顯的校靶參數保存在自身的非易失存儲器中，因此平顯更換后仍需完成將校靶參數加載至新平顯中的工作。

1.2 平顯的工作溫度與時間

平顯的設計指標是在環境溫度為-45℃～+60℃、高度小于25000m 的范圍內正常工作。常溫狀態下，平顯通電2min 后應能正常工作，環境溫度較低時平顯的預熱時間會有所延長，但一般不會超過5min。常溫狀態下平顯的連續工作時間不應大于4h。環境溫度較高時，為確保平顯設備安全，應盡可能縮短平顯的連續工作時間。當環境溫度高于+70℃時，平顯的連續工作時間應控制在1h 之內。另外，因平顯的主要工作部件為陰極射線管（CRT），隨工作時間的增加其顯示性能呈明顯下降趨勢。故在地面非必要開啟平顯設備時，應單獨關閉平顯，以便將平顯的壽命更多地留做飛行使用，多數平顯CRT 部件的給定使用壽命為1000h。

1.3 平顯的開機、關機與調整

圖1 平顯工作原理圖

圖2 平顯與機載設備的連接關系框圖

開機前應確認正前方控制板上“平顯上電”開關處于斷開位置，以及正前方控制板上“平顯亮”旋鈕處于最小位置（部分機型已將兩個開關合二為一），然后再開啟平顯及與平顯相關的設備、正前方控制板上“平顯上電”開關，并通過“平顯亮”旋鈕調節亮度使畫面和外景清晰可辨。注意開機后不應直接將平顯亮度調至最高，以降低CRT 灼傷風險。在字符/視頻疊加顯示模式下，可以調節“光柵對比度”開關使對比度達到最佳。

與開機操作相對應，關機前應將“平顯亮”旋鈕逆時針轉動至極限位置，使平顯顯示亮度降至最暗再關閉平顯電源。注意不應在“平顯亮”旋鈕未逆時針旋轉至極限位置時直接將平顯斷電，易造成CRT 灼傷風險。

為達到最佳顯示效果，平顯設置了“自動”“手動”“白天”“夜晚”“對比度”等多種調節控制方式或模式。日常使用中，可根據環境亮度和明暗差別，調節亮度達到顯示畫面和外景目標都清晰可辨，不必將亮度調得過高。平顯長時間高亮度工作不僅降低產品性能、可靠性和壽命，還會造成使用者視覺疲勞或遲鈍，降低觀察外景目標的效果。若目視平顯時感到亮度刺眼，說明平顯亮度過高。

2 平顯的檢查與維護

機載平顯設備大多采用二級維修體制，即基層級（一線、用戶）和基地級（大修廠、廠家）。基層級的檢查與維護主要是對平顯進行安裝前、使用過程中的外觀、固定狀況（目視）、工作狀況（通電）的檢查，無需借助專用儀器和設備，將故障隔離和定位在LRU（外場可更換單元），排故手段往往是整體更換平顯。

2.1 目視檢查

首先，檢查平顯的各光學器件（全息組合鏡和防塵鏡、反光鏡、透鏡），不應有破裂和劃傷，不應有妨礙正常觀察的光斑、麻點、水斑、霉菌、指印、塵粒等附著物和裂紋。若發現光學器件有破裂或劃傷，或內部光學器件有明顯的無法去除的灰塵或污漬，應作故障件處理。外漏鏡頭及玻璃表面應無灰塵、污垢，若有則應使用竹/木棒纏繞高級脫脂棉蘸上光學清潔液擦拭干凈，不得用粗布擦拭。

其次，檢查平顯及安裝支架的固定螺栓，應安裝正確、無松動現象，保險良好，尤其是平顯校靶標記不應移位。若發現異常應及時維護，避免影響產品精度和可靠性。

再次，檢查平顯的電纜連接是否正確、牢靠，搭鐵線無折斷，接地可靠，檢查電纜防波套有無嚴重損傷。電纜插頭、插座應無裂紋，所有標記、數字、刻線均應正確、清晰。若發現異常應及時維護，避免誘發飛機或產品故障。

2.2 通電檢查

作為基層級的檢查與維護，平顯的通電檢查項目包括以下內容：

1）平顯能正常開機、關機。

2）開機后，執行系統維護自檢測，查看維護自檢測故障清單，不應有影響產品功能、性能或任務執行的故障出現。

3）檢查操縱平顯功能實現的各開關、旋鈕、按鍵的工作狀態是否正常，且平顯能響應其動作而進行相應的變化。

4）檢查平顯畫面應正常，各模式下顯示內容應完整、清晰，畫面無抖動、閃爍、扭曲等現象。

3 平顯常見故障的隔離與定位

平顯作為信息顯示的終端，其功能的實現依賴于顯控處理機和信息源設備狀態的好壞。僅某一數據顯示不正常或無顯示時，不可盲目判定平顯設備故障，問題可能出在信息源設備或顯控處理機上，或是出在信息源設備、顯控處理機、平顯三者之間的通信線路上，應首先查看機上信息源設備、顯控處理機、平顯設備的維護故障清單是否報出與故障現象相關的信息，以進行故障定位。也可通過切換兩臺顯控處理機，查看故障現象是否消失，來判定顯控處理機是否故障。如果切換顯控處理機后故障現象消失，說明是顯控處理機故障；如果切換顯控處理機后故障現象依舊，則應借助萬用表或專用測量設備檢測信息源設備、顯控處理機、平顯三者之間的通信線路是否存在短路、開路現象，并檢查通信線路的屏蔽層是否良好。

當平顯畫面出現視場壓縮，畫面扭曲成一點、橫線、豎線以及顯示畫面閃爍現象時，均可判定為平顯自身故障，可用切換任務管理處理機的方法進一步驗證。如果切換任務管理處理機后故障現象依舊，說明問題存在于平顯本身而非與其交聯的設備。這類故障一般由于設備內部的字符發生模塊、顯示驅動模塊故障所致，需返回廠家做進一步檢測、處理。

當維護故障清單報平顯各類總線通信故障、異常或與交聯設備通信中斷時，應加強對各類總線連接狀況的檢查，總線連接器應可靠連接，無松動、損毀現象，尤其是光纖連接器應清潔、無污漬；總線無折斷、嚴重擠壓、破損現象。排除線路問題后，這類故障一般是由設備內部的電子組件接線故障、數據處理模塊或母板故障導致，需返回廠家做進一步檢測、處理。

當平顯工作在字符與外視頻疊加顯示模式下出現畫面顯示不完整現象，如未疊加外視頻、未疊加字符時，一般是由于設備內部的字符發生模塊、數據處理模塊故障導致；若疊加畫面出現發虛、縮放，則是由于高壓電源或陰極射線管部件故障導致，均需返回廠家做進一步檢測、處理。

當平顯出現亮度或對比度調節不受控，如亮度不能自動或手動調節、對比度調節無變化時，應首先檢查平顯背景亮度傳感器是否故障，可通過用手遮擋亮度傳感器觀察平顯畫面亮度是否隨遮擋產生變化來判斷。若平顯亮度不隨亮度傳感器被遮擋而改變，則可判定平顯背景亮度傳感器故障，若平顯背景亮度傳感器正常，這類故障一般是由于設備內部的電子組件接線故障、顯示驅動模塊故障導致，需返回廠家做進一步檢測、處理。

4 結束語

作為人機之間信息交換的重要接口，現階段機載平顯設備在航空電子產品中仍屬故障多發產品，若故障出現在飛行階段，必然導致飛行任務的中斷，甚至影響飛行安全。因此，每一位地勤保障人員都有責任在日常工作中加強對機載平顯設備故障特點的總結和研究，做好機載平顯設備的檢查與維護，確保設備可靠運行，提高戰機出勤率。