淺談機(jī)載平顯設(shè)備的使用與維護(hù)

■ 蔣江濤 武立朋/中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院

0 引言

隨著信息顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，新一代國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)形成了以“一平多下”即一臺(tái)衍射平視顯示器配合多個(gè)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(jī)交互界面，是戰(zhàn)機(jī)出勤及完成作戰(zhàn)使命的重要組成部分。典型的衍射平視顯示器（簡(jiǎn)稱(chēng)平顯或HUD）是一個(gè)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(xué)系統(tǒng)（全息組合鏡、中繼光學(xué)鏡組、棱鏡反射鏡）以及陰極射線管（CRT），CRT 保護(hù)電路，自動(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)的目視符號(hào)；電子組件主要由接口電路、符號(hào)發(fā)生器、信息處理電路、低壓電源等組成。系統(tǒng)工作時(shí)，電子組件的接口電路在處理機(jī)的控制下接收來(lái)自其他機(jī)載設(shè)備的數(shù)據(jù)、控制指令，生成可視的字符圖像信息，準(zhǔn)直成像于飛行員正前方“無(wú)窮遠(yuǎn)”處，其工作原理如圖1 所 示。

伴隨信息傳送技術(shù)的發(fā)展和作戰(zhàn)任務(wù)的需要，現(xiàn)代平顯可以通過(guò)光纖或總線與其他機(jī)載設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)、視頻的傳輸，不僅生成字符顯示畫(huà)面，還可以生成字符和外視頻的疊加顯示畫(huà)面。此外，平顯與座艙視頻攝像機(jī)（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(zhuǎn)換成可見(jiàn)光視頻圖像，輸出至機(jī)載數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，供地面回放分析，從而對(duì)戰(zhàn)斗過(guò)程進(jìn)行客觀、有效的評(píng)估，為進(jìn)行下一步戰(zhàn)術(shù)決策提供可信的依據(jù)。

平顯作為人機(jī)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(guò)前風(fēng)擋觀察外景和重要的飛行及作戰(zhàn)信息。平顯與機(jī)載設(shè)備的交聯(lián)關(guān)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(guò)安裝支架與飛機(jī)上平臺(tái)剛性連接。飛機(jī)出廠前已完成安裝支架的機(jī)械校靶，平顯與安裝架之間通過(guò)多組定位銷(xiāo)/孔插入式精確安裝，在未動(dòng)安裝架的情況下，更換機(jī)上平顯后不必重新進(jìn)行校靶（用校靶鏡讀取平顯炮口中心與飛機(jī)基準(zhǔn)之間的偏差量）。但由于平顯的校靶參數(shù)保存在自身的非易失存儲(chǔ)器中，因此平顯更換后仍需完成將校靶參數(shù)加載至新平顯中的工作。

1.2 平顯的工作溫度與時(shí)間

平顯的設(shè)計(jì)指標(biāo)是在環(huán)境溫度為-45℃～+60℃、高度小于25000m 的范圍內(nèi)正常工作。常溫狀態(tài)下，平顯通電2min 后應(yīng)能正常工作，環(huán)境溫度較低時(shí)平顯的預(yù)熱時(shí)間會(huì)有所延長(zhǎng)，但一般不會(huì)超過(guò)5min。常溫狀態(tài)下平顯的連續(xù)工作時(shí)間不應(yīng)大于4h。環(huán)境溫度較高時(shí)，為確保平顯設(shè)備安全，應(yīng)盡可能縮短平顯的連續(xù)工作時(shí)間。當(dāng)環(huán)境溫度高于+70℃時(shí)，平顯的連續(xù)工作時(shí)間應(yīng)控制在1h 之內(nèi)。另外，因平顯的主要工作部件為陰極射線管（CRT），隨工作時(shí)間的增加其顯示性能呈明顯下降趨勢(shì)。故在地面非必要開(kāi)啟平顯設(shè)備時(shí)，應(yīng)單獨(dú)關(guān)閉平顯，以便將平顯的壽命更多地留做飛行使用，多數(shù)平顯CRT 部件的給定使用壽命為1000h。

1.3 平顯的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)與調(diào)整

圖1 平顯工作原理圖

圖2 平顯與機(jī)載設(shè)備的連接關(guān)系框圖

開(kāi)機(jī)前應(yīng)確認(rèn)正前方控制板上“平顯上電”開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)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(jī)型已將兩個(gè)開(kāi)關(guān)合二為一），然后再開(kāi)啟平顯及與平顯相關(guān)的設(shè)備、正前方控制板上“平顯上電”開(kāi)關(guān)，并通過(guò)“平顯亮”旋鈕調(diào)節(jié)亮度使畫(huà)面和外景清晰可辨。注意開(kāi)機(jī)后不應(yīng)直接將平顯亮度調(diào)至最高，以降低CRT 灼傷風(fēng)險(xiǎn)。在字符/視頻疊加顯示模式下，可以調(diào)節(jié)“光柵對(duì)比度”開(kāi)關(guān)使對(duì)比度達(dá)到最佳。

與開(kāi)機(jī)操作相對(duì)應(yīng)，關(guān)機(jī)前應(yīng)將“平顯亮”旋鈕逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至極限位置，使平顯顯示亮度降至最暗再關(guān)閉平顯電源。注意不應(yīng)在“平顯亮”旋鈕未逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)直接將平顯斷電，易造成CRT 灼傷風(fēng)險(xiǎn)。

為達(dá)到最佳顯示效果，平顯設(shè)置了“自動(dòng)”“手動(dòng)”“白天”“夜晚”“對(duì)比度”等多種調(diào)節(jié)控制方式或模式。日常使用中，可根據(jù)環(huán)境亮度和明暗差別，調(diào)節(jié)亮度達(dá)到顯示畫(huà)面和外景目標(biāo)都清晰可辨，不必將亮度調(diào)得過(guò)高。平顯長(zhǎng)時(shí)間高亮度工作不僅降低產(chǎn)品性能、可靠性和壽命，還會(huì)造成使用者視覺(jué)疲勞或遲鈍，降低觀察外景目標(biāo)的效果。若目視平顯時(shí)感到亮度刺眼，說(shuō)明平顯亮度過(guò)高。

2 平顯的檢查與維護(hù)

機(jī)載平顯設(shè)備大多采用二級(jí)維修體制，即基層級(jí)（一線、用戶(hù)）和基地級(jí)（大修廠、廠家）?；鶎蛹?jí)的檢查與維護(hù)主要是對(duì)平顯進(jìn)行安裝前、使用過(guò)程中的外觀、固定狀況（目視）、工作狀況（通電）的檢查，無(wú)需借助專(zhuān)用儀器和設(shè)備，將故障隔離和定位在LRU（外場(chǎng)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(xué)器件（全息組合鏡和防塵鏡、反光鏡、透鏡），不應(yīng)有破裂和劃傷，不應(yīng)有妨礙正常觀察的光斑、麻點(diǎn)、水斑、霉菌、指印、塵粒等附著物和裂紋。若發(fā)現(xiàn)光學(xué)器件有破裂或劃傷，或內(nèi)部光學(xué)器件有明顯的無(wú)法去除的灰塵或污漬，應(yīng)作故障件處理。外漏鏡頭及玻璃表面應(yīng)無(wú)灰塵、污垢，若有則應(yīng)使用竹/木棒纏繞高級(jí)脫脂棉蘸上光學(xué)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(yīng)安裝正確、無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，保險(xiǎn)良好，尤其是平顯校靶標(biāo)記不應(yīng)移位。若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)維護(hù)，避免影響產(chǎn)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(wú)折斷，接地可靠，檢查電纜防波套有無(wú)嚴(yán)重?fù)p傷。電纜插頭、插座應(yīng)無(wú)裂紋，所有標(biāo)記、數(shù)字、刻線均應(yīng)正確、清晰。若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)維護(hù)，避免誘發(fā)飛機(jī)或產(chǎn)品故障。

2.2 通電檢查

作為基層級(jí)的檢查與維護(hù)，平顯的通電檢查項(xiàng)目包括以下內(nèi)容：

1）平顯能正常開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)。

2）開(kāi)機(jī)后，執(zhí)行系統(tǒng)維護(hù)自檢測(cè)，查看維護(hù)自檢測(cè)故障清單，不應(yīng)有影響產(chǎn)品功能、性能或任務(wù)執(zhí)行的故障出現(xiàn)。

3）檢查操縱平顯功能實(shí)現(xiàn)的各開(kāi)關(guān)、旋鈕、按鍵的工作狀態(tài)是否正常，且平顯能響應(yīng)其動(dòng)作而進(jìn)行相應(yīng)的變化。

4）檢查平顯畫(huà)面應(yīng)正常，各模式下顯示內(nèi)容應(yīng)完整、清晰，畫(huà)面無(wú)抖動(dòng)、閃爍、扭曲等現(xiàn)象。

3 平顯常見(jiàn)故障的隔離與定位

平顯作為信息顯示的終端，其功能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于顯控處理機(jī)和信息源設(shè)備狀態(tài)的好壞。僅某一數(shù)據(jù)顯示不正?；驘o(wú)顯示時(shí)，不可盲目判定平顯設(shè)備故障，問(wèn)題可能出在信息源設(shè)備或顯控處理機(jī)上，或是出在信息源設(shè)備、顯控處理機(jī)、平顯三者之間的通信線路上，應(yīng)首先查看機(jī)上信息源設(shè)備、顯控處理機(jī)、平顯設(shè)備的維護(hù)故障清單是否報(bào)出與故障現(xiàn)象相關(guān)的信息，以進(jìn)行故障定位。也可通過(guò)切換兩臺(tái)顯控處理機(jī)，查看故障現(xiàn)象是否消失，來(lái)判定顯控處理機(jī)是否故障。如果切換顯控處理機(jī)后故障現(xiàn)象消失，說(shuō)明是顯控處理機(jī)故障；如果切換顯控處理機(jī)后故障現(xiàn)象依舊，則應(yīng)借助萬(wàn)用表或?qū)Ｓ脺y(cè)量設(shè)備檢測(cè)信息源設(shè)備、顯控處理機(jī)、平顯三者之間的通信線路是否存在短路、開(kāi)路現(xiàn)象，并檢查通信線路的屏蔽層是否良好。

當(dāng)平顯畫(huà)面出現(xiàn)視場(chǎng)壓縮，畫(huà)面扭曲成一點(diǎn)、橫線、豎線以及顯示畫(huà)面閃爍現(xiàn)象時(shí)，均可判定為平顯自身故障，可用切換任務(wù)管理處理機(jī)的方法進(jìn)一步驗(yàn)證。如果切換任務(wù)管理處理機(jī)后故障現(xiàn)象依舊，說(shuō)明問(wèn)題存在于平顯本身而非與其交聯(lián)的設(shè)備。這類(lèi)故障一般由于設(shè)備內(nèi)部的字符發(fā)生模塊、顯示驅(qū)動(dòng)模塊故障所致，需返回廠家做進(jìn)一步檢測(cè)、處理。

當(dāng)維護(hù)故障清單報(bào)平顯各類(lèi)總線通信故障、異常或與交聯(lián)設(shè)備通信中斷時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各類(lèi)總線連接狀況的檢查，總線連接器應(yīng)可靠連接，無(wú)松動(dòng)、損毀現(xiàn)象，尤其是光纖連接器應(yīng)清潔、無(wú)污漬；總線無(wú)折斷、嚴(yán)重?cái)D壓、破損現(xiàn)象。排除線路問(wèn)題后，這類(lèi)故障一般是由設(shè)備內(nèi)部的電子組件接線故障、數(shù)據(jù)處理模塊或母板故障導(dǎo)致，需返回廠家做進(jìn)一步檢測(cè)、處理。

當(dāng)平顯工作在字符與外視頻疊加顯示模式下出現(xiàn)畫(huà)面顯示不完整現(xiàn)象，如未疊加外視頻、未疊加字符時(shí)，一般是由于設(shè)備內(nèi)部的字符發(fā)生模塊、數(shù)據(jù)處理模塊故障導(dǎo)致；若疊加畫(huà)面出現(xiàn)發(fā)虛、縮放，則是由于高壓電源或陰極射線管部件故障導(dǎo)致，均需返回廠家做進(jìn)一步檢測(cè)、處理。

當(dāng)平顯出現(xiàn)亮度或?qū)Ρ榷日{(diào)節(jié)不受控，如亮度不能自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)、對(duì)比度調(diào)節(jié)無(wú)變化時(shí)，應(yīng)首先檢查平顯背景亮度傳感器是否故障，可通過(guò)用手遮擋亮度傳感器觀察平顯畫(huà)面亮度是否隨遮擋產(chǎn)生變化來(lái)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(lèi)故障一般是由于設(shè)備內(nèi)部的電子組件接線故障、顯示驅(qū)動(dòng)模塊故障導(dǎo)致，需返回廠家做進(jìn)一步檢測(cè)、處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為人機(jī)之間信息交換的重要接口，現(xiàn)階段機(jī)載平顯設(shè)備在航空電子產(chǎn)品中仍屬故障多發(fā)產(chǎn)品，若故障出現(xiàn)在飛行階段，必然導(dǎo)致飛行任務(wù)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(zé)任在日常工作中加強(qiáng)對(duì)機(jī)載平顯設(shè)備故障特點(diǎn)的總結(jié)和研究，做好機(jī)載平顯設(shè)備的檢查與維護(hù)，確保設(shè)備可靠運(yùn)行，提高戰(zhàn)機(jī)出勤率。