● 摘要
通过人因学对座舱综合显示系统高效提升飞行员情景意识的需求作为切入，本文提出构建新型的集成主飞行显示器，它结合传统主飞行显示器信息与地形可视化、综合导航显示、外视法，以及空中飞行管道可视化等元素。配合利用四视图形式的座舱交通信息显示与三维综合自然环境显示等数据可视化方式，形成新型的符合人因学的座舱综合显示系统。本文着重研究综合显示系统中与空中飞行管道相关的内容。为提高飞行管道可视化在飞行器仪表系统中的提示性能，首次提出管道动态驱动策略，通过飞行管道的动态生成，加强飞行管道提示的灵活度；利用回旋螺线实现预测航迹平滑过渡，增强飞行员操纵时的舒适感；建立基于预测仿真和基于预估计算的飞行向量符，提供直观的操纵提示并降低操纵负担；采用管道提示其它航班预测航迹及尾涡威胁区域的手段，进一步提高飞行员的情景感知。为了验证综合显示系统的有效性，本文通过情景感知综合评估技术，对实验参与者在不同想定下进行测试，以获取系统最佳的显示方式；通过建立人的操作模型，并进行数字仿真评估，验证了管道驱动策略的可行性与航迹过渡策略的有效性，采用统计分析的方法获取最佳的向量符预测时间参数，并实现飞行管道在综合显示系统中的应用，验证了面向飞行操作的空中飞行管道设计。利用研究型飞行模拟器的平台，支撑座舱综合显示系统的开发与验证，将系统的设计、优化与开发有机地结合在一起。根据本文研究的指导思想，已有一套针对民用飞行模拟器与两套针对军用飞行模拟器的综合显示系统应用于模拟器的仿真平台中。