从飞豹断电看备份仪表的命运？

• 2012/1/11 14:10:28
• kjlzywz
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从飞豹夜航断电看当今飞机备份仪表的命运？

最近中央媒体报道了2011年12月9日，南海舰队航空兵夜航训练中，一架飞豹突然：舱内主警告灯闪亮，飞行控制系统自动关闭，显示屏黑屏，信号灯熄灭，随后，右发电机停止工作。但飞行员蒋江涛（前舱）、赵明月（后舱），沉着稳定，靠后舱飞行员用手电照着备份仪表，并指挥前舱，飞豹安全着陆，成功化解一次可能发生重大事故的故障隐患。

这里本人注意一个细节“备份仪表”，什么是备份仪表？一个争论已久的问题，重新回到现实，令人深思。

一. 现代电子数控飞机要不要保留老式仪表？

最早在飞机上使用综合数据显示屏（电子屏显）来显示飞行数据的，是民航客机。欧洲的Airbus空客飞机，先于波音采用电子综合显示器，开始是阴极射线管屏幕，后来改为黑白/彩色液晶屏。并率先推出完全电传操纵的A-330和A-340。像波音-747-200型以前一直是传统指针式仪表（机组需要5-6个人），到出现B-747-400型，波音才有真正的玻璃座舱，但仍是传统机械传动操纵（机组2-3人），直到B-777出现，波音才真正实现“电传操纵”（机组2人）,但波音公司坚持传统的驾驶盘位置，并不效仿空客左右座飞行员外侧单手握杆，就连B-787“梦幻”客机仍坚持采用，中置双手握驾驶盘。

飞机采用机载电脑和高度效率的信息数据系统，完全实现高技术自动控制，还需要“原始的”指针式仪表吗？两种思想长时间进行博弈。世界各国军用飞机发展也有这样的争论。美国第一代隐身F-117，完全使用老式仪表，历经多场战争，飞遍世界热点地区，安然无事。可到了更高级的F-22和F-35，实现全显，不备一块老式仪表，结果不灵了，接二连三的电子故障把设计者摔怕了，在军方强烈要求下，更改设计增加备份仪表势在必行。

我国三代机座舱如何？由于是机密不得而知。但本人手中有一些照片，可以参考，歼-10飞机座舱仪表板由“一平三显”组成，并在中下仪表板保留有11块老式仪表做备份。

1-01 上图为空军航空博物馆展出的歼-10座舱示意图（实拍于2009年11月19日），我们可以清楚看见驾驶杆前下方仪表板上的备份仪表。根据本人的经验分辨有：地平仪、升降速度表、飞行高度表、飞行速度表、综合罗盘航向仪（含侧滑仪）、发动机转速表、发动机温度表、滑油压力温度表、马赫数表、电流电压表、氧气压力表、座舱压力表和领航时钟（在主仪表板右上侧）等。可谓应有尽有。

下面是美国战斗机F-15和F-16不同型号飞机的座舱仪表面板，对比一下，就清楚备份仪表多重要。

1-02a. 上图为F-15A的座舱仪表，日本韩国目前都使用该型飞机，全部是直读式机械仪表，明显落后一代。

1-02b 上图为美制F-15E/F的座舱，改造后明显升级，三个综合显示屏（可显示32种控制页面）大大解放飞行员的负担，-E/F型为增强对地攻击型。但仍保留10多个老式仪表备份。

1-03a 上图为美制F16A座舱，其布局很有意思，以老式仪表为主居中布置（加上右侧的一共18个），两个攻击系统屏幕在两侧，当然，F-16最大变化是将驾驶杆改到座椅右侧（F-15在中间），这是欧洲战机早就采取的电传操纵布局。

1-03b 上图为F-16D型飞机，最明显的不同，两块综合屏显合并仪表板到中间，说明该机电子综合控制系统性能明显提高，已经居于主体地位，但保留的老式仪表一个没有少。由于没有找到最新对地攻击型F-16E/F的座舱图，无法在比较证明。

综上可见，无论军用民用，许多飞机还是选择保留老式仪表用来备份。

二. 现代客机逐步取消备份仪表？

在航空器上，必须把飞机、发动机及其他系统所测试的参数显示出来，以帮助飞行员及时了解，并正确操控飞机完成任务的，无论采取什么形式，性能稳定可靠是航空仪表的第一要素。

一般我们把指示飞行数据的设备叫仪表，它是由许多相关传感器和设备，把各个部位采集的数据收集起来，通过仪表板，展现飞行员面前。自从出现了电子综合处理系统，人们就把部分仪表显示由阴极射线管显示屏（现在是液晶显示屏）来代替，其明显的好处是，可以把原来众多单独仪表显示的信息，通过数字化处理集合在一块屏幕上，既便于飞行员观察，也便于机载电脑集中控制和监测，为飞机进一步自动控制打下基础。

早期的显示器都是机械式、电气式和机电伺服式的。上世纪70年代后期，出现了电子综合显示器，随着航空计算机数字技术日趋成熟，成为现代飞机的主要显示系统。有鉴于此，对显示飞行数据的仪表有了不同的称呼。业内通常把除数字屏显以外的仪表赋予不同称呼：（a）多数航空类教材称“指读”式仪表（由指针和刻度盘组成）；（b）航空爱好者称“老式”仪表；（c）一些航空专家也称“基础”仪表；（d）飞行人员则习惯叫“备份”仪表。本文选择“老式”仪表，更适合网友军迷的理解习惯。

老式仪表显示的数据，是利用测量部件间的相对运动来显示被测参数的数值，如指针+刻度盘、指针+刻度带、图形+标记、机械计数累加等，结构简单可靠，显示清晰并带有变化趋势指向性。一般一个仪表独自成立一体，除了电源电路，几乎互不干扰互不影响，飞行员需要点对点观察，独立判断分析，通过大脑构成飞机的总体运动形态。所以飞行经验是第一位重要的。老式仪表必然带来很大的局限性，外界大气千变万化，飞机运动五花八门、各系统工作千差万别，都显示在仪表上靠飞行员去甄别驾驭，所谓“点对点”观察就成为“一点对万点”难度可想而知。请看早期的波音B-747-200，四台发动机的远程客机的座舱是个什么样子？

1-04 上图为波音B747-200型远程客机的驾驶舱，全部是老式仪表，上下左右布满开关、电门、按钮。它的右后侧是空中机械师的座席，更是让你眼花缭乱，看下图。

1-04b 上图为空中波音B747-200机械师的工作座席，四台发动机就有四套各种各样显示，飞行员看不过来，都交给机械师了。

1-05 上图为美空军B-52D型战略轰炸机，八台强大的发动机，八个油门把手，八套发动机仪表，也必须全靠后面的两个机械师来处理。

但自从有了电子综合显示技术，各个系统都有各自的处理器，把处理过的数据传输给飞行管理计算机，经过集中处理过的数据再经过“字符信号发生器”，使综合电子屏显发亮并显示必要的图形，构成供飞行员参考的数据，而且是数字动态效果，形象逼真，条理清晰，彻底实现有电脑代替大脑的革命转变。

1-04c 上图为波音B-747-400型客机驾驶舱，仍然是四台发动机的远程客机，却宽敞明亮，六块大尺寸的液晶彩色显示屏，取代了90%的仪表，机组只需两名飞行员，就能飞遍全世界。

尽管如此，波音公司当时还是不敢取消老式仪表做备份。从上图上可以看到有5块老式仪表：地平仪、飞行速度表、飞行高度表、综合罗盘和风挡上沿的领航时钟。

1-06 上图为波音B-777-31宽体客机，到如此高科技的玻璃驾驶舱，仍保留了三块机电仪表：地平仪、高度表和速度表。不敢麻痹，以防万一。直到波音B-787“梦幻”客机，才彻底取消备份仪表。请看下图。

1-07 上图为 波音B-787“梦幻”客机驾驶舱，正仪表板四块宽屏显示器，左右各一块飞行员个人数据电脑屏幕，中间操纵台有四块操纵电脑，再也找不到备份仪表了。

1-08 上图为空客A-380“超级巨无霸”客机的驾驶舱。共使用了10快独立的显示屏，两个电传操纵杆一左一右，是空客的传统布局，显得飞行员面前异常宽敞，尤其飞行员大腿外侧的电脑屏幕格外人性化，要调取一些导航数据，着陆信息和计算编制新航线等，非常方便。看似没有保留备份仪表，但还是露出端倪，正前方两块小仪表，就是变形的机电地平仪和航向罗盘，可能更精确了但起码是独立工作的（不可转换的），根据原理凡不能联网变换的，都是独立仪表。另外，据朋友讲，前仪表板左右下角两个空园圈，据说也是老仪表，但有一个伸缩盖，必要时可打开（什么表不知道），有人说是音响，错了，工作重地怎能听音乐（要听也可以用耳机，放出声来会影响整个机组的）。

三. 战斗机能离开备份仪表吗？

对远航搭乘旅客而言，客机和驾驶员更大的责任是绝对保证安全，所以投入的智能高技术，远远大于军用飞机（包括：质量、数量和重量）。而战斗机不同，曾经有美国空军专家论述，如果把民用客机比作可重复使用的日用品，军用飞机只能算是“一次性”用品。言外之意，军机要打仗，在可用耐用中选择，不会按民用机要求去制造战斗机，可用性投入的资金大大超过耐用性。

战斗机的可用性包括：制空优越性、对地精确性、攻击智能性、导航自主性、通信数字化、指挥体系化等等，总之向小型化发展。至于耐用性，在规定的要求之内即可，不必追求过分的舒适豪华和过高的安全指标。军机和客机最大的区别是对飞机自身“自动控制”驾驶上，大型客机的机载飞行数据计算机足有数吨重，5-6个机柜，承载者成百上千个微处理器，光通风散热设备就够战斗机背一阵子。所以它才拥有如此豪华的“玻璃驾驶舱”。

在我的资料库里，各国战斗机座舱千篇一律，一大推老仪表，外加“一平两显”，有经验的人一看便知，那些老仪表是驾驶飞机（或备份驾驶仪表）的，“一平”是瞄准具了投影平显；“两显”（或三显）指综合显示屏，它可以完成基本的飞行驾驶指示，更多的是起到：攻击系统指示、电子地图显示、战场实时图像、作战导航引导等，适用于卫星通信导航、机载光电红外照射、机载雷达目标捕获。

请看部分三代机座舱图，它们大都保留老式仪表。

1-02b 上图为美制F-15E/F型飞机座舱。该机具有强大的对地攻击性能，典型的三屏显是美军对地攻击型标准配置，同时也保留了10多个老仪表。

1-02a 上图则为美制F-15A/B型飞机，现在日本、韩国都拥有此种飞机为主力战机，飞机表面看很威风，内部确实落伍亟待升级。一名飞行员要对付真么多的东西，还要打仗真不容易。

2-02a 上图为美制F-16A型飞机座舱，该机为日本、台湾所拥有主力战机。图中可见主操纵仪表都是老式仪表，并位居仪表板正中，攻击用屏幕分列两侧。但本人发现，F-16飞机的驾驶杆竟然在右侧，明显的游戏手柄状。这是典型的欧洲座舱布局风格。据说-A型并不是电传操纵，可能给今后升级打基础。还有一个优点，战斗机飞行员的正前方清净利索了。

2-02b 上图为美制F-16D型飞机座舱，该型最大变化，是将两个综合屏显放在中间并列，看来屏显在操纵飞机方面将起更大作用，分散了老仪表，但没有减少。台湾梦寐以求的“求购”就是它。由于只有两个综合屏显，表明该机以对空为主，美国主流对地攻击型，均为三屏布局。由于没有F-16E/F的座舱图，无法验证。

2-03 上图为神秘的F-117A隐身战斗机，如此高度机密的“夜莺”，看来也是充满老式仪表的座舱，没有一块综合屏显，不可理解。尽管它已经退役，但能得到它的遗照也很难得。可以想象，一名飞行员，驾驶这样的飞机，趁着夜幕，多次空中加油飞行上千公里偷袭“南斯拉夫”，也够他辛苦的。

2-04 上图为美国海军的F/A-18C“超级大黄蜂”飞机座舱，看来比F-16要简明些，三块大屏幕显示器，倒品字布局，中间夹着攻击系统的各种控制按钮。该机只有5-6快老仪表，其中本人最不可思议的是右边风挡框边上一块仪表（傍边有个黄色保险盖的），你知道是什么仪表吗？它是有数百年航海历史的指南针式罗盘仪，叫“水罗盘”，老一点的飞行员都见过它（不知现在的初教六还有吗？有知道的请告之）。它的原理是利用指南针原理，在一个密闭容器里（仪表盒）盛上液体（水），放进一个带磁性的刻度盘圈，由于它的永久指北性，在任何情况下（如断电），导航系统故障。“水罗盘”会像大海里的救星，帮你指明方向。尽管不准确，但它忠实可靠。没想到在如此先进的“超级大黄蜂”战机里，能发现如此古老的仪表，如果不写这篇帖子，还真发现不了呢。

2-04b 上图为美国海军的F/A-18D“超级大黄蜂”飞机座舱。比上面的-C型维护的要好些。请看，在右侧仍然有那个神奇的最原始的“水罗盘”。人家毕竟是海军，深信在大海上的保佑作用。

实在对不起，四代机的照片很难得到，不管歼-20还是F-22、F-35都没有。对于老仪表的命运，留到以后再定论。不管是保留还是取消，都有它的道理。不是“就怕万一”继续留着备份，就是高科技将它请出“历史舞台”，一切都有可能。

以两张三代半战机，欧洲EF-2000“台风”的座舱图作为本帖的最后疑问，这里已经找不到老仪表的的身影，难道战斗机已经开始走入全新境界？

2-05a 上图为两张不同来源的“台风”战斗机座舱，一个深刻印象：整洁、先进、简明。事物就这样，由简到繁，再由繁到简，提高到更新的高度。唯一感到奇怪的是，欧洲战斗机的驾驶杆，怎么又回归到中间传统位置？真是难捉么。

四. 后记。

讲了半天“老仪表”和“综合电子显示”，他们到底什么关系？请看下面的两组图片，本人就不再讲解了，很明白的。

（一）老仪表的主要代表。

1. 地平仪

2. 气压式高度表

3. 伺服式高度表

4. 无线电高度表

5. 无线电罗盘（NDB导航台指示）

6. 综合无线电罗盘

7. 水平位置指示仪

8. 无线电组合罗盘（着陆方位）

（二）民航客机上的“综合电子显示”仪。

1. B-747-400客机飞行姿态指示（飞行控制页面）

2. MD-11客机飞行姿态指示（飞行控制页面）

3. B-747-400客机水平位置指示（飞行导航页面）

4. MD-11客机水平位置指示（飞行导航页面）

5. MD-11客机发动机工作指示（3台发动机温度指示页面）

6. MD-11客机发动机工作指示（3台发动机供油系统工作指示页面）

说明：图片中带本人标志的为实拍；其他照片均来自朋友提供或网络下载。

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2012.1.12.编辑补充：

1. 本人曾经拍摄过成飞四代机F某某的座舱图（实比例模型），因为保密原因，选取遮挡较多的两张贡献大家，请原谅。

请注意，该丝带机为右侧手柄式电传操纵杆，和通体全景显示屏，很新意呀。

2.还有一张SU-35座舱图展览示意图（拍自珠海航展2010年11月），是不是也挺牛。

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3..感谢“第7楼 savage_zh ”回复发来的F-22、F-35座舱图 一并转载补充

（kjlzywz 解图：请注意上图 F-22 看来采取了操纵杆（手柄）右侧布局，打破美式飞机传统，向欧洲看齐）

（kjlzywz 解图：请注意上图 F-35 也是采取了操纵杆（手柄）右侧布局，可以说明一个问题，对电传操纵飞机，应该是最佳的选择。另外，咱们丝带机全景屏显和F-35有一拼呀，哈哈）。再次谢谢“第7楼 savage_zh ”

本文内容于 2012/1/12 17:19:31 被kjlzywz编辑