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案例：教练机人机界面 1.1 PC-21 教练机 PC-21 是瑞士皮拉蒂斯公司研制的一款新型教练机。前舱装有平视显示器，作为飞行时的主 显示器；前后舱仪表板各安装有 3 台 152×203mm 的液晶显示器（见图 1 ），中央的液晶 显示器为主显示器，飞行员可以通过显示器周边按键和正前方控制板按键控制两个液晶显示 器，分别显示导航、任务、系统以及战术数据；两台辅助备份显示器分别显示备份导航和发 动机数据。 1.2 EMB-314 “超级巨嘴鸟” EMB-314 是巴西航空工业公司研制的一种基础教练 / 轻型攻击机。该机前座舱安装有平视 显示器，前后舱各装有两台液晶显示器（见图 2 ），采用常规备份仪表。 1.3 KT-1 教练机 KT-1 教练机是韩国宇航公司研制的基础教练机。前舱安装有一台平视显示器，前后舱仪表 板上各装有 3 台多功能液晶显示器（见图 3 ）。 中间显示器为主显示器，显示飞机的主导 航信息，左显示器主要显示飞机状态信息，右显示器主要显示发动机数据。 备份显示为一 台 3 英寸液晶显示器，无常规备份仪表。 1.4 T-6A “德克萨斯人 Ⅱ ”教练机 T-6A “德克萨斯人 Ⅱ ”教练机是美国比奇飞机公司在瑞士皮拉蒂斯公司 PC-9 教练机基 础上发展的全特技初级教练和导航员教练机。每个座舱安装有两台 5 英寸的有源矩阵液晶 显示器（见图 4 ），上方的显示器为垂直画面显示器，显示飞机的姿态、角速度和定位 / 下滑信标偏移，下方显示器为水平画面显示器，显示航向、定位 / 下滑信标偏移、远距地 图；另装有小型多功能显示器，提供发动机和辅助仪表显示；备份仪表包括姿态、空速、转 弯侧滑仪和应急磁罗盘。 1.5 T-6B “德克萨斯人 Ⅱ ”教练机 T-6B 教练机是在 T-6A 教练机基础上换装先进版综合航电的型号，与 T-6A 的主要区别如 下： 1) 增加平视显示器； 2) 增加正前方控制板； 3) 增加综合备份显示器； 4) 换装 3 台 6×8 英寸液晶显示器（见图 5 ）； 5) 取消综合告警显示器； 6) 取消常规备份仪表。 2 教练机人机界面需求分析 2.1 飞行员的人机界面需求 飞行员是飞机控制的决策者和操作者，控制显示设备是飞机控制的输入端和执行者，对 于飞行操纵，这两者的关系是紧密结合在一起的。 因此，首先需要对两者的需求关联性进 行分析。飞行员首先是作为一个有机生命体存在，其获得外界信息绝大部分是通过眼睛实现， 眼睛识别出各种颜色、文字、数字，这些信息经过大脑的分析，转换成飞行员对这些信息的 判断， 从而帮助飞行员作出决策； 飞行员的决策主要通过座舱内的控制设备实现，通过对 各种控制设备上的按键、旋钮、开关的操作，将飞行员的意图传递给飞机的各个系统。飞行 员对人机界面的主要需求见表 1 。 2.2 显示界面的需求 飞行信息显示的发展已经历五代，分别为简单的机械电气仪表、机电伺服仪表、综合指 引仪表、电子显示仪表和综合电子显示系统。按仪表的指示方式可划分为仪表指示、综合显 示，相应的飞行员飞行方式可划分为目视飞行、仪表飞行、平显飞行和头显飞行。早期飞机 主要采用独立式的机械电气仪表、机电伺服仪表、综合指引仪表，这些显示设备密密麻麻的 分布在飞机座舱内仪表板、操纵台上，飞行员在飞行过程中需要经常通过转移视线或转动头 部，将注意力从观察外界转移到观察座舱显示，以获取飞机状态信息和态势信息，这对于需 要高度保持警觉性的飞行员来说是一件痛苦的事情。飞行员需要不断的转移注意力和转动头 部，在实际作战时很可能在瞬间没有注意到重要的外界信息，而且必须有良好的记忆能力， 在 4 至 5 秒内观察、判读、记忆大量的飞行信息，同时根据这些飞行信息作出必要的判断。 飞行员的正前方视野是最好的显示区域，受不同年代航空电子技术的限制，这块区域长期被 瞄准具占据，只能在攻击时提供有限的瞄准信息，无法在整个飞行过程中向飞行员提供综合 性的显示信息。平显的出现， 开始充分利用这一区域提供综合显示信息，把飞行员的主要 注意力从座舱内转移到座舱外，初步解决了飞行员内外视矛盾和信息综合显示问题。以平显 为分界线，前后形成两种飞行习惯，即“数据保持”习惯和“情景意识”习惯。 数据保持：在飞行过程中，保持某一个数据在一定范围或在某一个飞行时间内保持速度、 高度或航向等参数的某一个值不变，易使飞行员的注意力集中在座舱内，不利于形成情景意 识（即不利于作战）。情景意识：通过对当前飞行状态的认知，对未来飞机运动趋势进行预 判， 以及对期望达