飞行管理系统介绍.doc

飞行管理系统介绍一、飞行管理系统（FMC）组成和基本功用（一）、飞行管理系统（FLIGHT MANAGEMENT SYS）由五个分系统组成：1、飞行控制系统（DFCS）包括自动驾驶（A/P）和飞行指引（F/D），其核心为两台飞行控制计算机，该系统用于自动飞行控制（FCC）和飞行指引。2、自动油门系统（A/T）其核心是一台自动油门计算机和两台发动机油门操纵的伺服机构，A/T提供从起飞到着陆全飞行过程的油门控制。3、飞行管理计算机系统（FMCS）其核心是一台飞行管理计算机FMC和两台控制显示组件CDU，它用于从起飞到进近的几乎全部飞行过程的横向（LATERAL）剖面和纵向（VERTICAL）剖面的飞行管理。我部的34N型飞机装有两部FMCS，这使飞行管理系统的可靠性更高。4、惯性基准系统（IRUS）其核心为两台惯导基准组件IRU，其主要功用为提供飞机的姿态基准和定位参数，也可用于飞机自备、远距导航。5、电子飞行仪表系统（EFIS）33A和34N型飞机装备的是电子飞行仪表系统，3T0型飞机装备的还是旧式的机械式仪表。由于飞行仪表的电子化，逐渐淘汰老式的机械式仪表，而电子飞行仪表必须有相应的字符，符号等图形信号发生器，以提供阴极射线管CRT或液晶LCD显示。EFIS就是起这个作用的电子式飞行仪表显示系统，它主要包括两台符号发生器（EFIS SG）和两套姿态指引仪（EADI）、两套水平状态指示器（EHSI）。（二）、飞行管理系统的基本作用：这套系统技术先进，设备量大，承担的任务多，其中最根本的功用是：1、实现飞行的自动化，大大减轻了飞行员的工作负担，减少人为操作所不可避免的差错和失误。2、实现飞行全程的优化：（1）起飞阶段（TO）根据飞机的全重和环境温度提供最佳目标推力。（2）爬升降段（CLB）提供最佳爬升剖面：包括爬升点，阶段爬升的设置，目标推力和目标空速的设定。（3）巡航（CRZ）提供最佳高度和巡航速度，以及大圆航线和导航系统的选择和自动调谐。（4）下降阶段（DSE）提供下降顶点，目标下降速度和分段，以充分利用飞机高度下降所得到的动能，并以最佳的高度，速度和距离转入进近阶段。（5）进近（APP）确定飞机在五边进近基准点时的高度、空速和距离。飞行的优化不仅得到最合理的飞行路径，节省燃油和飞行时间，而且飞机机体的损耗率最少。3、实现自动着陆由于有两套自动驾驶通道，具有余度通道，借助仪表着陆系统可实现类气象标准的自动着陆（决断高度50英尺，跑道能见距离700英尺）和自动复飞。二、FMC控制飞行过程工作概述飞行过程可归纳为正常程序和辅助正常程序1、正常程序所谓正常程序就是自动飞行的标准程序，可分为如下七个飞行阶段：（1）起飞TAKE OFF在完成起飞前准备后，只要按压TO/GA开关，即开始起飞程序，此时推力杆自动前进到起飞目标N1值，当飞机滑跑达到60节时，F/D指令杆提供俯仰指令，起飞后400英尺RA高度以上，A/P衔接，同时选择L NAV（水平导航）和V NAV（垂直导航）方式，当此二方式衔接有效时，则飞机纳入FMC的飞行控制，完全按照FMC计划的航路和飞行剖面自动飞行。（2）爬升CLIMB在CLB阶段，FMC控制A/P和A/T，可有四种爬升方案供选用：最经济；最快爬升速率；最大爬升角以及选定的空速。一般如无特定要求选“经济方式”。另外还有“N1减推力方式”可供选用，在飞机轻负荷又飞行条件好的情况下，通过输入假定温度以得到减推力N1值，这样省油和延长发动机的使用寿命。如无人为超控，FMC还自动遵守高度低于10000英尺，空速不超过250节的限制（这是防止噪音污染的规定）。（3）改平LEVEL OFF飞机爬高达到FMC高度，在FMC控制下，飞机会自动平稳过渡到在预选高度平飞状态，速度也随之调整，使飞行保持最优化。（4）巡航CRUIZE巡航阶段占据飞行的大部分时间和里程，经济性考虑占第一位，飞行高度和飞行速度的最优配合是获得最佳经济性的决定因素。因此FMC连续计算最佳高度和速度，预测燃油余量和到达时间。并根据导航数据库信息，自动选择并自动调谐地面的导航台，飞机沿预选航路一直飞行到截获APP为止。（5）下降DSE过早或过晚的下降不仅对燃油消耗的经济性，而且对正确转入APP阶段都有重要影响，所以FMC计算出最佳的下降顶点。在V NAV方式时，如飞行员已在MCP上选择了一个低的高度。则飞机将自动从下降顶点开始下降，下降高度和速度限制（包括10000英尺，250节限制）会自动遵守。（6）进近APP进近时，如两个通道都衔接在A/P方式，此时飞机交由LOC和G/S引导，FMC使命结束。（7）复飞GA按压TO/GA开关，当飞机在空中状态就进入复飞方式，此时推力手柄自动移动到GA目标推力位置，并保持N1限制值，而A/P和F/D则保持航向，并使机头上仰15（GA状态）2、辅助正常程序辅助正常程序是一种半自动的飞行程序，飞行员可在任何时候选用，它的不同之处在于：（1）升降方式：可选用高度层改变（LVL CHG），垂直速度（V/S）和人工驾驶盘操纵（CWS）等三种方式中的一种。（2）改平与巡航方式均使用MCP速度为基准。（3）进近时：只可使用单通道的A/P或F/D，不可自动着陆。在LOC和G/S引导作人工着陆。（4）复飞：只F/D提供复飞指令，人工复飞。如A/P衔接，此时它自动脱开。三、飞行管理计算机系统1、 飞行管理计算机系统部件的安装位置FMCS跳开关在P18-2和P6-1板FMC在E1-2架DAA在E1-2架CDU在P9板燃油加法器在副驾驶侧壁板上N1指示器和推力方式告示牌在发动机主参数显示器上DFCS方式控制面板在P7板FMC数据转录组件和数据库装载组件在P18板旁边2、功用飞行管理计算机系统（FMC）根据预先选择的航路和性能数据要求，同飞行中飞机上的传感器向计算机提供的实际导航和性能数据进行计算比较，然后发出指令控制自动飞行控制系统（DFCS）、自动油门（A/T），以最经济、最合理的速度和巡航高度引导飞机全程飞行。FMC系统还为飞行员提供杰普逊航图，以及对无线电导航系统进行自动调谐。能大大减轻飞行员的工作负担，并以最佳性能来管理飞机飞行。3、飞行管理计算机（FMC）FMC由三台微处理器、电源组件组成。计算机的电路按功能被分配在几块相互独立的电路板上，三台微处理器在结构上是相互独立的，所以一个部件丧失功能不会影响其它部件的工作。计算机内部采取ARINC 600进行数据联系。 FMC用115VAC单相交流电，由供电组件供电。FMC能同时处理28条ARINC429输入和14条ARINC429输出数据。所有的输出都是相对独立的，一部分的故障不会影响其它部分的输出。FMC根据输入的各种数字和离散数据，以及来自性能数据库和导航数据库的数据进行性能数据、导航数据、引导数据处理和计算，然后用ARINC 429向相应的系统发出指令。FMC计算机内装自检设备。FMC的自检分为工作监控和电源接通自检两种。正常工作时，不管在空中还是地面，一直不断对设备进行自测试。它能对FMC、CDU以及与FMC接口的各种传感器系统和部件进行连续监控。自检不仅能对计算机的硬件设备进行检查，还能对微处理器指令以及数据库软件进行比较检查。四、FMC的控制和显示FMC是通过CDU进行控制，CDU是FMC进行人机联系的一个重要部件。FMC包括两台CDU，各CDU都能独立工作，共同控制FMC的工作。可以用任一台CDU输入系统数据。（一）、CDU的组成CDU由键盘、阴极射线管（CRT）、微处理器、接收来自FMC信息的接收器、控制字符产生和显示的内部控制器、高低压电源等。（二）、CDU的显示屏CDU的前面板上部是一个5英寸的CRT屏幕，其上粘贴一块玻璃光线过滤器。CRT的数据区域共14行，每行24个字符，这些字符都由FMC控制。显示屏上的第一行为标题行。它显示该页的标题。其中前面5个字符位置是数据状态显示。只有少数几个与飞行计划有关的显示页上，该数据状态才有显示。该处显示分两种方式，即实行（ACT）方式或修改（MOD）方式。它表明当时飞行计划是已实施了的，还是对原来的飞行计划进行的修改。若该区空白，则表明显示信息还没有实施或并不是与飞行计划有关的页面。接下来的14个字符位置是标题组，用以识别所显示页面的内容，第一行最后剩下的5个字符位置留作页码和分页面显示。显示屏的最后一行是暂存行。它暂时存放并显示人工用键盘输入的数据以便审核或修改，确认无误。也可用于行之间数据交换、调出时的暂时存放，以及显示故障信息，操作警告和提醒信息等。显示屏中间的12行为数据显示区域，显示飞行的各工作数据，飞行动态，可供选择的数据信息清单，自检信息等。（三）、字母、数字键CDU前面板的下半部是字母、数字键，包括26个方形字母键和10个圆形数字键，以及删除键（DEL）、清除键（CLR）、撇号键（/）、小数点键（.）和符号改变键（+/-）。字母数字键提供操作者用来向系统输入数据。例如：输入方式所必需的原始数据和航路点代码、坐标等，也可用来对飞行计划进行修改。所有通过安母/数字键输入的内容首先出现在暂存行。在暂存行可以用CLR键对内容进行编辑和清除，轻触一下CLR键，将清除暂存行最后一个字符，若按住保持1秒，就清除整个暂存行内的信息。字母/数字键中还有三个键有较特殊用途：撇号（/）键用来把不同类型数据分开，用来进行多重可变数据输入的地方，如规定爬高速度可使用目标空速和马赫数（300/780）。小数点键用于小数点数据输入，正负号键输入数据号。（四）、飞行方式和功能键屏幕下面是13个方式/功能键。它代表飞机在飞行中的最大工作能力。在飞行前利用这些键可使飞行员作飞行计划。起飞后使用这些键监控飞机各阶段的飞行方式和当前飞行状态。1、飞行阶段键（FLIGHT PHASE KEYS）飞行方式键包括爬升（CLB）、巡航（CRZ）、下降（DES）三个键。（1）、爬升键（CLB）显示当时的或备用的爬升方式，以供飞行员进行航段选择检查，也可以输入爬升顶点的高度作为空速/高度限制值。（2）、巡航键（CRZ）显示当时的或备用的巡航方式。供飞行员进行航段选择和检查，提供最佳巡航高度，分段爬升和进入紊流时所适用的目标N1值的显示。（3）、下降键（DES）显示当时或备用的下降方式，以供飞行员进行航段选择和检查，也可输入下降顶点高度，它与机场规定的速度/高度限制有关。还提供飞行航迹角（EPA），垂直速度（V/S）和垂直方位信息（VERTICAL BEARING）。2、功能键（1）、起始/基准键（INIT/REF）用来进入FMC起始数据页，基准数据页和维护页。（2）、直飞/切入键（DIR/INTC）供飞行员选择直飞某个航路点或在某个选定的航路点切入预选航道。（3）、N1限制键（N1 LIMIT）人工输入发动机N1限制值，也可用来选择减推力N1限制值。（4）、航路键（RTE）用来进入航路（RTE）页，航路页用来调出航路计划数据，显示和输入航路数据到FMC去。（5）、航段键（LEGS）显示整个飞行计划中每个航段的详细数据，包括横向和纵向剖面的航向、距离、高度和速度等，也能接受操作者输入的航段数据。（6）、航路点键（FIX）显示当前位置到某个预先输入的特定航路点的距离和方位。（7）、离场/进近键（DEP/APP）用来进入离场/进场页，用于选择起飞或目的地机场的跑道数据和离场进场程序。（8）、等待键（HOLD）用于在指定的航路点作等待飞行时，等待航线的制定。（9）、进程键（PROG）用于显示当前飞行状态信息，例如预计到达时间，到下个航路点时的剩余燃油量，无线电导航设备的调谐状态，风向、风速和航迹误差等。（10）、执行键（EXEC）用于把FMC显示的数据结合进现行的飞行计划。即可用来使现行飞行计划生效，修改现行的飞行计划，修改现行的引导方式，也可在现行的飞行计划、引导方式和数据库上插入数据，只有在执行键上的矩形框亮后，执行键才起作用。3、页选键页选键前页（PREV PAGE）和下页（NEXT PAGE）两键，大多数的显示页上有两页以上，页数和页号在右上角显示，如表示总共有两页，本页是第一页。可以用这两个键进行翻页，每个页选键是循环连续的。用前页键翻到该页面的第一页后，再按前页键会翻到该页面的最后一页，反之若用下页键则从该页面的最后一页翻到第一页。4、暂存行和行选键所有人工输入的数据首先在暂存行显示。在暂存行，输入的数据可用来核实是否正确，必要时还可以用编辑。按压行选键，那么暂存行内有效的数据便会转入与该行选键相对应的数据行内。原来在该行的数据被清除。暂存行也再次空白。若暂存行空白，按行选键，可以把与该行选键相对应的数据复制到暂存行。若在数据区与行选键对应的数据行内不是可复制的数据，而是可供选择的一些页面标题，此时按相应的行选键，就显示该标题的页面。行选键共12个，分布在显示屏两例，每侧各6个，它们和数据显示区的第3、5、7、9、11、13行对齐，数据输入并不是随便哪一行都可以，仅仅是那些允许或要求输入该数据，且有显示符提示生效的那些行。行选键的功能是有限制的。在许多页面，大多数行的内容既不能选择，也不能输入，更不能被删除。至于在哪些页面上哪些行有选择、输入的功能完全由软件控制，以免在误操作下输入错误数据或把需要的数据无意删除。5、删除键删除键用来删除数据行的数据，即数据如被行选到数据行以后。暂存行空白时，按DEL键，在暂存行内出现删除“DELETE”字，然后按下需要删除数据行所对应的行选键，那行的数据就被删除。“DELETE”字也消失，系统具有防止操作者误操作的功能，即对不能删除的数据，DEL键不起作用，每删除一个参数，DEL都得按一次。6、指示灯CDU的前面板上的四个指示灯，两个用作FMC提醒，它们是信息灯（MSG）和故障灯（FAIL）。信息灯是白色，亮时提醒操作者在显示屏上有提醒信息。故障灯是琥珀色，当FMC中的BITE探测出有任何系统故障时，则故障灯就亮。（五）、电源CDU采用115V，400HZ单相交流电，控制板的照明用5V交流，指示灯用5/2.5V直流。（六）、输入/输出CDU有两个ARINC429数字输入通道，一个ARINC429数字输出通道。所有输入CDU的数据都被格式化成信息组的组成形式，信息组有一个起始字。一个或多个中间字和一个结束字组成。所有的控制和显示数据都包含在这些信息组中。CDU以每60MS一个数据信息的速率向计算机传送数据。（七）、内部监控器在正常工作状态下，CDU能不断对自己内部线路和软件进行自检。检查项目包括存储程序，电源，CDU显示和逻辑线路，CRT的水平和垂直扫描同步脉冲的正确性，以及FMC对CDU数据刷新速率是否正确，ARINC429输入/输出数据接收、发送是否正确。若自检中发现故障，则显示空白。（八）、维护实践CDU故障灯（FAIL）和信息灯（MSG）和执行键（EXEC）都可把螺丝卸下更换灯泡。整个键盘也可能通过卸下6个螺丝和后面的接头进行更换。所有按键功能及显示元件都可以在FMC BITE中进行检测。CRT不要长时间放在高亮度。注：此件是静电敏感器件，触模、更换、拆装时必须遵守静电防护规定。五、FMC导航数据库的装载1、安装导航数据装载机FMC导航数据装载机从P181的数据传输接头获得115V400HZ电源，也通过这个接头向FMC传输导航数据库的数据。2、安装导航数据库（1）、将数据装载机电源开关放在“ON”位。（2）、插入磁盘。（3）、装上磁盘后装载机上RDY灯亮3秒。（4）、然后PROG灯亮3秒。（5）、当RDY、PROG灯稳定后，表示数据装载机正在自动进行导航数据装载。CDU上有“LOAD IN PROGRESS”装载正在进行。（6）、若“CHNG”灯亮，表示导航数据不止一张软盘，换上软盘后继续装载。当数据装载完毕后，RDY和PROG灯灭，COMP灯亮。CDU上有“LOAD COMPLETE”装载完毕字样。（7）、按EJECT按钮，取出磁盘。关掉数据装载机电源。3、数据装载中的故障显示（1）、若出现故障，CDU显示“LOAD LAIURE”和“DATA LOAD INOP”，并且装载机上XFER、P/W、HRDW灯亮。（2）、CDU上将显示以下几个提示词CHECK DBL OR INTERFACE检查接口NDB EXCEEDS MCIMEMORY导航数据库数据太多，超出了数据库的储存能力。RESET COUNT EXCEEDS表示装载机装载5次不正确。CHECK MEDIA表示数据不明，检查磁盘。4、新数据的验证（1）、在CDU上调出IDENT页（2）、证实IDENT页上的导航数据库件号正确。（3）、证实导航数据库在有效日期内。（4）、因34N型飞机的FMC有两部，因此还要完成两部计算机的交互传输。六、FMC自检FMC的系统自检内容很多，在特设的培训手册中有详细的介绍，这里只介绍与本专业关系最密切的内容。1、 测试过程中传感器页的查看在进行电子行业的通电检查过程中，需要检查FMC的传感器页面，具体步骤如图：下图给出的是34N型飞机的步骤图，与此相比，3T0和33A飞机只有一部FMC，因此第三步是直接进入FMC BITE页面。然后按3L键即可进入传感器页面。2、 飞行中故障的查看每次飞行后，都需要查看飞行中是否有故障，在排故过程中，也需要调阅。FMC传感器页面的选择FMC飞行中故障的调阅