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第六章 飛行管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 2006 年3月 一.飛行管理系統(tǒng)(FMS) 概述 1. FMS發(fā)展史- FMS功能-飛機(jī)性能數(shù)據(jù)計(jì)算/管理,飛機(jī)導(dǎo)航數(shù)據(jù)計(jì)算/ 管理,對(duì)飛機(jī)進(jìn)行最佳縱向/橫向剖面的導(dǎo)航和制導(dǎo),起到節(jié) 油/節(jié)時(shí)、降低運(yùn)營(yíng)成本的功能。 FMS概述(續(xù)) 1. 從起飛到進(jìn)近/著陸,400FT以上的整個(gè)飛行過程中體現(xiàn)最佳的 自動(dòng)飛行狀態(tài)。 ? 起飛-CDU引入飛機(jī)全重、設(shè)定溫度,F(xiàn)MC計(jì)算出最佳目標(biāo)推力、目 標(biāo)速度 ? 爬高-FMC提供最佳爬高剖面,即最佳爬升角度和速度,階梯爬升 到爬升頂點(diǎn)。 ? 巡航-根據(jù)航路距離、航路情況,F(xiàn)MC確定最佳巡航高度和速度 ? 下降-FMC確定下降頂點(diǎn),計(jì)算出最佳下降速度,控制油門在慢車 位,利用飛機(jī)勢(shì)能,以最佳剖面和速度下降 ? 進(jìn)近-FMC確定下降末端(下降結(jié)束點(diǎn)),即在規(guī)定的高度和距離 開始進(jìn)近到跑道上的著陸點(diǎn)。 FMS功能: ? FMS是高級(jí)區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)和性能管理系統(tǒng)的組 合。 ? 它具有大容量的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫,在飛機(jī)正常飛行 區(qū)域內(nèi),計(jì)算機(jī)能提供從起飛到降落的水平制 導(dǎo)的功能; ? 同樣它具有大容量的性能數(shù)據(jù)庫,能根據(jù)待飛 航線、巡航高度、飛機(jī)總重、成本指數(shù)和阻力 系數(shù)等提供節(jié)約燃油、降低直接運(yùn)行成本的垂 直制導(dǎo)能力。 四個(gè)功能 ? 實(shí)現(xiàn)最佳的導(dǎo)航 ? 實(shí)現(xiàn)最佳的制導(dǎo) ? 實(shí)現(xiàn)整個(gè)航路400ft以上的全自動(dòng)飛行控制 ? 實(shí)現(xiàn)對(duì)第四維——時(shí)間的管理,達(dá)到節(jié)油和節(jié) 省時(shí)間的目的。 FMS組成及各部分的功用 主要四大部分-FMCS 、 IRS、AFCS、A/T FMCS-包括FMC和CDU,各機(jī) 型FMC和CDU數(shù)。 IRS-是FMC基本傳感器,向 FMC提供2/3臺(tái)IRU輸出的 導(dǎo)航數(shù)據(jù),F(xiàn)MC進(jìn)行加權(quán) 平均, 主要參數(shù)有 PPOS 、GS 、TRK 、WIND 等。 傳感器1——IRS ? 提供參數(shù):經(jīng)緯度位置、真/磁航向、南北/東西向速 度、俯仰/傾斜角、地速等 ? 參數(shù)計(jì)算過程:利用慣性元件測(cè)量飛機(jī)三個(gè)軸向的 轉(zhuǎn)動(dòng)位移和線性加速度,該六個(gè)信號(hào)再加上初始狀 態(tài)值,計(jì)算得到相應(yīng)輸出。 ? 工作方式:導(dǎo)航、姿態(tài)、校準(zhǔn)、關(guān)斷 傳感器2——大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)Air Data Computer ? 提供數(shù)據(jù):高度、空速、馬赫數(shù)、溫度 傳感器3——VOR/DME/ ILS ? 甚高頻全向信標(biāo)系統(tǒng) VHF Omnidirectional Radio Range ? 提供數(shù)據(jù):方位、航道信號(hào) ? 測(cè)距機(jī)Distance Measuring System:提 供到某一地面臺(tái)的距離(斜距) ? ILS:提供航向道Loc和下滑道G/S的偏離 信號(hào) FMS組成及各部分的功用(續(xù)) AFCS-AFCS是FMCS的執(zhí)行部分,F(xiàn)MC對(duì)A/P、F/D、STB/TRIM、 SPD/TRIM、A/T提供綜合控制。AFCS-MCP給FMC提供L NAV、V NAV 制導(dǎo)銜接,選擇目標(biāo)空速、目標(biāo)馬赫數(shù),F(xiàn)MC向FCC提供經(jīng)濟(jì)目標(biāo) 空速、目標(biāo)馬赫數(shù)。 A/T-A/T是FMCS的執(zhí)行部分,F(xiàn)MC通過FCC向A/T提供目標(biāo)推 力,從而控制飛行速度。A/T包括油門伺服機(jī)構(gòu)(放大器、電機(jī)) 和油門桿。 FMCS傳感器(信號(hào)源)很多,除基本的IRS外,有ADC、 VOR/DME、ILS、FAU、CLK,還有發(fā)動(dòng)機(jī)防冰、機(jī)翼防冰、發(fā)動(dòng)機(jī) 引氣、空/地等離散量信號(hào)。 FMC接收以上傳感器的信號(hào),還接收CDU、AFCS-MCP、VHF控 制盒、EFIS-CP、IRS-ISDU等控制信號(hào)。FMC輸出包括ARINC429格 式數(shù)字信息和離散量信號(hào)(警告、信息)。 FMC基本組成/功用 FMC重15公斤,前面板有:故障(琥 珀)燈,自檢進(jìn)行(黃)等,累計(jì)時(shí)間 表,檢查插座后面插頭與飛機(jī)電纜對(duì) 接。電源為115V,400Hz單相交流電,功 率低于300瓦,采用強(qiáng)制通風(fēng)冷卻方式。 FMC基本組成部分:I/O接口處理器、 導(dǎo)航處理器、性能處理器和電源組件。 FMC基本組成/功用(續(xù)) A1-A8為輸入/輸出處理器 A9-A15為導(dǎo)航處理器 A16-A19為性能處理器 存儲(chǔ)器從功用上分:程序存儲(chǔ)器、便箋存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫 存儲(chǔ)器從原理上分:只讀存儲(chǔ)器、高速隨機(jī)存取存儲(chǔ) 器、非易失性存儲(chǔ)器 16位CPU采用LS-54Ⅲ(B)和T19989型。 各處理器有電源的過流和短路保護(hù)及超溫切斷保護(hù)電 路。 FMC基本組成/功用(續(xù)) ? I/O接口處理器-I/O接口沒有邏輯運(yùn)算功能,只起到I/O 處理/傳輸功能,各通道輸入的各種信號(hào)變成相應(yīng)的二進(jìn) 制數(shù)據(jù),及將處理器輸出的并行數(shù)據(jù)變換成需要的各種 輸出格式。 ? 導(dǎo)航處理器 ? 導(dǎo)航處理器包括微處理器和存儲(chǔ)器,執(zhí)行與導(dǎo)航計(jì)算、 縱向/橫向操作和CDU引入數(shù)據(jù)的管理等有關(guān)功能。控制 和協(xié)調(diào)所有導(dǎo)航部分的工作,傳輸導(dǎo)航信息。FMC輸出精 確的導(dǎo)航數(shù)據(jù):PPOS、TRK、DISTANCE等 ? 自動(dòng)調(diào)諧電臺(tái)。 導(dǎo)航功能 導(dǎo)航就是有目的地、安全有效地引導(dǎo)飛機(jī)從 一地到另一地飛行的控制過程。 導(dǎo)航要從飛機(jī)場(chǎng)開始,根據(jù)要飛抵的 目的地選擇航線;確定: ? 離目的地或某個(gè)要飛躍的航路點(diǎn)的距離; ? 預(yù)定到達(dá)時(shí)間; ? 確定速度等。 導(dǎo)航系統(tǒng)都需要解決的三個(gè)主要 問題是: ? 如何確定飛機(jī)當(dāng)時(shí)的位置; ? 如何確定飛機(jī)從一個(gè)位置向另一個(gè)位置前進(jìn)的 方向; ? 如何確定離地面某一點(diǎn)的距離或速度、時(shí)間。 當(dāng)然,現(xiàn)代飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)所要解決的問題 還很多,但主要的是這幾個(gè)基本問題。 從根本上說,導(dǎo)航就是給飛行員提供飛機(jī)飛行 中位置、方向、距離和速度等導(dǎo)航參量。 無線電導(dǎo)航的定位方案有 ? 測(cè)距—測(cè)距(即?/?導(dǎo)航方式):他是通過機(jī) 上二臺(tái)測(cè)距裝置(DME),測(cè)量飛機(jī)到二個(gè)地 www.aero.cn 航空翻譯 www.aviation.cn 本文鏈接地址:飛行管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)