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FMCS飞行管理计算机系统.pdf
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2022-07-14
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FMCS飞行管理计算机系统.pdf
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第一章
1.什么是飞行管理系统? FMS 的组成?并简述各组成部分之间的关系?
飞行管理系统是由许多计算机,传感器,无线电导航系统,控制板,电子显示仪表,电子警
告组件以及执行机构联系起来的大设备系统。
主要四大部分 FMCS 、IRS、AFCS、A/T
FMCS- 包括 FMC 和 CDU ,是系统中枢。
IRS 是 FMC 基本传感器,向 FMC 提供 2/3 台 IRU 输出的导航数据, FMC 进行加权平均,
主要参数有 PPOS、GS、TRK 、WIND 等
AFCS 是 FMCS 的执行部分, FMC 对 A/P 、F/D 、STB/TRIM 、SPD/TRIM 、A/T 提供综合控
制。AFCS-MCP 给 FMC 提供 L NA V、V NA V 制导衔接, 选择目标空速、 目标马赫数, FMC
向 FCC 提供经济目标空速、目标马赫数。
A/T 是 FMCS 的执行部分, FMC 通过 FCC 向 A/T 提供目标推力,从而控制飞行速度。 A/T
包括油门伺服机构(放大器、电机)和油门杆。
2.简述 FMS 在各飞行阶段中的性能功能。
起飞— —飞行员通过 FMCS 的 CDU 输入飞机全重和外界温度, FMC 进行计算,为飞机提
供最佳起飞目标推力。 这个起飞目标推力使飞机在规定时间内达到起飞速度, 不会损伤飞机
发动机。
爬高—— 根据飞行员的选择和 FMC 确定的目标推力和目标速度, FMS 提供最佳爬高剖面,
(在规定的爬高速度和规定的发动机推力下, 以最佳爬高角度到达规定的高度) 。FMC 还根
据情况向飞行员提供分段 (阶梯)爬高和爬高顶点高度的建议,供飞行员选用。这些建议一
旦实施可使飞行进一步节省燃油。
巡航—— FMS 根据航线长短、航路情况等选定最佳巡航高度和最佳巡航速度。在飞行的两
机场之间采用大圆弧路径, 结合无线电甚高频导航获得最优巡航飞行。 采用大圆弧路径使两
点之间的飞行距离最短。
下降—— FMS 根据飞行员输入或储存的导航数据确定飞机开始下降的顶点。飞机在下降阶
段时,由 FMS 确定下降速度,最大限度地利用飞机的位能,节省燃油消耗。
进近—— FMS 在下降结束点,在既定高度、确定航距上,以优化速度引导飞机到跑道上的
着陆点。
3.FMCS 的传感器有哪些?
FMCS 的传感器 —— IRS, ADC, VOR, DME, ILS, 燃油加法器,飞行时钟、空 /地继电器
4.DADC 通过 ARINC429 给 FMC 提供哪些信息?
高度 、温度、马赫数、空速
5. DME 、VOR 、ILS 、IRS 、燃油油量总和器组件、时钟向 FMC 提供哪些信号?
DME 提供到某一地面台的距离
VOR 提供方位,航道信号
ILS 提供航向道和下滑道的偏离信号
IRS 提供飞机的纬度位置,真航向,磁航向,南北和东西向速度,俯仰和倾斜角,高度,升
降速度,地速
燃油油量总和器组件 提供各油箱油量相加得总油量值
时钟 提供时间 (GMT,ET), 计时 ,日期
6. FMCS 的执行部件有哪些?
AFCS, A/T, IRU
7.FMC 向 AFCS 飞行控制计算机( FCC )、A/T 计算机输出哪些操纵指令?
FMC 向 FCC 输送目标高度,目标计算空速,目标马赫数,目标升降速度,倾斜指令等
FMC 向 A/T 输送飞机爬高、巡航和复飞的发动机推力或 N1 转速限制值、飞机全重、 FMC
要求高度和假设空气温度等信号。
8.IRS 在起始校准“姿态( ATT )”方式时,接收通过 FMC 来自 CDU 的哪些数据?
飞机姿态和航向参数
9.FMC 给 EFIS 字符发生器提供哪些参数,用于在 EADI 和 EHSI 上显示。
有关飞行计划的飞行航路、飞机航向、航路点、导航台、机场、跑道、风向、风速等
10、 FMCS 的控制部件有哪些?
CDU 、AFCS 控制面板、 VHF NA V-CP、EFIS-CP
11、 AFCS 方式控制面板与 FMCS 有关的控制元件是哪些?
横向和垂直导航方式选择按钮
第二章
1、FMC 基本组成部分及功用
I/O 接口处理器 :A1-A8 为输入 /输出处理器; I/O 接口没有逻辑运算功能,只起到 I/O 处理 /
传输功能, 各通道输入的各种信号变成相应的二进制数据, 及将处理器输出的并行数据变换
成需要的各种输出格式。
导航处理器 :A9-A15 为导航处理器;导航处理器包括微处理器和存储器,执行与导航计算、
纵向 /横向操作和 CDU引入数据的管理等有关功能。控制和协调所有导航部分的工作,传输
导航信息。自动调谐电台。
性能处理器 :A16-A19 为性能处理器 ;
电源组件
: 电源为 115V,400Hz 单相交流电,功率低于 300 瓦,采用强制通风冷却
2、FMC 前面板组成
前面板有:故障(琥珀)灯,自检进行(黄)灯,测试电门,累计时间表,车间内测试检查
排故用的插座(两个分别连电源和其他部件)
3、FMC 电源 :电源为 115V,400Hz 单相交流电, 功率低于 300 瓦,采用强制通风冷却方式。
4、NP 导航处理器: A9-A15 为导航处理器;导航处理器包括微处理器和存储器,执行与导
航计算、纵向 / 横向操作和 CDU引入数据的管理等有关功能。控制和协调所有导航部分的工
作,传输导航信息。自动调谐电台。
5、数据库分类,作用,特点
A
导航数据库
:
数据内容 :导航设备、机场、航路信息
功能 :确定飞机当时位置;进行导航计算;以及导航台自动调谐管理等。
特点 :内含有 56 天有效的导航数据, 分成 2 个有效日期, 每隔 28 天用数据装载机把数据装
载到 FMC 中。除导航台和机场所在地的标高不大可能改变,其它数据都有可能变化
分类 :i、标准数据:包含世界范围内的机场、导航台等有关数据,对各航空公司都适用一
般都与美国杰普逊 (Jeppeson)航图发行公司签订合同,由杰普逊公司定期提
Ii、特定数据:是仅与航空公司飞行航线的航路结构有关的数据。
B
性能数据库:
功能 :飞机的飞行纵向(垂直)剖面管理,亦即飞机飞行的高度、速度、爬升、下降、爬升
和下降的速率
数据内容 :对飞机垂直导航进行性能计算的有关数据,与飞机和发动机型号有关的参数。
分类 :飞机空气动力模型
发动机数据模型
特点 :数据基本上是固定, 这些数据是在飞机机身和发动机设计好后就已确定了, 一般说来
是不用更改的。 但是, 包含在性能数据库范畴内的飞机阻力系数和发动机燃油流量系
数是可能会有一些变动的,这可由工程维护人员在 CDU 上进行修正。
6、7 见 5
8、导航系统解决的主要问题? FMCS 导航功能内容?
解决问题 : i 如何确定飞机当时的位置; ii 如何确定飞机从一个位置向另一个位置前进的方
向; iii 如何确定离地面某一点的距离或速度、时间。
功能内容 :i 导航管理; ii 确定飞机的当前位置和速度; iii 计算当前的风值。
9、导航 (接收机 )管理的内容?
导航管理是指对导航接收机的管理。
导航管理是导航功能块的一个子模块,用来选取待自动调谐的导航设备和实现自动调谐 .如
果某些导航设备出现故障或距离 /几何要求不满足, 可重新选择导航设备和重新调谐。此外,
还可人工参与调谐。
10、指定为自动调谐时的管理过程?
I 判断各导航设备工作正常与否, 如 DME/DME 正常, 则首先选用它, 否则选择 DME/VOR
或 IRS。当选定 ρ/ρ后,先删去小于和最接近 9 海里的台,再在剩下的台中选择配对和计
算合适的几何关系。如果选出的一对台满足要求,即: h<12000 英尺时,交会角在 30-150
度之间,或: h>=12000 英尺时,交会角接近 90 度。则选择该对地面台,并给出此二台的频
率,对 DME/DME 自动调谐。
II 如果找不到一对能满足这些要求的,则程序自动转入寻找 ρ/θ导航,选择一个最近飞机
位置的地面台。
III 如ρ/θ导航中仍找不到合适的地面台,程序转入 IRS 导航,并在 CDU 上显示此状况。
―导航管理”功能块每 5 分钟自动调谐一次。当导航设备出现故障后,它能自动重新选择导
航设备,和重新自动调谐,以确保导航的正常进行。
11、 FMCS 性能计算内容?为什么称垂直剖面解算为性能计算?
i I 能量管理,从能量观点按各飞行阶段所需能量,给出期望的目标值 :T、V、H 等目标值,
这是性能管理中最为重要的工作。
II 监控飞机的燃油消耗和飞机重量。这是从安全考虑,确保飞行安全。
III 预测飞行途中, 不断计算到达某一点的距离、 飞行时间、 燃油消耗, 为驾驶员提供咨询。
IV 为其它功能提供必要参数,如 EFIS 和 CDU 显示 .
V 有些参数还要输到 FMC 导航微处理机的制导电路部分,产生制导指令输到自动驾驶系
统和自动油门系统,操纵飞机沿计算的垂直剖面飞行。
ii 飞机沿着预定航线飞行,飞行的垂直剖面参数是决定飞机飞行经济成本的重要参数。
飞机起飞后飞机爬高速率;以多长时间爬到预定的高度; 飞机的巡航高度; 飞行的速度;能
否分段爬到更高的巡航高度; 什么时候开始下降; 下降速率为多少等。 关系到飞机飞这一段
预定航线所需飞行时间, 需耗用多少燃油的问题。 而这些飞机纵向剖面上的参数是决定民航
飞机经济成本的重要参数。 因此如何操纵纵向平面上的这些参数变得至关重要。 而这一工作
在飞行管理中则由性能管理功能块予以实现, 以给出最经济、 最合理的纵向剖面参数。 所以
称垂直剖面解算为性能计算。
12、成本系数?边值?
成本系数( COAST INDEX ):是航空公司根据本身的经济政策制定的。
(总运营成本 -燃油成本) /分钟
成本系数 =
燃油成本 /千克
总运营成本包括:燃油成本、飞机折旧费用、维护费用、飞行员工资、经营管理费用。
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