自动驾驶仪通过与飞行管理计算机
中国民航大学 空管学院,第十二章 自动飞行系统,一、概述,自动飞行系统（AFS, Auto Flight System） 主要包括三部分内容： 1.自动驾驶（AP） 2.飞行指引（FD） 3.自动推力（A/T）,还包括飞行增稳系统（偏航阻尼、安定面自动配平功能）,二、自动驾驶（AP）,1.自动驾驶仪的基本功能,（1）自动保持三轴稳定（姿态角的稳定）； （2）接收驾驶员的输入指令，操纵飞机以达到希望的俯仰角、航向、空速或升降速度等； （3）接收驾驶员的设定，控制飞机按预定高度、预定航向飞行； （4）与飞行管理计算机耦合，实现按预定飞行轨迹飞行； （5）与仪表着陆系统（ILS）耦合，实现飞机的自动着陆（CATI,II,III等）,自动驾驶仪通过与飞行管理计算机（FMC）交联，与自动油门协同工作，可以按照预先制定的飞行计划，实现从起飞后的爬升、巡航、下降、进近，直至着陆各个飞行阶段的自动控制。,2.AP的工作原理,驾驶员控制飞机,AP自动飞行,工作原理,自动驾驶（AP）利用“反馈”控制原理来实现对飞机运动参数的控制。,飞机偏离原来状态，敏感元件感受到偏离方向和大小，并输入相应信号，经放大、计算处理，操纵执行机构，使舵面相应偏转。 当飞机回到原来状态时，敏感元件输出信号为零，舵机以及与其连接的舵面也回到原位，飞机重新按原来状态飞行。,3.AP的接通与断开,按压飞行控制面板（FCU）上的AP按钮，实现自动驾驶。 当下列情况时，AP1或AP2脱开： 按压侧杆上的接杆(takeover)按钮。 按压FCU 上相应的自动驾驶(AP)按钮。 加在侧杆上的力或在方向舵脚蹬上的力高于基本极限值。 移动俯仰配平轮超出基本极限值。,A320,A320,三、飞行指引（FD）,飞行指引的工作就是将飞机的实际飞行路线与目标路线进行比较，并计算出进入目标路线所需要的操纵量，以目视的形式在指示器上给出。 指引信号直接显示出操纵要的指令是向上、向下，还是向左、向右，驾驶员看到后，直接跟随指引杆操纵飞机，保证飞机正确切入或保持在预定的航线上。,自动驾驶操纵飞机，“替”驾驶员飞。 飞行指引不直接操纵飞机，“指挥”驾驶员飞。,1.FD的工作原理,（1）显示功能 指引指示器可显示飞机俯仰角、倾斜角和侧滑等状态，供驾驶员判读。,2.FD的基本功能,（2）指令功能 可显示飞机俯仰和倾斜操纵指令。,（3）监控告警功能 可显示告警旗信号。,在AP衔接前，为飞行员提供目视的飞行指引指令； 在AP衔接后，用以监控自动驾驶系统的工作状态。,A320,3.FD的工作方式,（1）水平方式提供倾斜指令 水平导航使飞机按FMC提供的侧向制导指令，沿飞行计划航路飞行； 航向选择使飞机转向并保持在所选的航向上； VOR/LOC使飞机跟踪所截获的VOR航道或LOC航向道。,（2）垂直方式提供俯仰指令 垂直导航使飞机以FMC提供的速度按照预定的垂直剖面上飞行。 高度保持使飞机保持在目标的高度上； 垂直速度使飞机以选择的升降速率爬升或下降；,四、自动推力（A/T）,1.自动推力的基本功能,根据输入的各种信息自动控制发动机的推力达到所需要的值。 提供从起飞到落地的飞行全程的发动机推力控制。,自动推力工作时还有下列功能： 当飞机迎角超过特定界限时，提供最大推力保护 提供发动机推力限制指令（N1限制）,2.油门杆,TO/GA最大起飞推力 FLX MCT最大连续推力(或起飞时为FLX 灵活推力) CL最大爬升(巡航)推力 IDLE慢车推力 REV推力（IDLE慢车反推， MAX最大反喷） 自动推力脱开时，可由油门杆直接控制推力：每个手柄位置与给定推力相对应。,A320,3.自动推力的接通与断开,油门杆处于A/THR 工作范围内（包括慢车位）时，按压FCU上的A/THR 按钮，就可以起动自动推力。 油门杆位置决定可由A/T系统指令的最大推力。 预位后，自动推力用以下方法启动： 把油门杆设置在爬升和慢车卡位之间(双发工作)。 把油门杆设置在MCT 和慢车卡位之间(一发工作)。,（1）自动推力的接通,（2）自动推力的断开,* 标准断开 按下油门杆上的自然断开按钮，或 两个油门杆放在慢车卡位。 * 非标准断开 按下FCU 上的A/THR 按钮,4.A/T的工作方式,利用驾驶员选择或者来自FMC的EPR/N1/THR限制值，控制发动机的EPR或N1转速达到目标推力值。,（1）推力方式（EPR/N1/THR）,A/T控制飞机的飞行速度稳定在某一速度上，既不使飞机失速，也不使飞机超速。速度目标值来自FMS或者驾驶员自己选择。,（2）速度/马赫方式,自动油门系统的示意图,五、飞行增稳,飞行增稳的基本功能,（1）配平功能 速度配平、 马赫配平、安定面配平 （2）偏航阻尼功能 确保飞机在偏航轴的稳定和协调转弯 （3）飞行包线功能,（1）最小和最大速度： VSW(失速警告) VMO/MMO （2）机动速度： 绿点 S(最小收缝翼速度)速度 F(最小收襟翼速度)速度,飞行包线功能,A320,A320,A320,A320,A320,A320,A320,A320,A320,A320,本章重点,1.自动飞行的组成 2.自动驾驶的功能和原理 3.飞行指引的功能和原理 4.自动推力的功能,
