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大型客机飞行管理系统功能研究


大型客机飞行管理系统功能研究 摘要:飞行管理系统是现代大型客机航电系统的核心,它综合了飞 行计划、飞行导引、综合导航、性能计算和轨迹预测等核心功能 ,大 大降低了飞行员的负担,并能使飞机实现全程自动飞行。本文介绍了 现代大型客机飞行管理系统的组成,并分析了其主要功能。最后,对飞 行管理系统的发展进行了展望。 关键词:飞行管理系统 导引 性能计算 推力管理 飞行管理系统是现代大型客机航电系统的核心 ,当前飞行管理系 统已经发展成为集航迹预测、性能优化、导航与制导等功能的综合系 统,负责在飞行过程中提供参考轨迹、计算最优性能参数、按照参考 航迹与导航数据引导飞机飞行,通过组织、协调和综合飞机上多个航 电系统的功能与作用,并在整个飞行进程中全程保证该飞行计划的实 施,协助飞行员完成从起飞到着陆的各项任务,管理、监视和操纵飞机 实现全航程的自动飞行。 随着新航行系统的发展,飞行管理系统需能给出考虑更周全的性 能优化功能,精度更高的导航引导功能,提供更丰富计划管理、导航性 能监视和数据链功能,满足 CNS/ATM 各实施阶段对飞行管理系统的 要求。 1 飞行管理系统简介 飞行管理系统提供多个功能来帮助飞行员去导引飞机沿着从起 飞机场到降落机场的四维航迹飞行。 飞行管理系统的主要有以下几点 优点:(1)经济效益:实现自动导航和飞行轨迹导引使飞机性能最优 ,从 而降低飞机飞行成本 ;(2) 满足空中交通管理需求 :适应空中交通量的 增长及随之而来的更严格的空中交通管制需求 ,尤其是可以适应 4D 导航的需求;(3)具有精确导航资源:已经具有可利用的精确导航资源。 例如,组合 GPS/IRS 系统、无线电导航系统(VOR,DME 等)和 ILS;(4) 计算能力提高:随着微处理器和能储存大量数据的低成本固态储存设 备的不断发展,已有非常强大可靠的计算系统可供使用。(5)具有数据 总线系统:通过数据总线系统可以有效地把各种向飞行管理系统提供 数据的子系统连接起来。 飞行管理系统基础功能包括 :综合导航,飞行计划 ,轨迹预测,性能 计算和飞行导引。 为了实现这些功能,飞行管理系统必须和其它航空电子设备交联, 主要的系统和设备有 :(1)导航传感器 ,①大气数据系统;②惯性导航系 统 ; ③无线电导航系统 :VOR/DME, GPS;(2) 显示系统 ;(3) 自动飞行系 统;(4)自动油门系统;(5)动力燃油系统;(6)监视系统;(7)数据链系统。 2 飞行管理系统功能架构和接口研究 飞行管理系统是现代大型客机航电系统的核心 , 集飞行计划编 制、性能优化、导航与制导等功能于一体 ,负责在飞行过程中编制和 更改飞行计划、计算最优性能参数、生成优化飞行剖面、按照参考航 迹与导航数据引导飞机飞行,协调和综合飞机上多个航电系统的功能 与作用,并在整个飞行进程中全程保证该飞行计划的实施,协助飞行员 完成从起飞到着陆的各项任务,管理、监视和操纵飞机实现全航程的 自动飞行。 一个典型的飞行管理系统具有以下功能: (1) 综合导航功能 : 组合来自各导航传感器的导航信息 , 通过信息 融合获得高精度的飞机位置、速度、姿态信息;并实时计算实际导航 性能 ANP。 (2)飞行计划管理功能:利用导航数据建立从起飞机场到目的地机 场的完整航路,包括机场、航路点、航路、标准离场和进场程序;实现 飞行计划的修改和编辑。 (3) 轨迹预测功能 : 根据飞行计划信息及飞机性能数据 , 建立完整 的水平和垂直飞行剖面。 (4)飞行导引功能:根据预定航迹和飞机当前状态信息计算水平和 垂直导

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