【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分。它分為系統(tǒng)初步安全性分析、系統(tǒng)安全性驗(yàn)證和評(píng)估三大階段，也是國內(nèi)最為欠缺的工程實(shí)踐。當(dāng)前國內(nèi)所進(jìn)行的安全分析主要由人工進(jìn)行，歐美國家已達(dá)到計(jì)算機(jī)輔助分析、自動(dòng)生成安全性影響概率流程表的能力。 　　飛行管理 　　 飛行性能管理是飛行管理的核心技術(shù)，必須解決從起飛到著陸的全過程的性能管理，這包括飛行各階段的速度、高度、加速度、俯仰、滾轉(zhuǎn)和各類動(dòng)態(tài)偏差參數(shù)的計(jì)算，并且根據(jù)民機(jī)的飛行要求，求出安全的經(jīng)濟(jì)的可控指標(biāo)。 　　 導(dǎo)航管理方面，最新需求是必須滿足新航行系統(tǒng)的功能增長，因此，滿足新航行系統(tǒng)導(dǎo)航性能需求的動(dòng)態(tài)航路規(guī)劃成為該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)。 　　 引導(dǎo)方面，必須研制滿足航空公司運(yùn)行方式的性能成本控制模型，有效的工程算法和切合飛行實(shí)際和大型飛機(jī)特性的控制引導(dǎo)指令成為引導(dǎo)管理的關(guān)鍵技術(shù)。 　　人機(jī)接口 　　現(xiàn)代飛機(jī)向 玻璃座艙 過渡中飛行員面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是對(duì)飛行管理系統(tǒng) (FMS) 的理解問題。造成這一問題的主要原因之一就是 FMS 晦澀難懂的人機(jī)接口。目前的控制顯示單元 (CDU) 不斷增加的系統(tǒng)功能使菜單結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜。飛行員難于記住進(jìn)入各個(gè)功能的操作和在功能在菜單系統(tǒng)中的位置。 　　 1996 年和 1997 年分別發(fā)生在 Strauch 和 Dornheim 的空難的主要誘因與 FMS 模式認(rèn)知問題直接有關(guān)。 　　通過實(shí)驗(yàn)和觀察，有關(guān)專家提出在 CDU 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意 2 點(diǎn)： 1 是所提供的功能必須能更直接支持飛行員的操作任務(wù)，尤其是在需要空中交通管制（ ATC ）許可的區(qū)域； 2 是窗口或頁的層次必須具有能提供功能間自然鏈接和便捷處理的機(jī)制。較好的設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)在減少飛行員培訓(xùn)要求和改善飛行員操作 FMS 的能力方面。 　　數(shù)據(jù)庫及建模技術(shù) 　　飛行管理數(shù)據(jù)庫及其管理技術(shù)。主要有基于民航的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫及其管理技術(shù)、基于軍航的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫及其管理技術(shù)和包括飛機(jī)動(dòng)力模型和發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)模型的性能管理數(shù)據(jù)庫與管理技術(shù)； 　　導(dǎo)航管理模型。主要涉及自主導(dǎo)航與無線電導(dǎo)航綜合的定位 / 定向?yàn)V波處理技術(shù)、多模式（ ILS,MLS,DGPS ）進(jìn)近著陸引導(dǎo)處理模型和符合所需導(dǎo)航性能（ RNP ）的航路導(dǎo)航管理模型； 　　性能優(yōu)化管理模型。主要是時(shí)間為最優(yōu)的飛行性能處理模型與算法和以成本為最優(yōu)的飛行性能處理模型與算法。 　　制導(dǎo)模型建模技術(shù)，包括飛行計(jì)劃管理技術(shù)和基于成本指數(shù)的橫向和縱向操縱指令生成技術(shù)。 　　 設(shè)計(jì)及試驗(yàn)手段與設(shè)施 　　新飛機(jī)嵌入式軟件的復(fù)雜性已超出了目前驗(yàn)證和認(rèn)證方法的能力范圍， FMS 在飛機(jī)上執(zhí)行安全關(guān)鍵性功能，其能正確工作十分重要。基于人工的審查、處理限制和測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證和認(rèn)證對(duì)目前的產(chǎn)品來說已經(jīng)是太昂貴了，更不用說先進(jìn)的、以軟件為基礎(chǔ)的 FMS 系統(tǒng)。軟件開發(fā)和驗(yàn)證工具采用數(shù)學(xué)和形式邏輯的理念與技術(shù)來說明和推論計(jì)算系統(tǒng)，從而提高設(shè)計(jì)保證，消除設(shè)計(jì)缺陷。它能對(duì)需求和設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合分析，對(duì)包括故障條件在內(nèi)的系統(tǒng)行為進(jìn)行全面探查。（作者 中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心技術(shù)研究所 鄧中衛(wèi) 范秋麗 羅杰） 飛行管理系統(tǒng)　　　　Flight Management System　　以飛行管理計(jì)算機(jī)（ Flight Management Computer System ）為核心的高級(jí)區(qū)域?qū)Ш?、制?dǎo)系統(tǒng)和性能管理系統(tǒng)。　　由飛行管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)、自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)和自動(dòng)油門系統(tǒng)等獨(dú)立系統(tǒng)組成?！　?yōu)點(diǎn)：1）節(jié)省燃油2% — 5%；2）具備安全自動(dòng)著陸第Ⅱ級(jí)和Ⅲb級(jí)著陸能力。　　注：　?、蚣?jí)自動(dòng)著陸 — 在跑道能見距離大于400m時(shí)，能將飛機(jī)引導(dǎo)至決斷高度70m；　?、骲級(jí)自動(dòng)著陸 — 在跑道能見距離大于400m，無決斷高度限制，不依靠外界目視參考，飛機(jī)能自動(dòng)著陸滑行到跑道上?！　MS概述 FMS分類　　FMS分類　　三維（空間）和四維（空間加時(shí)間）　　三維FMS — 把區(qū)域?qū)Ш胶托阅芄芾斫Y(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)軌跡自動(dòng)飛行和性能管理?！　〉湫蛯?shí)例：　　※ 組成：顯示控制組件（CDU）和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)　　※ 連接：ARINC429總線　　※ 計(jì)算：飛機(jī)即時(shí)位置由慣導(dǎo)系統(tǒng)、羅蘭C系統(tǒng)、VOR系統(tǒng)、GPS　　系統(tǒng)為參考連續(xù)算出，并給出航向、目標(biāo)軌跡、飛行距離　　、航程、估計(jì)飛行時(shí)間、估計(jì)到達(dá)時(shí)間、風(fēng)速風(fēng)向、地速　　※ 導(dǎo)航點(diǎn)數(shù)據(jù)庫：1）全球范圍1200m以上的跑道、儀表飛行著陸　　機(jī)場(chǎng)信息和VOR信息；　　2）40000多個(gè)航路點(diǎn)和200多條固定航線信息；　　3）飛行員可通過CDU設(shè)置最多容納98個(gè)航路點(diǎn)　　的不同航線，改變?cè)嗭w行計(jì)劃　　FMS概述 FMS分類　　FMS概述 FMS分類　　四維FMS — 在原三維基礎(chǔ)上加上時(shí)間因素，控制飛機(jī)按空中交通管理系統(tǒng)給定的時(shí)間，準(zhǔn)確到達(dá)機(jī)場(chǎng)。　　原因 — 空中交通繁忙、不能準(zhǔn)時(shí)著陸、維持在空中飛行或入場(chǎng)時(shí)排隊(duì)的飛機(jī)增加耗油量。　　優(yōu)點(diǎn) — 縮短航線高峰期、提高安全性、減少油耗?！　」δ埽骸　　?綜合導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制、動(dòng)力、氣動(dòng)力及其它信息，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)在　　橫向和垂直剖面方向飛機(jī)性能的自動(dòng)優(yōu)化飛行；　　※ 100萬字容量導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫，每條航線最多可有120個(gè)航路點(diǎn)；　　※ 飛行管理計(jì)算機(jī)包括推力管理、提高遠(yuǎn)程導(dǎo)航和減輕駕駛員飛行　　負(fù)荷能力及綜合無線電管理、性能自調(diào)、微波著陸、GPS導(dǎo)航等；　　※ 在航路工作中自動(dòng)調(diào)諧VOR，在終點(diǎn)區(qū)自動(dòng)調(diào)諧儀表著陸和微波　　著陸系統(tǒng)；　　※ 在保持全時(shí)間自動(dòng)飛行時(shí)，空速和高度允許駕駛員參與操作；　　※ 離場(chǎng)和到場(chǎng)時(shí)顯示高度限制，可顯示地圖，范圍達(dá)640 n mile?！　MS概述 橫向和垂直導(dǎo)航　　橫向和垂直導(dǎo)航　　飛機(jī)的飛行狀態(tài) — 水平的橫向狀態(tài)和垂直的上下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)　　FMS的橫向?qū)Ш剑↙NAV）和垂直導(dǎo)航（VNAV）結(jié)合自動(dòng)油門系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)的飛行狀態(tài)加以管理。　　LNAV — 使飛機(jī)飛行始終沿預(yù)定航線到達(dá)目的地機(jī)場(chǎng)?！　≡陲w機(jī)起飛離地50英尺（）時(shí)，LNAV自動(dòng)接通，飛行管理計(jì)算機(jī)不斷調(diào)諧所在地區(qū)全部信標(biāo)臺(tái)和測(cè)距臺(tái)確定自己的位置，并根據(jù)當(dāng)前位置實(shí)行橫向?qū)Ш?。在無信標(biāo)臺(tái)和測(cè)距臺(tái)的地域，飛行管理計(jì)算機(jī)根據(jù)三部慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)指示位置，進(jìn)行計(jì)算，完成橫向?qū)Ш?，直至截獲盲降航道?！　NAV — 使飛機(jī)沿預(yù)定的垂直軌跡剖面飛行，對(duì)飛機(jī)各階段垂直運(yùn)動(dòng)剖面進(jìn)行控制和導(dǎo)航?！　∑痫w前根據(jù)機(jī)場(chǎng)消噪聲程序規(guī)定，事先選定減少推力的高度和增速收襟翼高度。輸入質(zhì)量后自動(dòng)算出最大起飛質(zhì)量、決斷速度V抬頭速度Vr、安全離地速度V最佳巡航高度。輸入飛機(jī)重心位置后，可算出水平安定平面的配平量。飛機(jī)高度為400英尺（）時(shí)， VNAV自動(dòng)接通，在后續(xù)爬升、巡航、下降過程中，F(xiàn)MS將給出指示，引導(dǎo)完成飛行?！　MS組成　　FMCS　　飛行管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 　　※ FMS的核心　　※ 飛行管理計(jì)算機(jī)（FMC, Flight Management　　Computer）　　※ 控制顯示組件（CDU, Control Display Unit）　　IRS　　慣性基準(zhǔn)分系統(tǒng)　　※ IRS — FMS的一個(gè)特殊的，聯(lián)接機(jī)上其它系統(tǒng)的，輸出多種飛行　　參數(shù)的傳感器　　※ 要求：1）有導(dǎo)航的功能和精度；　　2）滿足飛行控制需要；　　3）滿足武器投放要求的速度精度（軍機(jī)）。　　※ 組成：1）兩到三臺(tái)慣性基準(zhǔn)組件(Inertial Reference Unit, IRU)?！　?）方式選擇組件(Mode Select Unit)；　　3）慣性系統(tǒng)顯示組件(Inertial System Display Unit)?！　　?慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)工作方式 — 導(dǎo)航、姿態(tài)、校準(zhǔn)、關(guān)閉　　A/ T　　自動(dòng)油門分系統(tǒng)（Auto Throttle）　　※ A/T — 自動(dòng)油門計(jì)算機(jī)接受來自各傳感器和方　　式控制板上的工作方式和性能選擇數(shù)　　據(jù)，經(jīng)運(yùn)算處理輸出指令，操縱油門　　機(jī)構(gòu)?！　　?油門機(jī)構(gòu)組成：1) 伺服電磁閥　　2) 油門桿　　FMS功能　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫和性能數(shù)據(jù)庫　　地圖