图 " "%飞行 &推进综合控制系统结构图
图 " "示出飞行 &推进综合控制系统的结构图。基本递阶、分散概念把综合系统划分成若干子系统,按模块设计各飞行模态控制律。操纵指令发生器的功能是把驾驶员的指令或飞行管理轨迹优化命令生成器给出的信号转化为飞机的飞行变量组合,产生希望的飞机响应。控制器计算出跟踪期望轨迹所需的控制量。这一过程先采用全状态反馈设计
(转化为输出反馈),再断开不重要的反馈通道进行简化,然后对给定的反馈结构进行优化。控制选择器输出按一定控制逻辑构成的执行指令,使各气动面、进气道、发动机和尾喷管协调动作,达到最佳性能。
随着主动控制技术的发展,现代飞机有更多的操纵面来实现诸如直接升力、直接侧力、阵风减缓、结构疲劳控制和乘坐品质控制等功能,发动机可能具有 ’个受控参数,喷管可能兼管推力矢量、换向和噪声控制。飞行控制和推力控制的复杂性不断增加,控制装置的数目也将愈来愈多。
前面介绍了飞行 &火力综合控制系统和飞行 &推进综合系统,自然联想到应有飞行 &火力 &推进综合系统。实际上,美国从 (’世纪 )’年代初就开始飞行 &火力 &推进(**+,)综合系统的研究。 -**+,一体化设计基于各项先进主动控制技术,更完善地综合飞行、火力、推进、导航及航空电子等子系统,飞机的总体性能将大大提高。篇幅所限不予详述。
第八节 %飞行管理系统
一、产生背景、发展历史
%背景 (’世纪 .’年代,中东石油危机使燃油成本与飞行成本的比率从 (/0上升到 1/0左 •2(•
第九篇 +飞行控制系统检修
右。各航空公司竞相设法摆脱困境,采用的方法可归纳为: 采用低速飞行轨迹线,拟定详细的飞行计划和减轻飞机重量。 "发展新型飞机,采用复合材料和更高强度的合金减轻飞机重量,采用 "、"技术降低飞行阻力减少油耗,采用高巡航高度机翼和低油耗发动机。 应用飞行管理系统。飞行试验表明,采用飞行管理系统,节油率可达 %&’ (),这说明有很高的经济价值。此外,现代飞机的功能愈来愈强,机上设备日趋复杂,大大加重了驾驶员的负担。飞行管理系统具有积极有效的管理功能,可承担驾驶员大部分工作,驾驶员可集中精力完成更重要的工作,飞行安全性得以提高。由于经济与安全两方面的需要,近代飞机几乎都配备飞行管理系统。
*+发展历史
飞行管理系统的发展可分为五个阶段:
(%),-年代末到 .-年代初 + %/,0年,美国用于军用飞机的数字航空电子系统(包括惯导系统)被移植到波音 .&.飞机上,这是民用机载电子系统发展的重要标志。用于民用飞机的数字机为飞行管理系统的产生奠定物质基础。此外,美国还研制了满足 "12340*、 40(总线的区域导航系统。该系统由机载计算机、控制显示装置和多显示功能的阴极射线管组成,可胜任飞机水平与垂直导航。在此期间未发生石油危机,因此工作成本和节油等经济问题尚未提上日程。
(*).-年代中期 +中东石油危机成为新的挑战。美国研制成功了性能数据计算机。这种计算机将飞行手册所提供的性能图表再现出来,并实现最优推力、最优巡航高度和最优空速的实时开环控制,但并没有与自动驾驶仪和自动油门控制系统交联,也不具备导航能力。
(().-年代中期 +性能管理系统在性能数据系统计算机的基础上发展起来。这种系统是由性能数据计算机与自动驾驶仪、自动油门控制系统组成的闭环系统。依据性能数据计算机中存储的数据和曲线,计算出飞机爬高、巡航和下滑的飞行剖面图并将控制信号输向自动驾驶仪和自动油门控制系统,使飞机按算出的飞行轨迹飞行。驾驶员在此系统中仍承担导航和启动飞机爬升和下滑的任务。
(&).-年代末期 +区域导航系统与性能管理系统相结合形成了现代飞行管理系统。此系统除控制飞机按最优轨迹飞行外,还配备了一个很大的导航数据库,实现整个飞行过程的闭环水平导航和垂直导航。
(4)0-年代中期 +空中交通日趋繁忙,飞机往往不能准时着陆,需要在空中做保持飞
行或排队飞行。在美国这种飞行消耗的燃油可达 %4亿加仑左右。解决办法是实现四维(& 5)导航,也就是在导航中考虑时间因素 ’&5导航系统控制飞机按空中交通管制系统给定的时间准确到达机场(误差仅为几秒),从而缩短航线使用的高峰期,提高飞行安全性,并减少燃油消耗。 &5飞行管理系统是飞行管理系统发展的重要标志。
二、飞行管理系统的组成与功能
%+定义飞行管理系统(62789: ;<;8=>=<: ?@A:=>缩写为 6?)是高级数字系统,其中集成各种传感器、显示器以及各种系统,保证最经济的飞行航线和最轻的驾驶员工作负荷。 •%(%(•
第九篇 "飞行控制系统检修
"组成
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