三分钟了解A320自动飞行系统原理

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源自@东航浦东空客航线部电子客舱车间、部件维修内参

ATA 22 自动飞行系统

一、AFS简介：

1、基本工作原理：

自动飞行系统（AFS）用飞机传感器提供的所需信息进行飞机位置计算。另外，在它的存储器中有几个飞行计划，这些飞行计划由航空公司预制。每个飞行计划包括一个从离港到到达目的地的完整的飞行过程，包括垂直信息和中途的航路点。

知道了飞机位置和设置的飞行计划（由飞行员选择的），该系统能计算出指令信号送到飞行控制系统和发动机控制系统，以使飞机按飞行计划飞行。



2．基本组成：

自动飞行系统（AFS）可分为四个主要部分：

◢ 飞行管理（FM）

◢ 飞行制导（FG）

◢ 飞行增稳（FA）

◢ 故障隔离和探测系统（FIDS）

前两部分功能由飞行管理与制导计算机系统（FMGCS）实现。

后两个功能由飞行增稳计算机系统（FACS）实现。



3．飞行管理与制导计算机系统（FMGCS）

飞行管理（FM）部分主要提供飞行计划的计算。飞行计划包括纵向和横向制导功能。

飞行制导（FG）部分主要有以下三个功能：

◢ 自动驾驶（AP）

◢ 飞行指引（FD）

◢ 自动油门（A/THR）



FMGCs飞行管理与制导功能是由两个多功能控制显示组件（MCDU）和一个飞行控制组件（FCU）控制。

一般由MCDU提供机组与FMGCs之间的长期信息接口（如：飞行计划的选择和修改）；而FCU提供短期的信息交换接口（如：AP自驾，FD飞行指引和A/THR自动油门功能的衔接）。

除MCDU和FCU外，FM和FG的信息主要显示在EFIS电子飞行仪表系统的显示器上，即主飞行显示器（PFD）和导航显示器（ND）。

（1）自动驾驶（AP）/飞行指引（FD）



AP和FD的 主要功能是：

◢ 保持垂直速度或飞行航迹角和航向角或航迹，稳定飞机重心

◢ 截获并保持飞行航迹

◢ 引导飞机起飞

◢ 自动着陆和复飞

AP功能提供指令信号控制：

◢ 飞机的三个轴（俯仰，横滚和偏航）上的操纵舵面的位置

◢ 飞机前轮转弯

◢ FD功能产生相同的制导指令，用于人工操控飞机。FD也用于AP衔接时的监视。

◢ FD的符号显示在主飞行显示器（PFD）上。

(2)自动油门（A/THR）：

A/THR系统通过控制推力完成以下功能：

◢ 速度或马赫数保持（由FMGCs计算或来自油门杆位置）

◢ 推力保持（由FMGCs计算或来自油门杆位置）

◢ 在慢车和进近的平飘——迎角过大的保护

◢ FMGCs经飞行控制组件（FCU）和（EIUs），与全权数字式发动机控制（FADEC）系统信息交流，以完成A/THR功能。



4．飞行增稳计算机系统（FACs）

飞行增稳部分提供以下功能：

◢ 方向舵配平

◢ 偏航 阻尼

◢ 方向舵行程限制

◢ 飞行状态保护

◢ 故障隔离和探测系统

◢ 对于飞行状态保护功能，飞行增稳计算机（FAC）计算：

◢ 各种飞机速度（如：襟翼限制速度）

◢ 迎角过大和风切变保护

◢ 低速警告，提醒机组飞机处于临界状态，必须增加推力，通过俯仰控制恢复飞行轨迹到正常状态。

◢ 故障隔离与探测系统(FIDS)仅由FAC1完成所有其它AFS计算机与中央故障显示系统(CFDS)的信息交流。



二.AFS设备及其安装:

1.MCDU:

多功能控制显示组件(MCDUs)位于中央操纵台上.

MCDU主要作为驾驶员与FMGCs的FM部分之间的输入/显示接口.

MCDU之间交换信息不是直接进行,而是通过FMGCs.



2.FCU:

飞行控制组件(FCU)位于遮光板上.

FCU前面板包括位于中间的AFS控制板和位于两边的EFIS控制板.

AFS控制面板可进行AP和A/THR的衔接和显示,以及选择制导模式和飞行参数及显示.

每个驾驶员各有一个EFIS控制板,可在对应的显示器显示.

驾驶员拉出旋钮,可人工选择速度,航向和高度;压入旋钮,由飞行管理自动操纵,这时,显示白色圆点,表示按基准操纵.与上不同的是,当压入V/S或FPA旋钮时,指示立即改平.



3.EFIS显示器PFD/ND:

四个EFIS显示器,包括两个主飞行显示器(PFD)和两个导航显示器(ND)位于主仪表板上.

飞行参数显示在PFD上,而飞行计划和导航参数显示在ND上.



4.PFD:

◢ 飞行模式信号器（FMA）位于PFD的上端。

◢ PFD做为主要的飞行仪表，可提供以下显示：

◢ 在FMA 上有AP,FD和A/THR的衔接状态，

◢ 在FMA 上有AP/FD和A/THR的模式，

◢ 着陆等级，

◢ FD的符号，

◢ 各种速度和基准参数。



5．侧驾驶杆：

◢ 两个侧杆分别位于正驾驶和副驾驶的侧操纵台上。

◢ 当AP衔接时，电磁制动器将侧杆锁定在中立位置。

◢ 当压下侧杆上的红色按钮，或用大于临界值的力扳动任一侧杆时，AP被脱开，并且侧杆变为可动的。



6．推力杆：

◢ 发动机是由推力杆控制，它位于中央操纵台上。

◢ 推力杆手柄两侧的红色按钮用于脱开自动油门功能。

◢ 注意：该推力杆不能自动移动。



7．飞行控制板（FLT CTL）:

◢ 两个飞行控制板（FLT CTL）位于头顶板上，各有一个按钮可分别脱开FAC1和2。



8．计算机：

◢ AFS计算机位于电子舱的后电子架上。



三、AFS的维护/测试设备：

◢ 用MCDU可进入CFDS，得到AFS的故障信息。

◢ 每个AFS计算机的BITE（内载测试设备）经过FAC1被查询，并可从MCDU进入AFS测试和着陆测试。



四、安全预防措施：

◢ 当按照电子系统相关文件工作时，必须遵守AMM(飞机维护手册)的所有安全程序。

◢ 飞机供电之前，必须隔离所有电路。

◢ 做系统测试时，飞机必须在地面，发动机关车，飞机外表处于“光洁（clear）”状态（襟缝翼收上），即将襟翼面板（114VU）上的手柄放入卡槽（0）。

◢ 当液压系统增压/减压时，确认飞行控制舵面行程范围无障碍。

◢ 确认轮挡和地面安全销钉放置到位。

◢ 开始工作前，在以下位置或附近放置安全警示标识：

①飞行控制

②飞行控制舵面

③起落架及其舱门

④活动的设备

⑤在驾驶舱内放置警示标识，提醒机组某些系统功能失效。



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