数字式飞行控制系统讲述

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1、数字式飞行控制系统 第一节 数字式飞行控制系统（DFCS）基本功能： 1、自动驾驶 2、飞行指引 3、高度警戒 4、 速度配平 5、马赫配平 1、自动驾驶 FCC从几个系统获得输入，如大气数据惯性基准 系统（ADIRS）和飞行管理计算机（FMC），并 输出指令到副翼和升降舵作动筒。这些作动筒控 制副翼和升降舵运动，从而控制飞机的飞行航迹 。系统有两套自动驾驶仪，自动驾驶仪A由FCC A为核心构成，自动驾驶仪B则以FCC B为核心。 当你在MCP板上衔接一套自动驾驶仪时，自动驾 驶仪在以下飞行阶段控制飞机的姿态： 爬升、巡航、下降、进近、复飞、拉平 2、飞行指引 FCC从几个系统获得输入并将飞行

2、指引 指令送到公用显示系统（CDS），为驾 驶员提供飞行指令。当MCP上的飞行指 引电门打开（ON），飞行指引显示部分 在CDS上显示出来。驾驶员可根据飞行 指引杆的指令控制飞行姿态。飞行指引 指令在拉平阶段不显示。 3、高度警戒 当飞机接近或飞离在MCP板上所选择的 目标高度，警戒出现。这一警戒提醒飞 行员飞机正接近或飞离MCP板上的选择 高度。不论自动驾驶或飞行指引是否衔 接，该警戒信息均会出现。 1）、概述 FCC将气压修正高度与在MCP上选择的目标高度作比较，若偏 差在某一确定的范围内，FCC将产生高度警戒信息。 FCC A使用左ADIRU的气压修正高度；FCC B使用右ADIRU的

3、气压修正高度。 2）、高度警戒功能 当飞机以上或下接近选择的高度时，在距选择高度900英尺处 ，高度警戒开始，警戒信息包括一个一秒钟的音调警告、飞机 高度显示器周围有一高亮度的白色的矩形框、选择的高度显示 在CDS上，视觉警告信号一直存在，直到飞机距选择的高度小 于300英尺。 若飞机此时爬升或下降距选择的高度大于300英尺，一个一秒 钟的音调信号出现，在高度显示值的周围有一琥珀色的矩形框 闪亮，视觉警告信号在以下情况下停止： 飞机返回至选择高度300英尺以内。 在MCP上改变了高度 飞机距选择的高度大于900英尺 3）、高度警戒的有关情况 一个FCC提供警告，通常FCC A给出高度警戒警告，

4、FCC B仅在 以下情况下给出警告： FCC A气压修正高度失效 仅FCC B A/P衔接于CMD，FCC B气压修正高度有效 仅FCC B的飞行指引仪打开FCC B气压修正高度有效 若FCC截获了下滑道或襟翼放出大于20度，FCC不给出高度警戒 警告。 4）、失去了气压修正高度 若两个FCC的气压修正高度均失效，飞机在空中，将出现以下情 况： 参考高度及其在MCP上的显示变成50，000英尺 目视的警告显示在CDS上闪亮 一个单音频警告出现 机组改变不了所选高度的显示，但若转动高度选择旋钮，视频警 告停止。 若某一FCC气压修正高度为有效，高度警戒告停止，机组可以在 MCP上改变预选高度。

5、4、速度配平 当发动机推力大而空速较小时，速度配 平功能通过控制水平安定面保持驾驶员 设定的速度。这一功能主要在起飞阶段 起作用，且仅当自动驾驶未衔接时工作 ，飞行指引仪开、关均可。 1)、概述 速度配平系统在低速大推力的情况下，通过对水平安定面的自动 控制，确保速度稳定。速度配平仅为当A/P未衔接时工作。 ADIRU将以下信号送到FCC进行速度配平计算： 计算空速（CAS） 惯性垂直速度 马赫数 倾斜角 迎角 DEU将发动机N1输入送到FCC。襟翼位置传感器将襟翼位置数据 送到FCC，无线电高度表将高度数据送到FCC。FCC计算速度配 平指令信号，并将信号通过以下电门送到安定面配平电作动筒：

6、 驾驶杆电门组件 A/P安定面配平切断电门 安定面限制电门。 2)、FCC提供以下信号，完成速度配平功能： 速度配平抬头 速度配平低头 速度配平基准保持 速度配平警告 3)、速度配平指令 以下输入数据及增益调整控制用以产生速度配平抬头和 低头指令： 安定面指令 安定面位置 惯性垂直速度（在F/D TO/GA时不用） FCC用计算空速来计算安定面指令信号。 这些数据在它们综合之前先通过一同步器综合信号再通 过以下部件： 电子电门 增益可调的放大器 速度配平探测器。 5、马赫配平 当飞机速度增加时，飞机机头开始下俯 。这一区域叫马赫褶折区。当飞机空速 大于0.615马赫时，马赫配平功能控制升 降舵

7、上偏，以保持机头不俯。不论自动 驾驶或飞行指引衔接与否，该功能均有 效。 1）、概述 马赫配平系统在调整飞行时控制升降舵运动以防 止低头运动发生。当马赫数在0.615至0.85之间时 ，马赫配平系统工作。马赫配平系统在起飞时还 控制升降舵运动增加对飞机抬头飞行的控制。 ADIRU将马赫数送到FCC，FCC计算马赫配平指 令信号，该信号经过综合飞行系统附件组件（ IFSAU）送到马赫配平作动筒，任何时候，FCC 通电后，它就计算马赫配平信号。 马赫配平作动筒位于升降舵感觉定中组件上，当 作动筒运动时，它就转动感觉定中组件。 2）、A/P断开 当A/P断开时，感觉定中组件给升降舵动力控制组 件（P

8、CU）提供输入，使升降舵运动。来自马赫配 平作动筒的信号告知FCC它移动了多少。 3）、A/P衔接 当A/P衔接时，感觉定中组件不能给升降舵的PCU 提供输入，因为A/P升降舵作动筒将升降舵输入扭 矩管锁定，使PCUs的输入连杆不能动。然而，马 赫配平作动筒将转动中位偏移传感器。来自中位偏 移传感器及升降舵位置传感器的信号送到FCC， FCC知道中位偏移位置发生了改变而升降舵位置没 动，FCC就计算一个A/P信号，使A/P升降舵作动筒 运动，从而使PCUs的输入连杆运动。 第二节 数字式飞行控制系统（DFCS）基本组成： 一、DFCS有一个方式控制板（MCP） 二、两台飞行控制计算机（FCC）

9、 三、作动筒 四、其它部件：控制舵面位置传感器、驾驶盘操纵 （CWS）力传感器、自动飞行状态通告器（ASA） 、综合飞行系统附件组件（IFSAU）、马赫配平作动 筒、起飞/复飞（TO/GA）电门、自动驾驶（A/P）断 开电门 一、方式控制板 方式控制板（MCP）是驾驶员与飞行控制计 算机（FCCs）之间的基本接口，机组利用 MCP可完成如下功能： 、衔接自动驾驶仪、打开飞行指引仪、预 位自动油门； 、选择自动驾驶仪、飞行指引仪、自动油 门系统的工作方式； 、选择和显示航道和航向、目标速度和高 度等飞行参数。 二、飞行控制计算机A和B 计算自动驾驶指令、飞行指引指令、高度警戒信 息、速度配平指令

10、、马赫配平指令、自动驾驶断 开警告信息，所需要的数据来自： MCP传感器 、无线电导航系统、大气数据惯性基准系统（ ADIRS）、飞行管理计算机系统（FMCS）、自 动油门（A/T）系统、控制舵面的位置传感器、 自动驾驶作动筒位置传感器 、 自动驾驶指令 自动驾驶可以有两种工作状态：指令（CMD） 状态和驾驶盘操纵（CWS）状态。 指令状态：FCC计算自动驾驶仪作动筒的指令， 作动筒将指令输入到动力控制组件（PCU）去控 制副翼和升降舵。 驾驶盘操纵状态：位于驾驶盘下方的力传感器感 受驾驶员施加在驾驶盘 和驾驶杆上的操纵力， 并将此信号送至FCC。FCC将指令送到驾驶仪的 作动筒去控制副翼和升

11、降舵。 FCC还送指令到安定面配平电动作动筒去配平安 定面。 自动驾驶的工作方式显示在公用显示系统（CDS ）姿态指示器的上方。若要断开自动驾驶，驾驶 员可按压位于驾驶盘上的断开电门。当自动驾驶 断开时，可以听到来自音频警告组件的音响警告 ，同时自动飞行状态通告器（ASA）上的红色 A/P灯闪亮。若驾驶员按压位于ASA上的红色A/P 通告器或按压A/P断开电门，则ASA上的警告及 音频警告被复位（取消）。 、 飞行指引指令 飞行指引仪打开时，FCC计算制导（指 引）指令显示在CDS上。若飞行指引仪 关闭，指引杆不出现，也没有警戒信息 。当在MCP板上设置了飞行指引仪的工 作方式，则相应方式及状

12、态也显示在 CDS显示器上。 、 高度警戒 高度警戒功能要利用在MCP板上设置的 高度。当飞机接近或飞离设定高度时， FCC将告知飞行员。该功能不要求自动 驾驶及飞行指引必须衔接。高度警戒包 括来自遥控电子组件（REU）的声音及 在CDS显示器上的视频信息。 、 速度配平 FCC将速度配平信号送到安定面配平主 电作动筒，去控制水平安定面的运动， 这一控制作用增强了飞机在低空速时的 稳定性。当飞机速度降低时，水平安定 面运动使飞机低头，从而增大了飞行速 度，当飞机速度增大时，水平安定面运 动使飞机抬头，从而减小了飞行速度。 此功能仅当自动驾驶来衔接时有效。 、马赫配平 FCC将马赫配平信号送至马

13、赫配平作动筒以控制升降舵 运动，当马赫配平作动筒输出轴运动时，它将转动感觉 定中组件，进而使升降舵的动力控制组件（PCU）的输 入杆运动，这样就使升降舵运动。在较大空速飞行时， 马赫配平信号将保持飞机抬头。在起飞阶段，马赫配平 作动筒将升降舵置于使飞机低头的位置，这使得驾驶员 可以将水平安定面运动到使飞机加大抬头的位置。在起 飞阶段，若一台发动机失效，这将使飞机增大抬头，并 称之为FCC控制的中位偏移生效范围（FCNSE）。 CPU1计算以下指令： FD俯仰及倾斜指令 马赫配平指令 安定面及速度配平指令 高度警戒指令 巡航和进近阶段的AP倾斜指令 巡航阶段的AP俯仰指令 进近阶段AP备用的俯仰

14、指令 自动着陆（进近、拉平、复飞）监控 副翼限制信号 衔接联锁高电平信号 方式及通告器警告逻辑 CPU2计算以下指令； 进近阶段AP俯仰指令 进近阶段AP备用倾斜指令 安定面及速度配平警告 副翼限制器监控 自动着陆监控 衔接联锁低电平信号 软件数据装载程序 三、AP作动筒 1、AP作动筒的作用是将来自FCC的指令电信号转换 成液压控制的机械输出。作动筒的输出是副翼和升舵 PCU的输入。由PCU控制舵面运动。 2、工作 飞机上有四个AP作动筒，它们独立工作。两个作动 筒控制副翼，另两个作动筒控制升降舵。一个副翼作动 筒和一个升降舵作动筒接收来自FCC A的电信号，这些 作动筒从液压系统A得到液压

15、压力；另一个副翼作动筒 和升降舵作动筒接收来自FCC B的电信号，这些作动筒 从液压系统B获得液压压力。 仅用副翼作动筒A或副翼作动筒B就可实现对副翼的控 制。在双通道工作方式下，A、B两个副翼作动筒共同 工作控制副翼。升降舵作动筒工作情况类似副翼作动筒 。 作动筒输出摇臂上的剪切铆钉在作动筒内部阻塞时起保 护作用，驾驶员施加的操纵力大约为100磅就可以超控 任何阻塞情况，这会使剪切铆钉剪断。 4、功能描述 AP作动筒将来自FCC的电信号转换成液压压力，使其主活塞及 输出曲柄运动。作动筒位置传感器将位置信号提供给FCC。 1）、AP衔接之前 AP衔接之前，AP作动筒电磁活门未被激励，这就阻止液

16、压 进入作动筒，没有液压压力锁定活塞弹簧使锁定活塞远离内部输 出曲柄轴。这样，当舵面运动时输出曲柄可以自由运动。 2）、AP衔接 AP衔接时，来自MCP板的信号激励作动筒电磁活门，这就给 转换活门和锁定电磁活门加上液压。位于作动筒电磁活门和锁定 电磁活门之间的锁控衔接节流孔有两个作用： 保证到达调压器的最大流量压限制值内，防止液压超压。 给同步过程一个延迟时间。 3）、AP作动筒的同步 舵面位置传感器（副翼或升降舵）将信号送到FCC，FCC输出控 制指令到转换活门，使主活塞运动到与内部输出曲轴校准位相应 的位置（即与LVDT位置对应）这就是同步过程，它防止当FCC 衔接锁定电磁活门时舵面突然运动。 主活塞与内部输出曲轴同步之后，