圖 " "%飛行 &推進綜合控制系統結構圖
圖 " "示出飛行 &推進綜合控制系統的結構圖。基本遞階、分散概念把綜合系統劃分成若干子系統,按模塊設計各飛行模態控制律。操縱指令發生器的功能是把駕駛員的指令或飛行管理軌跡優化命令生成器給出的信號轉化為飛機的飛行變量組合,產生希望的飛機響應。控制器計算出跟蹤期望軌跡所需的控制量。這一過程先采用全狀態反饋設計
(轉化為輸出反饋),再斷開不重要的反饋通道進行簡化,然后對給定的反饋結構進行優化。控制選擇器輸出按一定控制邏輯構成的執行指令,使各氣動面、進氣道、發動機和尾噴管協調動作,達到最佳性能。
隨著主動控制技術的發展,現代飛機有更多的操縱面來實現諸如直接升力、直接側力、陣風減緩、結構疲勞控制和乘坐品質控制等功能,發動機可能具有 ’個受控參數,噴管可能兼管推力矢量、換向和噪聲控制。飛行控制和推力控制的復雜性不斷增加,控制裝置的數目也將愈來愈多。
前面介紹了飛行 &火力綜合控制系統和飛行 &推進綜合系統,自然聯想到應有飛行 &火力 &推進綜合系統。實際上,美國從 (’世紀 )’年代初就開始飛行 &火力 &推進(**+,)綜合系統的研究。 -**+,一體化設計基于各項先進主動控制技術,更完善地綜合飛行、火力、推進、導航及航空電子等子系統,飛機的總體性能將大大提高。篇幅所限不予詳述。
第八節 %飛行管理系統
一、產生背景、發展歷史
%背景 (’世紀 .’年代,中東石油危機使燃油成本與飛行成本的比率從 (/0上升到 1/0左 •2(•
第九篇 +飛行控制系統檢修
右。各航空公司競相設法擺脫困境,采用的方法可歸納為: 采用低速飛行軌跡線,擬定詳細的飛行計劃和減輕飛機重量。 "發展新型飛機,采用復合材料和更高強度的合金減輕飛機重量,采用 "、"技術降低飛行阻力減少油耗,采用高巡航高度機翼和低油耗發動機。 應用飛行管理系統。飛行試驗表明,采用飛行管理系統,節油率可達 %&’ (),這說明有很高的經濟價值。此外,現代飛機的功能愈來愈強,機上設備日趨復雜,大大加重了駕駛員的負擔。飛行管理系統具有積極有效的管理功能,可承擔駕駛員大部分工作,駕駛員可集中精力完成更重要的工作,飛行安全性得以提高。由于經濟與安全兩方面的需要,近代飛機幾乎都配備飛行管理系統。
*+發展歷史
飛行管理系統的發展可分為五個階段:
(%),-年代末到 .-年代初 + %/,0年,美國用于軍用飛機的數字航空電子系統(包括慣導系統)被移植到波音 .&.飛機上,這是民用機載電子系統發展的重要標志。用于民用飛機的數字機為飛行管理系統的產生奠定物質基礎。此外,美國還研制了滿足 "12340*、 40(總線的區域導航系統。該系統由機載計算機、控制顯示裝置和多顯示功能的陰極射線管組成,可勝任飛機水平與垂直導航。在此期間未發生石油危機,因此工作成本和節油等經濟問題尚未提上日程。
(*).-年代中期 +中東石油危機成為新的挑戰。美國研制成功了性能數據計算機。這種計算機將飛行手冊所提供的性能圖表再現出來,并實現最優推力、最優巡航高度和最優空速的實時開環控制,但并沒有與自動駕駛儀和自動油門控制系統交聯,也不具備導航能力。
(().-年代中期 +性能管理系統在性能數據系統計算機的基礎上發展起來。這種系統是由性能數據計算機與自動駕駛儀、自動油門控制系統組成的閉環系統。依據性能數據計算機中存儲的數據和曲線,計算出飛機爬高、巡航和下滑的飛行剖面圖并將控制信號輸向自動駕駛儀和自動油門控制系統,使飛機按算出的飛行軌跡飛行。駕駛員在此系統中仍承擔導航和啟動飛機爬升和下滑的任務。
(&).-年代末期 +區域導航系統與性能管理系統相結合形成了現代飛行管理系統。此系統除控制飛機按最優軌跡飛行外,還配備了一個很大的導航數據庫,實現整個飛行過程的閉環水平導航和垂直導航。
(4)0-年代中期 +空中交通日趨繁忙,飛機往往不能準時著陸,需要在空中做保持飛
行或排隊飛行。在美國這種飛行消耗的燃油可達 %4億加侖左右。解決辦法是實現四維(& 5)導航,也就是在導航中考慮時間因素 ’&5導航系統控制飛機按空中交通管制系統給定的時間準確到達機場(誤差僅為幾秒),從而縮短航線使用的高峰期,提高飛行安全性,并減少燃油消耗。 &5飛行管理系統是飛行管理系統發展的重要標志。
二、飛行管理系統的組成與功能
%+定義飛行管理系統(62789: ;<;8=>=<: ?@A:=>縮寫為 6?)是高級數字系統,其中集成各種傳感器、顯示器以及各種系統,保證最經濟的飛行航線和最輕的駕駛員工作負荷。 •%(%(•
第九篇 "飛行控制系統檢修
"組成
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