FMCS

独立工作，独立功能，故障互不干扰！！！
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FMS结构框图
FMS是几个独立系统组成的联合体
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还包括其他系统：

通过主飞行显示系统显示和指示有关飞行信息；
通过无线电通信与导航系统获得通信、空中交通和无 线电导航数据； 通过飞行操纵系统控制飞机的姿态； 通过自动油门系统调节发动机功率；


合并到FMCS中，由FCC取代ATC

Boeing747-400的A/T由FMC完成，添加了推力管理功能。
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1.4 FMS 主要性能、功能


具有强大的导航、性能计算、制导和显示功能； 实现飞机的全自动导航，大大减轻飞行员的工作负担； 提高飞机操作的自动化程度，
实现整个航路400ft以上的全自动飞行控制 实现对第四维——时间的管理，达到节油和节省时间的目的。
采用大圆弧路径使两点之间的飞行距离最短

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飞行阶段的性能功能 – 下降/进近

下降
FMS根据飞行员输入或储存的导航数据确定
飞机开始下降的顶点。飞机在下降阶段时， 由FMS确定下降速度，最大限度地利用飞机 的位能，节省燃油消耗。
飞机总重、成本指数、阻力因素等）

自动飞行，或飞行指引 显示信息增多：新型电子飞行仪表取代机械式仪表 导航、制导：
–
–
导航：大圆航线
制导：FCC (Flight Control Computer) ，TMC (Thrust Management Computer)

数据管理：DME,VOR,IRS输入数据决定飞机位置 自检（BITE）：快速诊断故障并向维护人员显示

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一、发展历程

早期（60年代），装有一台数字计算机和一个专用控制显 示组件的高级区域导航系统：横向和垂直导航。 （70年代中期）为了对付石油短缺和价格的飞涨，引进性 能数据计算机： （增加）


开环最优功率、巡航高度和当时飞行条件下的空速指引。 该系统仅计算一些原来可在《飞行手册》上查得到的性能数据， 尚未与自动驾驶仪耦合，也不提供导航功能。
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性能管理
制导
显示功能
自检功能
效果：

实现了全自动导航
降低耗油
全自动着陆：不受气候限制 减轻飞行员工作负担 减轻维护员工作负担
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国外民用飞机飞行管理系统发展现状

目前，美国是世界上飞行管理系统的产品的主要供应 方，核心技术主要掌握在美国霍尼韦尔公司等少数公 司手中。
• 为保障欧洲电子核心产品逐渐进入民用飞机的装备领 域，从上世纪80年代起，在航空电子系统承包时，欧 洲空中客车公司就十分强调以欧洲公司为主，扶植研 发欧洲自己的飞行管理系统，以凭借飞机平台的发展 机会，为欧洲航空电子厂家创造掌握核心知识产权的 机会和条件。
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飞行航路
起飞机场, 目的地机场

起飞全重以及性能要求
最经济速度
巡航高度
计算推力限期值
最佳飞行 Time money
定位 飞行时间 精度

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1.1 FMS引言


FMS发展史飞行管理的概念最早可以追溯到20世纪20年代。自 从1929年杜立特上尉历史性的盲目飞行后，人们感 到借助一个系统摆脱完全依靠飞行员的感官进行飞 行的重要性。但飞行管理系统直到20世纪60年代才 真正开始发展起来，并大致经历以下5个发展阶段： 区域导航系统、性能管理系统PMS、飞行管理系统 FMS、四维导航和新一代飞行管理系统。
爬高速度和规定的发动机推力下，以最佳爬高 角度到达规定的高度）。

FMC还根据情况向飞行员提供分段（阶梯）爬 高和爬高顶点高度的建议，供飞行员选用。

这些建议一旦实施可使飞行进一步节省燃油。
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飞行阶段的性能功能 - 巡航

FMS根据航线长短、航路情况等选定最佳巡航 高度和最佳巡航速度。

在飞行的两机场之间采用大圆弧路径，结合无 线电甚高频导航获得最优巡航飞行。 Nhomakorabea4
飞行管理系统（FMS）是大型飞机数字化电子系统的核心， 它通过组织、协调和综合机上多个电子和机电子系统 的功能与作用，生成飞行计划，并在整个飞行进程中 全程保证该飞行计划的实施，实现飞行任务的自动控 制。 现代飞机上广泛采用的飞行管理系统是综合化的自动飞 行控制系统（AFCS），它集导航、制导、控制、显示、 性能优化与管理功能为一体，实现飞机在整个飞行过 程中的自动管理与控制。装备了飞行管理系统的飞机， 不仅可以大量节省燃油，提高机场的吞吐能力，保证 飞机的飞行安全和飞行品质，而且可以大大提高驾驶 舱的综合化、自动化程度，减轻驾驶员的工作负担， 带来巨大的无可估量的经济效益。 目前，一个典型的飞行管理系统不仅能够根据飞机、发 动机性能、起飞着陆机场、航路设施能力、航路气象 条件及其装载情况，生成具体的全剖面飞行计划，而 且能够实现多种功能。

提供从起飞到进近着陆的最优横向飞行轨迹和垂直飞行剖面。
总之： 飞行管理系统能对飞机进行综合管理，可实现飞机的自动飞行与最佳性能 管理。 即：以最佳的飞行路径从起飞机场飞到目的地机场以最佳的飞行剖面、最 省燃油的方式飞行，这不但大大减轻了驾驶员的操作负担，并且获得很好 的经济效益。
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FMS在起飞、爬高、巡航、下降、进近阶段的 性能功能说明（阶段说明）
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核心部分——飞行管理计算机系统 （FMCS）
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执行部分——自动飞行控制系统AFCS

组成部分：

FCC-MCP-做动筒-舵面（翼面）等

FCC安装在飞机电气电子设备舱的设备架上，MCP安装在正、副驾
驶员正前方的驾驶舱遮光板上。

功能：

对自动驾驶仪、飞行指引系统、高度警戒、速度配平、马赫配平等进行 综合控制。
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同时对于飞机的市场销售采取了灵活的应用方式， 即由飞机买主决定装备欧洲还是美国的飞行管理系 统产品。这样既削弱了美国供应商一家独大的局面， 降低机载设备的装备成本，增强了市场竞争力，又 在后继型号发展中不断深入消化、逐步吸纳霍尼韦 尔的先进技术，提高欧洲的自研能力，保障其飞机 及航空电子系统的核心技术和知识产权效益不断增 长。（欧洲）
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飞行阶段的性能功能 - 起飞

飞行员通过FMCS的CDU输入飞机全重和外界温度， FMC进行计算，为飞机提供最佳起飞目标推力。 这个起飞目标推力使飞机在规定时间内达到起 飞速度，不会损伤飞机发动机。

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飞行阶段的性能功能 - 爬高

根据飞行员的选择和FMC确定的目标推力和目
标速度，FMS提供最佳爬高剖面，（在规定的
1.3 FMS 的组成（图1-1）

主要四大部分：FMCS、IRS、AFCS、A/T

FMCS-包括FMC和CDU，各机型FMC和CDU台数不同。

IRS-是FMC基本传感器，向FMC提供2/3台IRU输出的导航数据， FMC进行加权平均，主要参数有PPOS、GS、TRK、WIND等。
AFCS是操作系统：自动驾驶、飞行指引、高度警戒、速度配平、 安定面配平、马赫配平综合控制 A/T：伺服电动机、油门杆

FCC接收来自飞机各传感器的信号、飞行方式，处理信息、数据，输出 指令给操纵副翼、安定面、升降舵等控制翼面，从而操纵飞机进行横向 和垂直制导。
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执行部分——自动油门A/T

组成部分：

ATC 油门机构：装在电气电子设备舱里；

功能：

接收各传感器的数据和MCP送来的工作方式和性能选择数据进行计算， 从而操纵油门杆置于恰当位置。
通过中央数据采集系统收集、记录和综合处理数据；
通过空地数据链系统收发航行数据； 通过机上告警系统提供系统监控和告警等功能。
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FMCS
飞行 管理 系统 FMS
FMC CDU EFIS IRU MSU ISDU
IRS AFCS A/T
FCC MCP
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敏感部分——惯性基准系统（IRS）

组成部分：
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飞机性能管理系统（PMS）：耦合自动驾驶仪（巡航）、自动油门
（纵向剖面） （80年代）

根据存储的数据计算爬高、巡航和下降剖面 制导按此剖面飞行 飞行员负责导航工作，以及起飞爬高和下降操纵

高级区域导航系统+飞机性能管理系统（现在） ：

导航数据库（提供从起飞到降落的闭环横向制导功能）， 性能数据库（提供节约燃油、降低直接运行成本的垂直制导能力） 该系统将自动飞行控制、发动机推力控制、先进电子仪表和显示系统结
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1.2 FMS 简介（说明）
轨迹生成
制导率 计算
A/P A/T 飞
机 导航 数据
IRS和 无线电 导航 设备
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FMS工作过程

原始参数


根据飞机所在的位置、飞机性能参数、目的地机场的经 纬度和可用跑道、各航路点、无线电导航台、等待航线、 进近程序等信号或数据进行综合分析运算。 导航数据库：在FMC内存储杰普逊航图的数据； 性能数据库：在FMC内存储飞机性能手册的数据；
合在一起，减轻负担，最优性能的飞行。
• •
首次安装：1981年12月试飞的Boeing767 1982年2月试飞的Boeing757及其后的各型现代飞机上
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二、作用
系统各组件、传感器和显示部分由ARINC-429数字数据联系起来。FMC & FMS的组 件一起执行如下操作：

飞行计划：制定、执行飞行计划（横向、纵向） 性能管理：计算爬高、巡航和下降最低成本飞行剖面（依据待飞航线、巡航高度、
领航员
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装上FMCS后

现在这些数据都存储在FMC内.FMC内存储的与杰普逊航 图一样的数据,称为导航数据库.飞行员使用CDU与FMC通 信,可以很容易地调用计算机内所储存的各种信息数据, 用于飞行的各种性能数据在CDU上显示出来,还能在水平 状态指示器(HSI)上显示. 实现了全自动导航,不但大大减轻了飞行员的工作负担, 提高了飞机操作的自动化程度,更主要的是FMC能提供从 起飞到进近着陆的最优侧向飞行轨迹和垂直飞行剖面.

IRU装有激光陀螺的部件，安装在电气电子设备舱里； MSU和ISDU连在一起装在驾驶舱头顶设备板上；

功能：

导航参数计算：

位置（Φ 、λ ）、地速、姿态、航向、航迹、风向、风速等

工作方式选择：

飞行员通过MSU选择IRS的导航、姿态、校准和关闭四种工作方式。

起始校准：

输入起始点位置 飞行员可在ISDU上选择显示飞机的位置经纬度、航向、风向、风速等数据，对IRS进行起始 校准。

计算信息

确定飞机的航向、速度以及爬高、下降角度和升降速度、 阶梯爬高和下降指令。从而确定飞机飞行的水平和垂直 剖面。
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输出

飞行员使用CDU与FMC通信，可以调出信息（导航、引导、飞行 计划和性能数据），并显示在 CDU或 水平状态指示器HSI。 马赫空速表（MASI）显示速度 发动机指示及机组警告系统（EICAS）显示推力限制值。
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导航功能
飞机的准确位置：由测距机（DME）、全向信标（VOR）和惯性 基准系统（IRS）的输入数据综合决定的。 根据飞行员输入的待飞航线、巡航高度、飞机总重、成本指数、 阻力因素等数据计算最低成本飞行剖面。 AFCS和A/T控制飞机沿着最佳剖面飞行 飞行员参考飞行指引仪进行人工驾驶
飞行管理计算机（FMC）发送操纵指令到飞行控制计算机（FCC） 和推理管理计算机（TMC）来完成制导功能。 新型电子飞行仪表与FMS结合起来： 显示范围更广的信息，且有更大的灵活性以适应客户的需要 及将来进一步的发展。 FMS有内装自检设备-BITE，快速诊断故障并向维护人员显示， 更换失效部件。 保证FMS具有99.9%可靠度的签派能力。 每一飞行小时需一个维护人工小时。

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优点： 自动化程度提高 飞行员操纵飞机简单、方便 减少飞行员负荷，便于安全管理飞行
起飞机场、目的机场及规定的航路 轨迹生成
飞机位置点、飞机性能参数、目 的机场的位置、航路点、无线电 导航台、进近程序
修正航路
概念 导航：着重于利用导航系统（IRS和无线电导航系统）信号准确地确定飞 机当时的位置。 制导：是计算航迹偏差，并产生操纵指令，使飞机沿着所选定的飞行剖 面飞行。 18
第一章 飞行管理系统（ FMS）概述
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WHAT TO LEARN?
FMCS
FMS
AS
是现代飞机上的飞行管理设备; 是最先进的机载电子设备的代表; 在飞机上是一个完整、独立的系统; 执行自动飞行管理的功能。
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未安装FMCS飞行时
飞行员必须参考地图,飞机性能手册,航图,各
种图表和计算器,以此获得导航和性能的信息 数据.