飞行管理体系架构与关键技术进展_禹亮

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飞 行管 理 系 统 的 发 展
FM S 是 在2 0
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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 飞 行 管 理 系 统 在保 证 飞 行 安全 节 省 燃
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油 提 高 机 场 吞 吐 率 实 现 自动 导 航 提 高驾 驶 舱 的 自动 化 综 合 化 减 轻 飞 行 员工 作 负荷等 方面 都起 着 重 要 作用 飞 行管 理系 统 不 但在 民用 航 空 中起 着 关键 作 用 而 且 也 是 军 用 飞 机 完成 飞 行 和 作 战 任 务 的保
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点 从而 提 出 了 在 空 间 三维上 同 时考 虑 时 间 因 素 的 四 C 及 飞 机性 能 维 导 航 飞 行管 理 系统 四 维 F M S 根 据 A l… 数据( P D 功 制 定 飞 行 计 划 通过 导 航 系 统获 取 实 时位 FM C 置 在 飞 行 管理 计 算机 ( ) 的运 算 与协 调 下 使 用 四 维 算 法 进行 自动 导引 产 生制 导 信 息 并利 用 闭环 控 制 使 到 达 机 场 时 间 的误 差 降 至 秒 级 从而 实现 自动
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图 1 飞 行 管 理 系 统 的发 展 过程
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图2 飞 行 管理 系统 功 能模 块交 互 关
体系 架 构
功 能模 块 如 图2 所 示
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F M S 主要 实 现 的功 能 有 飞 行 计 划
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随 着 降低 燃 油 成 本 的 需 求 及 控 制 技 术 的发展产 P M S 主 要 功 能是 通过 计 算 了 生 性 能 管 理系 统 (P M s ) 确 定 最优 飞 行 轨迹 飞 行 速度 飞 行 高度 和 发 动 机推 力 实现 自动 驾 驶 仪 和 自动油 门系 统相 交联 以使 飞
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西 北 工 业 大学 自动 化学院 西 安 7 1 00 7 2
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摘 要 : 飞 行 管理 系统 ( FMS ) 是 现代机载 电子 系 统的 核 心 在各机 种中发 挥 着系 统顶层级 的控 制与协 调 作 用 总 结 了 飞 行 管 理 系 统 的发 展 体系结构 组成 以及功能模块交 互 关系 并 重 点研究 了构建 飞 行 管 理 系 统 的结构 设计 测试 与 评 估 航迹优化 精确 导航等关键技术
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关键 词 : F M s 系 统 结构 航迹优 化
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世 纪6 0 年 代 末 随 着 导 航 的 需 求 以及 在 能源 紧缺 燃 油 价格 上 涨等 因 素 的 影 响 下 逐 渐发 展 起 来 的 F M S 的发展 主 要经 历 了 区 域 导 航 系 统 性 能 管理 系 统 飞行 管理 系 统 四维 导 航 和 新 一 代 飞 行 管理 系统 五 个 阶 段 如 图 1 所 示
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人 / 机 交 互 和 空 地 数据链 表现 为 航 空 公 司 A T C 与 飞 机 的 信 息 交 互 一 般 可 以 通过航 空 公 司 的通 信设 AO C 施( ) 及 空 中交 通管 制 数 据链 ( T C D L )两 种方 式进 A A O C A C A R S 行 通过 等把 飞 行 计 划 天 气 数据 降落 速 度 飞 行 前 初 始化 等 一 系 列 信 息传 递给 F M S 制 导 功 能 即 按 照 F M S 的 制 定 的 飞行 计 划 来 保 证 飞 机 的 飞 行 通 常 F M S 通过 模 式 控 制 面板 (或 飞 控单 元 ) 向飞 行 指 挥仪 自动 油 门系 统 飞 行控 制 系 统等 发 出 相应 的俯 仰 角 偏 转 角 速度 推 力等 命令 实现 FM S 的 制 导 功 能 还 包 括 计 算 并 在 s 上 显 示制 导命 FI E 令 垂 直 及 水 平 导 航 速 度等 与 飞 行 计 划 的 偏差 信息 F M S 飞 行 控 制 即 在 制 导 信 息 的作 用 下 产 生 相应 的 执行 信 号 控 制 舵 机等 执行 机构 保 证 任 务 的 飞 行 计 l 2} 划 的 实施 实 现 飞 行 及 任 务的 自动 控 制 [
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区 域 导 航 系统 (R N A V )主要 作 用 是 为 飞 行 员 或 驾 ] 5 驶 仪 提 供水 平 和垂 直 导航 [
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我 国 对 于 飞 行 管理 的研 究 始于 8 0 年代 末 文 献 「 ] l 系 统 研 究 了 民 机 F M S 的 发 展 并 指 出 了其 发展 的 关键 问题 随 后 一 段 时 期 对 于 飞行 管理 的研 究 较 少 直 至 近 凡 年 来 逐 渐 开 始 了 飞 行 管 理 的仿 真 与 测 试 研 究 降 “} 但 整 体 技 术研 究 还有 待 进 一 步 发展 随着 大 飞 机被 列 为 国家 发展 重 大专 项 面 对 商 飞 以 及 军 用 飞 机 技 术 发展 的 需 求 研 发 自主 的 F M S 已 迫 在 眉 睫 本 文 系 统 总 结 了 国 内外 飞行 管理 的发展 过程 给 出 了 目前
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飞 行 管理 体 系 架 构 与 关 键 技 术 进 展
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行 各 阶 段 的燃 油 成 本最低 导 航 任 务 由领 航 员 完成 8 0 年 代 初 飞 行 技 术 的快 速发 展 要 求 实 现 更 高 层 面 的 协 调 与 管理 而 R N AV 与P M S 之 间 存在 着 大 量 的 数 据 关联 把 区 域 导 航 与 性 能 管理 融 合 在 一 起 从而 形 成 了 飞 行 管 理系 统 该 系统 先后 成 为 波音 和 空 客 公 , 6} 5 司 的标准 机 载 设 备 [
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