中国航空精密机械研究所研制惯导测试和飞行模拟设备的趋向

一、研制惯导测试和飞行模拟设备的特点中国航空精密机械研究所研制惯导测试及飞行模拟设备已有二十年的历史。目前已研制了并正在研制计算机控制和对测试数据自动化处理的第二代测试设备。在研制这些设备的过程中有以下五个特点。 (一) 自动化程度要求高。测试系统有手动和自动两种工作方式。自动工作方式     

考虑几何限制的航向道模式设计

民机自动飞行系统在截获LOC信标切入跑道中心线时，由于空间几何限制导致较大超调，会对飞行安全产生不利影响。针对这一问题，设计了一种考虑几何限制的航向道模式。为了解决LOC线性区外信号不能用于自动飞行指令计算的问题，利用飞行管理系统的现有功能计算出飞机偏离跑道中心线的水平偏差；使用切入点位置和最大滚转角的几何限制作为机动判断条件，同时以进入线性区作为LOC模式的激活条件，使得飞机在达到几何限制时能提前机动。最后，通过仿真对比了采用三种不同LOC截获方法时飞机的响应，仿真结果表明所提出的方法能够有效解决因几何限制导致的LOC截获超调问题。     

飞行管理系统中飞行计划模块的功能设计与仿真实现

飞行计划模块包括飞行计划管理、航迹优化计算、飞行中实时执行等子功能模块。首先研究了飞行计划的人工创建、自动创建、状态管理等功能模块的实现方式;然后研究了水平航迹(水平计划)合成、三维航迹(垂直轨迹)优化和四维航迹生成模块的实现方式;对于飞行计划的实时执行功能模块,研究了由于危险天气、空管限制、飞机构形等因素限制而进行计划偏离、直飞、等待、激活备用计划、航路备降、盘旋等待等功能模块的实现方式;最后以波音737-800飞机的相关数据为例进行了仿真计算,研究结果可为飞行管理系统的研究提供参考。     

利用FMS提高运行效益的方法

中国民航现有的大型客机绝大多数都装备有飞行管理系统(FMS),虽然它具有性能管理、自动飞行、区域导航等功能,但是,由于航路结构、管制的限制以及应用不利等种种原因,FMS没有充分发挥作用并带来应有的效益。本文结合我国情况,从改变飞行计划、调整成本指数、飞机调速.选择爬升/下降剖面、调整飞行高度层等方面,提出了降低运行成本,提高运行效益的方法。     

自由飞行关键技术之一——ADS-B数据链

美国联邦航空局(FAA)和一些航空公司都积极支持“自由飞行”的概念,但要实现这种概念必须采用一些关键技术,其中包括新型的自动数据链网络。所谓自由飞行是指在无冲突或其他空管限制条件下,驾驶员可以自由选择航迹,以节省燃油或保证飞机准时到达目的地。“自动相关监视-广播”(ADS-B)数据链显然是发展自由飞行概念所需的数据     

大型客机CAT Ⅲ级自动着陆机载设备需求

CAT Ⅲ自动着陆在恶劣天气进场着陆时具有较高的安全性和可靠性,对此类运行机载设备的研究具有重要的意义.本文首先从基本概念及原理出发介绍了进场着陆等级的划分、故障一性能下降和故障-工作两类自动着陆系统以及完成自动着陆的机载自动飞行系统及设备,然后指出决断高度DH和跑道视程RVR对CAT Ⅲ自动着陆机载设备的限制,最后介...     

基于Stateflow的自动飞行模式转换逻辑研究

现代民用飞机的自动飞行模式有很多种，且各模式间相互关联和影响，容易造成模式转换的混乱。为解决模式转换的混乱问题，对自动飞行模式转换逻辑进行了研究，分别梳理了飞行指引、自动驾驶仪以及横向和纵向模式转换关系。利用Stateflow搭建了自动飞行各功能的模式转换模型，同时利用Matlab的GUI搭建仿真的飞行控制板和自动飞行模式显示界面，模拟仿真飞机的自动飞行模式转换功能。最后通过预期的模式转换矩阵的方式验证平台中模式转换的正确性。     

PBN全球实施规划

<正>随着空中交通服务需求的不断增长,国家空域系统面临着许多问题,如有限的空域资源、空中交通拥挤导致效率下降等。这些问题的解决,对导航方式提出了更高的要求。传统导航从引入至今,对航空业有很大贡献,但由于其对传统地基导航设施的依赖,航空器在航路和飞行程序上有着很大的限制,只能从一个固定的导航台飞向另一固定的导航台,极大地限制了点到点飞行的灵活性,传统导航已经渐渐不能满足民航业发展的需求。为了解决空域容量、飞行效率等问题,区域导航(RNAV)和所需性能导     

自动油门系统故障

据机组报告,B2933在执行深圳至沈阳航班任务时,在起飞、改平、爬升、下降过程中,右油门杆始终需要人工收加油门。1.自动油门系统工作原理自动油门系统(A/T)用于起飞至着陆期间自动控制发动机推力,减轻飞行员工作量;是一个计算机控制的机电系统,主要与数字飞行控制系统(DFCS)和飞行管理计算机系统(FMCS)共同控制发动机推力。其组成主要有:自动油门(A/T)计算机、方式控制面板(MCP)、A/T伺服作动器、功率杆角传感器(PLA)、A/T断开电门、起飞复飞电门、自动飞行状态信号牌(ASA)、推力方式信号牌(TMA),还有其他传感器如攻角传感器、…     

民用飞机自动飞机控制系统的发展（下）

5 有关飞行控制自动化的争议 前10年内飞行控制自动化领域出现过两次较大的争论。 5.1 飞行控制自动化导致设备复杂化，是否影响了驾驶员的理解和接受能力，影响了飞行安全？或者说飞行控制自动化是否过头了？ 当时从人机接口关系上曾提出过一些正面教学的观点： (1) 自动飞行方式过多，在某些方式的自动过渡中易使驾驶员模糊或误解； (2) 某些驾驶员过分依赖自动化，造成盲目的安全感而导致意外失控； (3) 驾驶员长期依靠自动化系统而缺乏手动操纵实践，技术熟练程度逐渐下降和荒废，当出现某些意外时，将手足无措，不能操纵改出； (4) …     

民机自动飞行模式设计规范与适航性分析

民机自动飞行系统对降低飞行员工作负荷、提高飞行安全性具有重要作用.分析了自动飞行系统飞行模式设计的相关适航规范要求,研究了模式设计的基本方法和软件开发工具,以及适航符合性验证方法.开发了一种飞行模式设计与仿真平台,基于MATLAB/Stateflow设计飞行模式及其切换机制,采用MATLAB/GUI接收驾驶员操作输入,并调用飞行动力学模型进行实时仿真.形成一个集模式设计、仿真和验证一体化的闭环平台,可用于民机飞行模式的设计和适航性分析.     

驾驶舱机组人员自动化系统项目综述

随着自动化技术的广泛发展和应用,驾驶舱实现无人化将成为未来发展的趋势。但现阶段自主技术 的发展和安全性水平使得军用直升机的驾驶飞行仍需飞行员的参与控制。而且,受飞行员生理极限等因素的限 制,有人直升机在作战时间、出动架次等方面存在很多局限。为此,美国国防部及工业界积极开发自主技术。 “驾驶舱机组人员自动化系统（ALIAS）”项目就是其中之一。该项目将自主技术用于现役的有人驾驶飞机, 降低机组人员的工作负荷和提高安全性,同时减少执行任务的机组人员的数量。该项目经飞行演示验证在一定 程度上缓解了飞行员的工作强度。     

A pilot-centered autoflight system concept

Ease of use has become a primary concern in avionics recently. Pilot training time represents a significant cost to aircraft operators, and the importance of human factors considerations in safety has been highlighted by the FAA, who notes that human error is a cause in roughly 70% of aircraft accidents. These concerns have led to a new focus on human-centered design, which seeks to define system functionality based on the user's perspective rather than that of the designer. We have used the principles of user-centered design to develop a new autoflight system concept that integrates the autopilot and flight management system functions into a single user interface that most pilots can learn to use within about fifteen minutes. This is in contrast to the weeks required to learn a typical flight management system     

复飞研究与实践

讨论中断进近复飞决断，有助于提高飞行员的决断能力和处境意识。若很好地完成复飞，飞行员必须明确复飞的前提条件，掌握复飞决断的标准，了解复飞决断的影响因素，理解正确复飞决断的原则，熟练掌握复飞的正确实施方法，这样才能有效地保证飞行安全．顺利完成飞行任务。     

民机飞行机组操作程序设计探讨

飞行机组操作程序是飞行员完成驾驶舱操作任务的基础,对于确保飞机安全飞行具有重要的意义。参考民用航空领域若干典型的驾驶舱操作研究成果,并结合实际工程经验,提出了飞行机组操作程序设计的一般流程、方法,包括制造商在操作程序设计中对适航规章、设计技术和运营经验等方面的内容。提出的设计流程和方法可用于指导民用飞机飞行机组操作程序设计。     

飞机驾驶舱视觉告警信号设计的基本要求分析

飞机驾驶舱告警系统对提高飞行员工作效率和保障飞行安全具有重要的作用。本文主要概述了视觉告警信号的设计标准和信息编码的设计规定,并论述了相关标准中对颜色编码和告警字符的设计规定,为飞机驾驶舱视觉告警信号的设计提供相关设计参考。     

基于Rasch数学模型的飞行理论测评方法

培养合格的飞行员无论对航空公司还是对乘客都至关重要。为了符合航空法规要求和飞行安全,航空公司要定期对所有飞行员进行培训及评测。研究如何通过测试更好地评价飞行员、测评分数,明确能够真实客观反映飞行员水平的能力指标,对航空公司及培训机构都有重大意义。在基于项目反应理论(Item Response Theory,简称IRT)的Rasch数学模型的基础上,通过分析计算试题的难度与质量、试题的鉴别度、人的分数能力等重要参数,建立一套自适应的理论测评方法,进而自动判断试卷的可靠性,同时用真实的测评数据进行回归分析,从而建立一套独特的自适应测评管理方法。在全球范围内首次提出飞行员胜任力三层理论这个重要概念,为飞行员能力评价及试卷可靠性评价提供了可行的实施方案和重要理论依据。     

颠簸区中的飞行及其对策

根据所掌握的国内外有关参考资料，对颠簸区中的飞行气象条件，影响颠簸的几个主要因素，颠簸对飞行的影响以及在颠簸区中飞行时飞行员应采取的一此措施，作了简要的归纳和介绍，以利用飞行人员和气象人员保障飞行安全。     

风洞虚拟飞行试验模拟方法研究

风洞虚拟飞行试验是把飞行器模型安装在风洞中具有三个转动自由度的专用支撑装置上,让三个角位移可以自由转动或者按照飞行器的飞行要求实时操纵控制舵面,来实现较为逼真的模拟飞行器真实机动运动过程,进而达到探索其气动／运动耦合机理的目的。发展风洞虚拟飞行试验,其模拟方法是必须要解决的核心理论问题。针对某典型导弹,开展了铅垂平面内三自由度俯仰运动的开环控制和闭环控制飞行仿真模拟,分析了风洞虚拟飞行试验和真实飞行之间的主要差异及其影响,研究了风洞虚拟飞行试验的模拟方法。结果表明：对铅垂平面内的三自由度俯仰运动,采用俯仰角速度反馈的经典三回路自动驾驶仪闭环控制方式,风洞虚拟飞行试验能够较为逼真地模拟真实飞行过程。     

系统安全性评估中飞行机组人为因素的分析方法

随着飞机系统日益高度综合复杂和自动化水平逐渐提高,飞行员在应对失效或应急情况时往往准备不足,纠正动作可能是不正确、不及时或不完整的,因此系统安全性评估中迫切需要考虑飞行机组人为因素问题。通过分析CCAR25.1309（b）和（c）条款的要求和飞行机组对失效的处理过程,基于功能危险性评估中的失效状态,提出人为因素需求的捕获方法和人为因素分析方法;通过在型号中应用这些方法,从失效状态向告警和程序的角度实现安全性正向设计,建立安全性评估中飞行机组人为因素的完整适航符合性证据链。结果表明：本文提出的方法可有效表明对CCAR25.1309（b）和（c）条款中人为因素相关的适航符合性。