中国民航大学空管学院第十二章 自动飞行系统第十二章 自动飞行系统一、概述一、概述自动飞行系统（AFS, Auto Flight System）主要包括三部分内容：1.1.自动驾驶（自动驾驶（APAP）2.2.飞行指引（飞行指引（FDFD）3.3.自动推力（自动推力（A/TA/T）还包括飞行增稳系统（偏航阻尼、安定面自动配平功能）第十二章 自动飞行系统二、自动驾驶（二、自动驾驶（APAP）1.1.自动驾驶仪的基本功能自动驾驶仪的基本功能 （1）自动保持三轴稳定（姿态角的稳定）；（2）接收驾驶员的输入指令，操纵飞机以达到希望的俯仰角、航向、空速或升降速度等；（3）接收驾驶员的设定，控制飞机按预定高度、预定航向飞行；（4）与飞行管理计算机耦合，实现按预定飞行轨迹飞行；（5）与仪表着陆系统（ILS）耦合，实现飞机的自动着陆（CATI,II,III等） 自动驾驶仪通过与飞行管理计算机（自动驾驶仪通过与飞行管理计算机（FMCFMC）交联，与自动油门协同）交联，与自动油门协同工作，可以按照预先制定的飞行计划，实现从起飞后的爬升、巡航、工作，可以按照预先制定的飞行计划，实现从起飞后的爬升、巡航、下降、进近，直至着陆各个飞行阶段的自动控制。下降、进近，直至着陆各个飞行阶段的自动控制。第十二章 自动飞行系统2.AP2.AP的工作原理的工作原理 陀螺地平仪眼睛大脑飞机升降舵驾驶杆手臂驾驶员敏感比较元件放大计算装置飞机升降舵执行结构自动驾驶仪驾驶员控制飞机驾驶员控制飞机 APAP自动飞行自动飞行 第十二章 自动飞行系统工作原理工作原理自动驾驶（自动驾驶（APAP）利用“反馈”控制原理来实现对飞机运动参数的控制。 飞机偏离原来状态，敏感元件感受到偏离方向和大小，并输入相应信号，经放大、计算处理，操纵执行机构，使舵面相应偏转。 当飞机回到原来状态时，敏感元件输出信号为零，舵机以及与其连接的舵面也回到原位，飞机重新按原来状态飞行。 第十二章 自动飞行系统3.AP3.AP的接通与断开的接通与断开 w按压飞行控制面板（飞行控制面板（FCUFCU）上的AP按钮，实现自动驾驶。w当下列情况时，AP1或AP2脱开：按压侧杆上的接杆(takeover)按钮。按压FCU 上相应的自动驾驶(AP)按钮。加在侧杆上的力或在方向舵脚蹬上的力高于基本极限值。移动俯仰配平轮超出基本极限值。第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统三、飞行指引（三、飞行指引（FDFD） 飞行指引飞行指引的工作就是将飞机的实际飞行路线与目标路线进行比较，并计算出进入目标路线所需要的操纵量，以目视的形式在指示器上给出。 指引信号直接显示出操纵要的指令是向上、向下，还是向左、向右，驾驶员看到后，直接跟随跟随指引杆操纵飞机，保证飞机正确切入或保持在预定的航线上。自动驾驶自动驾驶操纵飞机，操纵飞机，“替替”驾驶员飞。驾驶员飞。飞行指引飞行指引不直接操纵飞机，不直接操纵飞机，“指挥指挥”驾驶员飞。驾驶员飞。1.FD1.FD的工作原理的工作原理 第十二章 自动飞行系统（1 1）显示功能）显示功能指引指示器可显示飞机俯仰角、倾斜角和侧滑等状态，供驾驶员判读。2.FD2.FD的基本功能的基本功能 （2 2）指令功能）指令功能可显示飞机俯仰和倾斜操纵指令。（3 3）监控告警功能）监控告警功能可显示告警旗信号。在在APAP衔接前，为飞行员提供目视的飞行指引指令；衔接前，为飞行员提供目视的飞行指引指令；在在APAP衔接后，用以监控自动驾驶系统的工作状态。衔接后，用以监控自动驾驶系统的工作状态。 第十二章 自动飞行系统第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统3.FD3.FD的工作方式的工作方式 （1 1）水平方式）水平方式提供倾斜指令提供倾斜指令w水平导航使飞机按FMC提供的侧向制导指令，沿飞行计划航路飞行；w航向选择使飞机转向并保持在所选的航向上；wVOR/LOC使飞机跟踪所截获的VOR航道或LOC航向道。（2 2）垂直方式）垂直方式提供俯仰指令提供俯仰指令w垂直导航使飞机以FMC提供的速度按照预定的垂直剖面上飞行。w高度保持使飞机保持在目标的高度上；w垂直速度使飞机以选择的升降速率爬升或下降；第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统四、自动推力（四、自动推力（A/TA/T）1.1.自动推力的基本功能自动推力的基本功能 根据输入的各种信息自动控制发动机的推力达到所需要的值。 提供从起飞到落地的飞行全程的发动机推力控制。自动推力工作时还有下列功能：当飞机迎角超过特定界限时，提供最大推力保护提供发动机推力限制指令（N1限制） 第十二章 自动飞行系统2.2.油门杆油门杆wTO/GA最大起飞推力wFLX MCT最大连续推力(或起飞时为FLX 灵活推力)wCL最大爬升(巡航)推力wIDLE慢车推力wREV推力（IDLE慢车反推， MAX最大反喷）自动推力脱开时，可由油门杆直接控制推力：每个手柄位置与给定推力相对应。第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统3.3.自动推力的接通与断开自动推力的接通与断开w油门杆处于油门杆处于A/THR A/THR 工作范围内工作范围内（包括慢车位）时，按压FCU上的A/THR 按钮，就可以起动自动推力。w油门杆位置决定可由油门杆位置决定可由A/TA/T系统指令的最大推力系统指令的最大推力。预位后，自动推力用以下方法启动：把油门杆设置在爬升和慢车卡位之间(双发工作)。把油门杆设置在MCT 和慢车卡位之间(一发工作)。（1 1）自动推力的接通）自动推力的接通第十二章 自动飞行系统（2 2）自动推力的断开）自动推力的断开* * 标准断开标准断开按下油门杆上的自然断开按钮，或两个油门杆放在慢车卡位。* * 非标准断开非标准断开按下FCU 上的A/THR 按钮第十二章 自动飞行系统4.A/T4.A/T的工作方式的工作方式 利用驾驶员选择或者来自FMC的EPR/N1/THR限制值，控制发动机的EPR或N1转速达到目标推力值。（1 1）推力方式（）推力方式（EPR/N1/THREPR/N1/THR） A/T控制飞机的飞行速度稳定在某一速度上，既不使飞机失速，也不使飞机超速。速度目标值来自FMS或者驾驶员自己选择。（2 2）速度）速度/ /马赫方式马赫方式第十二章 自动飞行系统自动油门系统的示意图自动油门系统的示意图第十二章 自动飞行系统五、飞行增稳五、飞行增稳飞行增稳的基本功能飞行增稳的基本功能 （1 1）配平功能）配平功能速度配平、 马赫配平、安定面配平 （2 2）偏航阻尼功能）偏航阻尼功能确保飞机在偏航轴的稳定和协调转弯（3 3）飞行包线功能）飞行包线功能第十二章 自动飞行系统（1 1）最小和最大速度）最小和最大速度： VSW(失速警告) VMO/MMO（2 2）机动速度）机动速度： 绿点 S(最小收缝翼速度)速度 F(最小收襟翼速度)速度飞行包线功能飞行包线功能第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统A320A320第十二章 自动飞行系统本章重点1.自动飞行的组成2.自动驾驶的功能和原理3.飞行指引的功能和原理4.自动推力的功能