1、第第7 章章 航空仪表警告与显示系统航空仪表警告与显示系统123 37.1 航空仪表警告系统航空仪表警告系统7.2 电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统7.3 发动机指示和机组警告系统与发动机指示和机组警告系统与电子中央飞机监控系统电子中央飞机监控系统返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统7.1.1警告系统的组成及功能警告系统的组成及功能现代飞机使用的综合警告系统现代飞机使用的综合警告系统,不仅对超速状况警告不仅对超速状况警告,同时还监控其他飞同时还监控其他飞机系统。在不同型号的飞机上使用的警告系统部件、输入信号以及所监机系统。在不同型号的飞机上使用的警告系统部件、输入信号以及所监控的对象有所
2、不同控的对象有所不同,但总体上的警告输出分为信息、警告灯、警告音响但总体上的警告输出分为信息、警告灯、警告音响。警告系统由电源组件、飞机系统信号收集组件、警告计算机、警告信。警告系统由电源组件、飞机系统信号收集组件、警告计算机、警告信息显示器、警告灯和警告音响装置等组成息显示器、警告灯和警告音响装置等组成,如如图图7.1-1 所示为警告系统组所示为警告系统组成方框图。成方框图。1.电源组件电源组件电源组件满足警告系统工作多种规格的用电需要。警告系统电源多为双电源组件满足警告系统工作多种规格的用电需要。警告系统电源多为双套套,确保警告信号发出。确保警告信号发出。下一页返回7.1航空仪表警告系统航
3、空仪表警告系统2.传感器传感器(信号收集计算机信号收集计算机)在不同机型的飞机上在不同机型的飞机上,用于不同系统的警告信号来源不同。有的使用飞用于不同系统的警告信号来源不同。有的使用飞机系统的传感器和计算机机系统的传感器和计算机,有的使用飞机信息管理系统等有的使用飞机信息管理系统等,监控飞机系统监控飞机系统并将飞机系统的故障信息发送给警告系统。并将飞机系统的故障信息发送给警告系统。3.警告计算机警告计算机该计算机收集、监控来自飞机系统传感器或计算机的信息该计算机收集、监控来自飞机系统传感器或计算机的信息,对上述数据对上述数据进行计算、处理、分类并生成相应的警告信息显示在发动机警告显示器进行计算
4、、处理、分类并生成相应的警告信息显示在发动机警告显示器上上,同时会有警告灯和警告音响出现。同时会有警告灯和警告音响出现。4.警告装置警告装置警告装置包括警告灯、警告喇叭、警告信息显示器、失速抖杆器。警告装置包括警告灯、警告喇叭、警告信息显示器、失速抖杆器。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统(1)警告灯警告灯:出现警告时灯亮出现警告时灯亮,可按压灯罩复位。警告灯出现警告信息时可按压灯罩复位。警告灯出现警告信息时显示为红色显示为红色,出现警戒信息时显示为琥珀色。出现警戒信息时显示为琥珀色。(2)警告喇叭警告喇叭:警告系统的发声装置。警告系统的发声装置。(3)警告信息显示器警告
5、信息显示器:相应系统的警告信号显示器相应系统的警告信号显示器,EICAS 或或ECAM 显示显示器。器。(4)失速抖杆器失速抖杆器:失速抖杆器由失速抖杆器由28 V 直流电动机使操纵杆抖动。抖杆器直流电动机使操纵杆抖动。抖杆器安装在正、副驾驶的驾驶杆上安装在正、副驾驶的驾驶杆上,安装位置有的在驾驶员地板上部的操纵安装位置有的在驾驶员地板上部的操纵杆上杆上,多数飞机都装在地板下部的操纵杆上。多数飞机都装在地板下部的操纵杆上。5.测试装置测试装置警告系统都有自己的测试装置。在驾驶舱顶板测试面板或控制显示组件警告系统都有自己的测试装置。在驾驶舱顶板测试面板或控制显示组件(CDU)及音响警告系统的计算
6、机前面板上实施测试及音响警告系统的计算机前面板上实施测试,观察测试结果。观察测试结果。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统7.1.2高度警告高度警告1.概述概述塔台指挥飞机飞行在不同的飞行层面塔台指挥飞机飞行在不同的飞行层面,飞机必须按照塔台航空管制员指飞机必须按照塔台航空管制员指令的高度飞行令的高度飞行,以防碰撞。机载高度警告系统可以探测到飞机是否偏离了以防碰撞。机载高度警告系统可以探测到飞机是否偏离了指定的高度指定的高度,它将来自大气数据计算机的真实高度与塔台指挥所要求飞它将来自大气数据计算机的真实高度与塔台指挥所要求飞机飞行的高度进行比较。一旦比较结果超出规定的范围机
7、飞行的高度进行比较。一旦比较结果超出规定的范围,将发出视觉和将发出视觉和音响信号警告飞行员。指定的高度由飞行员在方式控制板上选定。音响信号警告飞行员。指定的高度由飞行员在方式控制板上选定。高度警告系统有的集成在自动驾驶系统或采用中央警告计算机高度警告系统有的集成在自动驾驶系统或采用中央警告计算机,还有的还有的是由独立的高度警告计算机组成。是由独立的高度警告计算机组成。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统此外此外,高度警告系统目前已作为飞机最小垂直间隔空域标准高度警告系统目前已作为飞机最小垂直间隔空域标准(RVSM)飞行飞行放行的标准之一。世界范围内实施最小垂直间隔空域标准放
8、行的标准之一。世界范围内实施最小垂直间隔空域标准(RVSM)的国的国家已相当普及家已相当普及,我国飞机飞越我国飞机飞越RVSM 空域的越来越多空域的越来越多,如果飞越如果飞越RVSM 空域空域,要向塔台申请要向塔台申请,同时机载设备必须满足要求。高度警告系统就是飞同时机载设备必须满足要求。高度警告系统就是飞越越RVSM 空域的条件之一空域的条件之一,要确保飞机在垂直方向的高度偏差在一定的要确保飞机在垂直方向的高度偏差在一定的范围之内范围之内,若达不到要求若达不到要求,必须离开必须离开RVSM 空域空域,以免影响飞行安全。以免影响飞行安全。2.高度警告系统的组成和原理高度警告系统的组成和原理飞机
9、在自动驾驶工作状态飞机在自动驾驶工作状态,正常情况应保持飞行在自动飞行控制系统方正常情况应保持飞行在自动飞行控制系统方式控制板式控制板(MCP)上预选的高度上预选的高度,若出现小的干扰量使飞行俯仰姿态改变若出现小的干扰量使飞行俯仰姿态改变时时,飞机系统靠自身的纵向稳定就可以修正到正确的姿态飞机系统靠自身的纵向稳定就可以修正到正确的姿态,但会产生一定但会产生一定的高度偏差。的高度偏差。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统因此因此,高度稳定系统必须有测量飞行高度的传感器、高度给定装置和高高度稳定系统必须有测量飞行高度的传感器、高度给定装置和高度偏差计算装置。一般可以采用大气数据
10、计算机作为测量飞行高度的传度偏差计算装置。一般可以采用大气数据计算机作为测量飞行高度的传感器感器,高度给定装置可以使用自动驾驶方式控制板上的高度选择旋钮设高度给定装置可以使用自动驾驶方式控制板上的高度选择旋钮设定高度定高度,高度偏差计算装置采用高度警告计算机高度偏差计算装置采用高度警告计算机,如如图图7.1-2 所示为高度所示为高度警告系统方框图和高度给定装置。警告系统方框图和高度给定装置。如果垂直气流干扰或在自动驾驶方式控制板上人工输入参数而改变飞行如果垂直气流干扰或在自动驾驶方式控制板上人工输入参数而改变飞行高度高度,则飞机改变了原来的飞行轨迹。当飞机偏离自动驾驶预选保持的则飞机改变了原来
11、的飞行轨迹。当飞机偏离自动驾驶预选保持的高度时高度时,机载高度警告系统将警告机组人员飞机正在偏离预选高度。机载高度警告系统将警告机组人员飞机正在偏离预选高度。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统高度警告系统通过驾驶舱警告喇叭发出音频警示音高度警告系统通过驾驶舱警告喇叭发出音频警示音,高度警告信号灯亮高度警告信号灯亮。在装备。在装备EICAS的飞机显示器上还会显示的飞机显示器上还会显示“ALT ALERT”高度警告字高度警告字样信息。样信息。3.工作过程工作过程自动驾驶衔接后自动驾驶衔接后,作为高度测量装置的传感器作为高度测量装置的传感器大气数据计算机大气数据计算机(ADC)
12、,将气压高度值送入高度比较器将气压高度值送入高度比较器,与自动驾驶方式控制板的预选高与自动驾驶方式控制板的预选高度信号比较度信号比较,按方式逻辑判断高度警戒系统的工作方式按方式逻辑判断高度警戒系统的工作方式,如如图图7.1-3 所示所示为高度警告系统操作。为高度警告系统操作。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统(1)若飞机飞行偏离预选高度在若飞机飞行偏离预选高度在300 900 ft 之间之间,则发出警戒则发出警戒(ALERT)信号信号,警示飞行员飞机已偏离当前方式控制板上的预选高度。警示飞行员飞机已偏离当前方式控制板上的预选高度。(2)若飞机接近预选高度在若飞机接近预选高
13、度在900 300 ft 之间之间,则发出提醒则发出提醒(ADVISE)信号信号,提醒飞行员已接近当前方式控制板上的预选高度。提醒飞行员已接近当前方式控制板上的预选高度。(3)若飞机飞行偏离预选高度在若飞机飞行偏离预选高度在900 ft 以上以上,系统不发出任何警告系统不发出任何警告,表明表明飞机已向选定的新的飞行高度飞行。飞机已向选定的新的飞行高度飞行。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统空客飞机的高度警告系统的方式逻辑有所不同空客飞机的高度警告系统的方式逻辑有所不同:从高于或低于预选高度从高于或低于预选高度900 ft 以外向预选高度接近时以外向预选高度接近时,飞到距离
14、预选高度飞到距离预选高度900 ft 的高度的高度,有警戒有警戒音响音响,琥珀色琥珀色“ALERT”灯亮灯亮;继续接近到继续接近到300 ft 时时,警戒音响消失警戒音响消失,“ALERT”灯灭灯灭;如果飞离预选高度如果飞离预选高度300 ft 时时,有警戒音响有警戒音响,琥珀色琥珀色“ALERT”灯闪亮灯闪亮;继续飞离到距离预选高度继续飞离到距离预选高度900 ft 的高度时的高度时,警戒音响警戒音响消失消失,“ALERT”灯灭。灯灭。4.警告信息警告信息早期飞机的高度警告是当飞机偏出预选高度后早期飞机的高度警告是当飞机偏出预选高度后,高度警告计算机发出高度警告计算机发出C 调音响调音响,琥
15、珀色的琥珀色的“ALTITUDE ALERT”信号器亮。信号器亮。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统而现代飞机的高度警告是由高度比较器的输出信号进入方式逻辑电路而现代飞机的高度警告是由高度比较器的输出信号进入方式逻辑电路,由方式逻辑电路向由方式逻辑电路向EFIS/EICAS 显示管理计算机发出警戒显示管理计算机发出警戒(ALERT)或提或提醒醒(ADVISE)信号。若飞机飞行偏离预选高度在信号。若飞机飞行偏离预选高度在300 ft 以上以上,显示管理计显示管理计算机将处理的信息送到算机将处理的信息送到EICAS 的显示器上的显示器上,EICAS上显示上显示“ALTITUD
16、E ALERT”B 级高度警戒信息级高度警戒信息,将警告灯的离散信号送到正、副驾驶的主将警告灯的离散信号送到正、副驾驶的主警戒灯警戒灯,正、副驾驶员前方遮光板上的琥珀色的正、副驾驶员前方遮光板上的琥珀色的“CAUTION”灯亮灯亮;偏偏离预选高度在离预选高度在300 900 ft 之间时之间时,音响合成卡将电子合成出来的猫头鹰音响合成卡将电子合成出来的猫头鹰叫声通过正、副驾驶的警告喇叭发出叫声通过正、副驾驶的警告喇叭发出,如如图图7.1-4 所示为高度警告系统所示为高度警告系统B 级警戒指示。级警戒指示。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统综上所述综上所述,若飞机飞行偏离自
17、动驾驶方式控制板上的预选高度若飞机飞行偏离自动驾驶方式控制板上的预选高度300 900 ft 之间时之间时,在驾驶舱发出的警告包括有警告音响、在驾驶舱发出的警告包括有警告音响、EICAS 信息和警告灯信息和警告灯指示指示;从从900 ft 以外以外,向向300 ft 接近预选高度时接近预选高度时,有有EICAS 咨询信息咨询信息,无警无警告灯和警告音响。到接近预选高度告灯和警告音响。到接近预选高度300 ft 时时,表示已经截获到预选高度表示已经截获到预选高度,无任何指示。无任何指示。在进近着陆过程中在进近着陆过程中,当飞机的起落架和襟翼在着陆布局或仪表着陆系统当飞机的起落架和襟翼在着陆布局或
18、仪表着陆系统的下滑道截获后的下滑道截获后,高度警告系统抑制高度警告信号的发出高度警告系统抑制高度警告信号的发出,此时需要飞行此时需要飞行员精神高度集中员精神高度集中,避免外部干扰避免外部干扰,完成进场着陆的过程。完成进场着陆的过程。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统7.1.3超速警告超速警告1.概述概述马赫空速警告系统是警告系统的一个组成部分。由空气动力学可知马赫空速警告系统是警告系统的一个组成部分。由空气动力学可知,飞飞行速度越大行速度越大,则空气流过飞机前方的压力也变大则空气流过飞机前方的压力也变大,引起空气压缩量越大引起空气压缩量越大,会对飞机结构造成损坏。因此会对
19、飞机结构造成损坏。因此,出现超速飞行时出现超速飞行时,超速警告信息就会以一超速警告信息就会以一定方式出现定方式出现,引起驾驶员的注意。引起驾驶员的注意。在分立式仪表上在分立式仪表上,如前面已经讲到的马赫空速指示器如前面已经讲到的马赫空速指示器,对飞机的超速状况对飞机的超速状况进行监控、警告。进行监控、警告。在屏幕显示的飞机上在屏幕显示的飞机上,速度限制在主飞行显示器速度限制在主飞行显示器(PFD)的空速带上用红的空速带上用红黑相间区域表示。黑相间区域表示。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统2.马赫空速警告系统马赫空速警告系统1)马赫空速指示器马赫空速指示器马赫空速表是将空
20、速指示器和超速指示器组合在一起马赫空速表是将空速指示器和超速指示器组合在一起,构成一组合式仪构成一组合式仪表。表。马赫空速指示器显示出实际空速和速度限制马赫空速指示器显示出实际空速和速度限制(最大操作速度最大操作速度)。马赫空速。马赫空速表上的白色指针代表计算空速表上的白色指针代表计算空速(CAS),表上的窗口还用数字形式指示出计表上的窗口还用数字形式指示出计算空速和马赫数。红、白相间指针指示最大操作速度算空速和马赫数。红、白相间指针指示最大操作速度(VMO)、最大操作、最大操作马赫数马赫数(MMO)。若马赫空速警告计算机出现故障。若马赫空速警告计算机出现故障,窗口内显示窗口内显示VMO 和和
21、MACH 故障旗故障旗,如如图图7.1-5 所示为电动式马赫空速表。所示为电动式马赫空速表。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统2)马赫空速警告系统的组成及原理马赫空速警告系统的组成及原理大气数据计算机大气数据计算机(ADC)根据全静压系统提供的全压值、静压值、全温探根据全静压系统提供的全压值、静压值、全温探头的温度信号头的温度信号,计算出所需的指示空速计算出所需的指示空速(IAS)、计算空速、计算空速(CAS)、马赫数、马赫数(MACH)等大气数据参数等大气数据参数,发送到马赫空速警告计算机和指示器上。马发送到马赫空速警告计算机和指示器上。马赫空速指示器内部设有最大操作马
22、赫数、最大操作速度探测装置。当探赫空速指示器内部设有最大操作马赫数、最大操作速度探测装置。当探测到超速状况时测到超速状况时,系统提供目视和音响警告。系统提供目视和音响警告。除大气数据输入外除大气数据输入外,还有系统测试、各种条件还有系统测试、各种条件(如放下起落架如放下起落架)及方式选及方式选择的输入择的输入,如如图图7.1-6 所示为马赫空速警告系统的组成。所示为马赫空速警告系统的组成。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统大气数据计算机大气数据计算机(ADC)输出的大气数据信号和直流电源输出的大气数据信号和直流电源,发送到马赫空发送到马赫空速指示器内的超速微处理器。指示器
23、上的白指针指示的是计算空速速指示器内的超速微处理器。指示器上的白指针指示的是计算空速(CAS),红白指针指示的是马赫空速超速微处理器计算出的空速极限值红白指针指示的是马赫空速超速微处理器计算出的空速极限值VMO。超速微处理器根据起落架是否放下、副油箱是否有油、是否挂了。超速微处理器根据起落架是否放下、副油箱是否有油、是否挂了第五台发动机等条件第五台发动机等条件,分别计算出不同条件下的超速极限值。分别计算出不同条件下的超速极限值。装有两部大气数据计算机的系统装有两部大气数据计算机的系统,机长和副驾驶的马赫空速指示器采用机长和副驾驶的马赫空速指示器采用不同的电源不同的电源,音响警告喇叭也使用独立的
24、电源。音响警告喇叭也使用独立的电源。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统当飞机在不同条件下飞行接近超速时当飞机在不同条件下飞行接近超速时,马赫空速指示器内部的超速微处马赫空速指示器内部的超速微处理器的输出信号使指示器上的白色空速指针超越红白指针的限制值理器的输出信号使指示器上的白色空速指针超越红白指针的限制值,并并且使音响警告喇叭发出超速警告声。且使音响警告喇叭发出超速警告声。所有喷气式飞机都有独立的音响超速警告。因为飞机超速飞行是非常危所有喷气式飞机都有独立的音响超速警告。因为飞机超速飞行是非常危险的险的,它会造成飞机结构的损坏它会造成飞机结构的损坏,另外另外,高速飞行时
25、产生的激波也会对飞高速飞行时产生的激波也会对飞机造成伤害机造成伤害,并使飞行的安全性下降。音响超速警告扬声器既可以由主并使飞行的安全性下降。音响超速警告扬声器既可以由主警告系统触发警告系统触发,也可以由分离系统触发。只要空速大于也可以由分离系统触发。只要空速大于VMO或或MMO,超超速警告都将发生。通过中央维护计算机或测试按钮可以对超速警告进行速警告都将发生。通过中央维护计算机或测试按钮可以对超速警告进行测试。测试。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统3)电子显示器上的马赫空速警告电子显示器上的马赫空速警告现代飞机上装备的电子飞行仪表显示飞行速度、超速和马赫数信息现代飞机上
26、装备的电子飞行仪表显示飞行速度、超速和马赫数信息,是是在主飞行显示器速度带上。显示器上的输入源来自大气数据计算机。大在主飞行显示器速度带上。显示器上的输入源来自大气数据计算机。大气数据计算机除计算当前速度外气数据计算机除计算当前速度外,也可以用于计算飞机在不同布局、不也可以用于计算飞机在不同布局、不同飞行阶段时的最大操作速度同飞行阶段时的最大操作速度VMO 和最大操作马赫数和最大操作马赫数MMO,超速指示超速指示在速度带的上部在速度带的上部,马赫数的指示则在空速带的底部。马赫数的指示则在空速带的底部。速度带的读数框内白色数字表示当前空速、超速时变为红色。它的超速速度带的读数框内白色数字表示当前
27、空速、超速时变为红色。它的超速信号来自大气数据计算机信号来自大气数据计算机,超速信号还送往警告系统的计算机超速信号还送往警告系统的计算机,产生超速产生超速警告。在波音警告。在波音EICAS 显示器警告区域显示红色超速显示器警告区域显示红色超速“OVER SPEED”警告信息警告信息,超速时还伴有音响警告和红色主警告灯。如超速时还伴有音响警告和红色主警告灯。如图图7.1-7 所示为主所示为主飞行显示器速度带上巡航和下降时的马赫数指示。飞行显示器速度带上巡航和下降时的马赫数指示。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统4)警告曲线警告曲线不同型号的飞机有不同的飞行速度限速值不同型号
28、的飞机有不同的飞行速度限速值,如波音如波音737-300 飞机正常布飞机正常布局最大操作马赫数为局最大操作马赫数为0.826,空客空客330 飞机的限速值马赫数为飞机的限速值马赫数为0.86,波音波音747-400 飞机正常布局最大操作马赫数为飞机正常布局最大操作马赫数为0.92。飞机在不同构型情况下的速度限制是不同的。如飞机在不同构型情况下的速度限制是不同的。如图图7.1-8 所示为某型飞所示为某型飞机的马赫空速警告曲线。飞机正常构型时机的马赫空速警告曲线。飞机正常构型时,在海平面时的最大操作速度在海平面时的最大操作速度(VMO)为为365 kn,而在而在24 477 ft 高度时的最大操作
29、速度高度时的最大操作速度(VMO)为为395 kn,最大操作马赫数最大操作马赫数(MMO)为为0.92;当起落架放下时当起落架放下时,在海平面时的最大在海平面时的最大操作速度操作速度(VMO)为为270 kn,而在而在30 840 ft 高度时的最大操作马赫数高度时的最大操作马赫数(MMO)为为0.73;当飞机副油箱有油时当飞机副油箱有油时,在海平面时的最大操作速度在海平面时的最大操作速度(VMO)为为340 kn;而挂第五台发动机时的最大操作速度而挂第五台发动机时的最大操作速度(VMO)为为330 kn,在不在不同的高度同的高度,飞机的限速也各有不同。飞机的限速也各有不同。上一页 下一页返回
30、7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统如图如图7.1-8 所示为某型飞机的马赫空速警告曲线。所示为某型飞机的马赫空速警告曲线。7.1.4失速警告失速警告1.概述概述飞机之所以能够在空中飞行飞机之所以能够在空中飞行,是因为机翼上产生了足够的升力是因为机翼上产生了足够的升力,而升力的而升力的大小取决于机翼的翼剖面、飞行速度和飞机迎角。要想使飞机的速度减大小取决于机翼的翼剖面、飞行速度和飞机迎角。要想使飞机的速度减小小,而又要保持恒定的升力而又要保持恒定的升力,就必须增加迎角就必须增加迎角,或者通过伸出襟翼、缝翼或者通过伸出襟翼、缝翼来增加机翼的翼剖面。来增加机翼的翼剖面。当飞机达到最大迎角时当飞机
31、达到最大迎角时,气流不能流过飞机机翼的上表面气流不能流过飞机机翼的上表面,而产生气流分而产生气流分离。如果迎角再继续增大离。如果迎角再继续增大,则气流分离严重则气流分离严重,飞机出现失速现象。失速是飞机出现失速现象。失速是非常危险的非常危险的,因为此时升力急剧地下降。因为此时升力急剧地下降。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统如果飞机不在足够的高度上飞行将难以恢复如果飞机不在足够的高度上飞行将难以恢复,从而导致飞机坠毁。因此从而导致飞机坠毁。因此,在发生失速之前在发生失速之前,必须尽可能早地警告驾驶员必须尽可能早地警告驾驶员,这就是失速警告系统的任这就是失速警告系统的任务。
32、务。飞机在高速飞行时飞机在高速飞行时,也可能导致失速。当飞机速度接近音速时也可能导致失速。当飞机速度接近音速时,某些部位某些部位可能产生局部激波可能产生局部激波,阻力急剧增加阻力急剧增加,飞机速度反而下降飞机速度反而下降,将会导致飞机的将会导致飞机的稳定性和操纵性变坏稳定性和操纵性变坏,甚至产生激波失速。此时甚至产生激波失速。此时,若驾驶员不能有效地控若驾驶员不能有效地控制飞机制飞机,就会发生机毁人亡的危险。所以就会发生机毁人亡的危险。所以,在飞机进入失速状态之前在飞机进入失速状态之前,必必须及早让驾驶员得到警告。须及早让驾驶员得到警告。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统
33、2.失速警告系统的组成和功能失速警告系统的组成和功能1)失速警告系统的组成失速警告系统的组成如如图图7.1-9 所示所示,典型的失速警告系统由输入部件、两部失速警告计算机典型的失速警告系统由输入部件、两部失速警告计算机、警告显示组件、失速警告测试组件、警告灯和抖杆电动机组成。其中、警告显示组件、失速警告测试组件、警告灯和抖杆电动机组成。其中输入部件包括迎角传感器输入部件包括迎角传感器,襟翼位置传感器襟翼位置传感器,大气数据计算机大气数据计算机,发动机指发动机指示系统的高、低压轴转速信号、空地信号和失速警告测试组件。示系统的高、低压轴转速信号、空地信号和失速警告测试组件。2)失速警告系统部件的功
34、能失速警告系统部件的功能(1)迎角传感器。迎角传感器。迎角传感器又称为气流角度传感器或失速警告传感器迎角传感器又称为气流角度传感器或失速警告传感器,它安装在机身两它安装在机身两侧、驾驶员侧窗下侧、驾驶员侧窗下,用于测量飞机迎角用于测量飞机迎角(又称为攻角又称为攻角)。两侧的传感器可以。两侧的传感器可以互换互换,空中需要加温以免结冰。空中需要加温以免结冰。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统(2)襟翼位置传感器。襟翼位置传感器。安装在大翼前、后缘的襟翼位置传感器传送襟翼位置信号。有的飞机只安装在大翼前、后缘的襟翼位置传感器传送襟翼位置信号。有的飞机只装有后缘襟翼位置传感器。传
35、感器向失速警告系统、自动驾驶系统和襟装有后缘襟翼位置传感器。传感器向失速警告系统、自动驾驶系统和襟翼位置指示器翼位置指示器(或或EICAS、ECAM)发送信号。发送信号。(3)大气数据计算机。大气数据计算机。ADC 用于迎角、计算空速、马赫数、用于迎角、计算空速、马赫数、VMO/MMO 的计算。的计算。(4)失速抖杆器。失速抖杆器。失速警告计算机监控飞机在接近低速或大迎角阈值时失速警告计算机监控飞机在接近低速或大迎角阈值时,失速抖杆器由失速抖杆器由28 V 直流电动机作动操纵杆抖动。失速抖杆器安装在正、副驾驶的驾驶杆直流电动机作动操纵杆抖动。失速抖杆器安装在正、副驾驶的驾驶杆上上,安装位置有的
36、在驾驶员地板上部的操纵杆上安装位置有的在驾驶员地板上部的操纵杆上,多数飞机都装在地板下多数飞机都装在地板下部的操纵杆上。如部的操纵杆上。如图图7.1-10 所示为某型飞机失速警告系统的部件。所示为某型飞机失速警告系统的部件。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统(5)失速警告计算机。失速警告计算机。如图如图7.1-10 所示所示,无论是独立安装的失速警告计算机无论是独立安装的失速警告计算机(SWC),还是警告还是警告电子组件电子组件(WEU),它们的功能相近。在不同的飞行状况下它们的功能相近。在不同的飞行状况下,失速警告计算失速警告计算机作动抖杆器机作动抖杆器,向驾驶员发出警
37、告。向驾驶员发出警告。正常失速警告。正常失速警告。根据襟翼位置的多少确定迎角的阈值。迎角超过阈值根据襟翼位置的多少确定迎角的阈值。迎角超过阈值(表表7.1-1 中所列中所列阈值为波音阈值为波音747-400 型飞机型飞机)时时,失速警告计算机作动抖杆器发出警告。失速警告计算机作动抖杆器发出警告。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统不对称失速警告。不对称失速警告。若两侧的襟翼位置不匹配若两侧的襟翼位置不匹配,迎角作动抖杆器的阈值将降低。迎角作动抖杆器的阈值将降低。大推力失速警告。大推力失速警告。对于双发飞机而言对于双发飞机而言,在对边发动机的在对边发动机的N2 转速高于转速高
38、于75%的情况下的情况下,迎角作迎角作动抖杆器的阈值将降低。迎角值降低的多少取决于襟翼位置和推力斜率动抖杆器的阈值将降低。迎角值降低的多少取决于襟翼位置和推力斜率的系数的系数(CTG)。失速警告计算机使用空速和临近的发动机。失速警告计算机使用空速和临近的发动机N1 转速计算推转速计算推力斜率的系数力斜率的系数(CTG)值。值。速度阈值失速警告。速度阈值失速警告。在不同的襟翼位置在不同的襟翼位置,当空速低于当空速低于表表7.1-2 中所列速度阈值时中所列速度阈值时,失速警告计失速警告计算机作动抖杆器发出警告算机作动抖杆器发出警告(下表中所列速度阈值为波音下表中所列速度阈值为波音737-300/4
39、00/500 型飞机型飞机)。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统(6)失速警告测试组件。失速警告测试组件。用于起始系统测试。在装有中央维护计算机用于起始系统测试。在装有中央维护计算机(CMC)的飞机上的飞机上,可以从控可以从控制显示组件起始测试制显示组件起始测试,另外也可以在计算机的前面板上使用测试电门测另外也可以在计算机的前面板上使用测试电门测试试,如图如图7.1-10 所示。所示。3.失速警告系统原理失速警告系统原理失速警告系统将飞机特定的最大迎角与实际的飞机迎角进行比较。最大失速警告系统将飞机特定的最大迎角与实际的飞机迎角进行比较。最大迎角取决于襟翼和缝翼的位置迎角
40、取决于襟翼和缝翼的位置,该位置也必须进行计算。这一计算可以该位置也必须进行计算。这一计算可以在独立的计算机内完成在独立的计算机内完成,也可以在主警告系统或自动油门系统中完成。也可以在主警告系统或自动油门系统中完成。通常飞机上有两个独立计算系统通常飞机上有两个独立计算系统,这样可以提供足够余度。当飞机到达这样可以提供足够余度。当飞机到达临界迎角时临界迎角时,系统将驱动抖杆马达工作系统将驱动抖杆马达工作,使之产生抖动来模拟真正失速时使之产生抖动来模拟真正失速时产生的效应。产生的效应。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统正常时两部计算机控制其相应的抖杆器作动正常时两部计算机控制其
41、相应的抖杆器作动,若其中一部计算机不工作若其中一部计算机不工作时时,另一部计算机也可以同时作动两个抖杆器另一部计算机也可以同时作动两个抖杆器,因为两个驾驶杆都连接在因为两个驾驶杆都连接在扭力管上。扭力管上。飞机在地面时可以对系统实时测试飞机在地面时可以对系统实时测试,抖杆器作动。若系统不正常时抖杆器作动。若系统不正常时,机器机器前面板上有故障指示灯亮前面板上有故障指示灯亮,不能作动抖杆器抖动不能作动抖杆器抖动,故障排除后方可作动。故障排除后方可作动。在某些飞机上在某些飞机上,还安装有驾驶杆推力器。当探测到失速时还安装有驾驶杆推力器。当探测到失速时,它将自动推动它将自动推动控制杆向前以减小飞机的
42、迎角。控制杆向前以减小飞机的迎角。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统4.失速警告系统的操作方式失速警告系统的操作方式1)空中方式空中方式失速警告系统工作在失速警告系统工作在“空中空中”方式方式,由失速警告计算机监控。当前起落由失速警告计算机监控。当前起落架和主起落架的下蹲电门指示架和主起落架的下蹲电门指示“空中空中”位位,前轮和主轮在前轮和主轮在“空中空中”位并位并且指示空速达到且指示空速达到110 kn;机轮不在机轮不在“空中空中”位位,但指示空速已达但指示空速已达160 kn(参数适用于波音参数适用于波音737 飞机飞机)。2)起飞方式起飞方式当起落架减振支柱伸出时当
43、起落架减振支柱伸出时,空地继电器衔接失速警告系统工作。失速警空地继电器衔接失速警告系统工作。失速警告计算机接收迎角和襟翼位置传感器的信号告计算机接收迎角和襟翼位置传感器的信号,这些信号用于确定飞机是这些信号用于确定飞机是否接近失速状态。否接近失速状态。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统3)飞行阶段飞行阶段当飞行中出现大迎角或以低速飞行时当飞行中出现大迎角或以低速飞行时,失速警告计算机的输出控制继电失速警告计算机的输出控制继电器作动器作动,向抖杆电动机提供向抖杆电动机提供28 V 直流电源直流电源,抖杆器抖动。抖杆器抖动。5.失速警告系统的信号显示失速警告系统的信号显示在现
44、代飞机上装备有电子飞行仪表系统在现代飞机上装备有电子飞行仪表系统,主飞行显示器的左侧是空速带主飞行显示器的左侧是空速带,失速警告计算机的输出信号发送到机载显示管理计算机失速警告计算机的输出信号发送到机载显示管理计算机(或或EICAS/EFIS 交联组件交联组件EIU 计算机计算机),信号处理后送往主飞行显示器信号处理后送往主飞行显示器(PFD),有的飞机在有的飞机在主飞行显示器的姿态指示器上显示俯仰极限主飞行显示器的姿态指示器上显示俯仰极限,在速度带上显示最大操作在速度带上显示最大操作速度和最小操作速度速度和最小操作速度(或抖杆速度或抖杆速度),如如图图7.1-11 所示为失速警告在主飞所示为
45、失速警告在主飞行显示器速度带上的显示。行显示器速度带上的显示。上一页 下一页返回7.1航空仪表警告系统航空仪表警告系统空速带上用醒目的红色表示不同飞行阶段时的抖杆速度空速带上用醒目的红色表示不同飞行阶段时的抖杆速度,用琥珀色表示用琥珀色表示最小机动速度最小机动速度(或称缓冲速度或称缓冲速度)。俯仰极限参数可用于限制起飞时机身的。俯仰极限参数可用于限制起飞时机身的仰角。仰角。除了速度带上的显示外除了速度带上的显示外,接近失速时接近失速时,抖杆电动机作动抖杆器使升降舵扭抖杆电动机作动抖杆器使升降舵扭力管和驾驶杆抖动。在主力管和驾驶杆抖动。在主EICAS 或或ECAM 上出现红色的失速信息上出现红色
46、的失速信息,警告警告喇叭发出语音喇叭发出语音“STALL WARNING”警告声警告声,红色的主警告灯被点亮。红色的主警告灯被点亮。上一页返回7.2电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统随着航空器技术的发展和需要随着航空器技术的发展和需要,基于大规模集成电路、微处理机、总线基于大规模集成电路、微处理机、总线传输接口技术及多路切换技术的高度发展传输接口技术及多路切换技术的高度发展,为计算机微型化和控制功能为计算机微型化和控制功能的集成化开辟了道路的集成化开辟了道路,从而使微型计算机控制系统及微处理器应用于机从而使微型计算机控制系统及微处理器应用于机载设备领域成为可能。在现代飞机驾驶舱仪表板的设计上采用
47、了数字式载设备领域成为可能。在现代飞机驾驶舱仪表板的设计上采用了数字式电子显示技术电子显示技术,且改变了过去机电式仪表显示信息纵向排列且改变了过去机电式仪表显示信息纵向排列,从属各其他从属各其他系统只充当其显示部件的构成形态系统只充当其显示部件的构成形态,经功能集成化形成了独立的与其他经功能集成化形成了独立的与其他系统并列的导航参数显示系统系统并列的导航参数显示系统,并将飞行、导航等大量信息进行了综合并将飞行、导航等大量信息进行了综合,设计成设计成“综合电子仪表系统综合电子仪表系统”。下一页返回7.2电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统综合电子仪表系统主要由电子飞行仪表系统综合电子仪表系统主要由电
48、子飞行仪表系统(EFIS)和电子中央飞机监控和电子中央飞机监控系统系统(ECAM)或发动机指示机组警告系统或发动机指示机组警告系统(EICAS)组成。在驾驶舱仪表组成。在驾驶舱仪表板上主要有板上主要有6 个显示组件个显示组件,其中包括两个主飞行显示器其中包括两个主飞行显示器(PFD)、两个导航、两个导航显示显示(ND)和两个和两个ECAM 或或EICAS显示器。它们的显示由多个余度计算显示器。它们的显示由多个余度计算机来驱动。机组可以通过相应的控制面板来控制它们的显示与转换。如机来驱动。机组可以通过相应的控制面板来控制它们的显示与转换。如图图7.2-1 所示为综合电子仪表系统。所示为综合电子仪
49、表系统。上一页 下一页返回7.2电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统(EFIS)是综合电子仪表系统的子系统是综合电子仪表系统的子系统,它是一种综合它是一种综合的彩色电子显示系统的彩色电子显示系统,完全取代了独立式的机电式地平仪、航道罗盘、完全取代了独立式的机电式地平仪、航道罗盘、电动高度表、马赫空速表和其他机电式仪表等电动高度表、马赫空速表和其他机电式仪表等,提供最重要的飞行信息提供最重要的飞行信息。EFIS 系统所显示的信息十分广泛系统所显示的信息十分广泛,如如图图7.2-2 所示所示,其主要显示内容其主要显示内容为为:(1)主要飞行参数主要飞行参数,如飞机的姿态
50、、高度信息、速度信息、如飞机的姿态、高度信息、速度信息、A/P 和和A/T 的衔接状态及工作方式、甚至重要的警告信息等的衔接状态及工作方式、甚至重要的警告信息等;(2)主要的导航信息主要的导航信息:各种导航参数和飞行计划等各种导航参数和飞行计划等;(3)系统的故障信息。系统的故障信息。上一页 下一页返回7.2电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统驾驶员通过驾驶员通过EFIS 的显示信息的显示信息,能实时地对相应飞机系统的工作状态进行能实时地对相应飞机系统的工作状态进行全程监控。机务人员利用电子飞行仪表系统全程监控。机务人员利用电子飞行仪表系统,可进行故障分析和隔离。可进行故障分析和隔离。从某种意义上
