第1章 緒 論 1

1.1 概 述 1

1.1.1 飛機飛行控制系統發展概述 1

1.1.2 飛機飛行控制系統功能 2

1.2 現代飛機飛行控制系統分類簡介 3

1.2.1 人工飛行控制(操縱)系統 3

1.2.2 自動飛行控制系統及其所含分系統 7

1.3 控制系統的基本控制原理和組成 10

1.3.1 飛機人工駕駛的基本過程 10

1.3.2 自動控制系統的組成及控制原理 11

1.3.3 自動飛行控制系統的物理構成部件簡介 12

1.4 現代飛機飛行控制系統的總體結構 19

1.5 B737 NG系列飛機自動飛行控制系統結構組成簡介 21

1.5.1 概 述 21

1.5.2 飛行控制計算機FCC 23

1.5.3 舵面位置傳感器 24

1.5.4 駕駛盤操縱CWS力傳感器 25

1.5.5 自動駕駛儀舵機 25

1.5.6 方式控制板 MCP 26

1.5.7 其他部件 26

1.6 思考題 28

1.7 自測題 28

第2章 阻尼、增穩和電傳操縱系統 31

2.1 概 述 31

2.2 偏航阻尼器系統 32

2.2.1 荷蘭滾振蕩的原理 32

2.2.2 偏航阻尼器系統的作用 33

2.2.3 偏航阻尼的基本控制原理與方法 34

2.2.4 偏航阻尼器的構成 35

2.2.5 偏航阻尼器系統實例與應用 37

2.2.6 飛機自動協調轉彎 42

2.3 增穩與控制增穩 44

2.3.1 飛機穩定性概述 44

2.3.2 增穩控制系統的構成 45

2.3.3 控制增穩系統的基本結構 49

2.4 電傳操縱系統介紹 50

2.4.1 電傳操縱系統的發展 50

2.4.2 發展電傳操縱系統的關鍵技術 51

2.4.3 民用飛機采用電傳操縱系統的效益 53

2.5 思考題 55

2.6 自測題 55

第3章 自動駕駛儀系統 57

3.1 概 述 57

3.1.1 自動駕駛儀的功能 57

3.1.2 自動駕駛儀系統的基本結構 58

3.1.3 自動駕駛儀的分類 63

3.2 自動駕駛儀的典型工作方式 63

3.2.1 自動駕駛與飛行指引方式控制 64

3.2.2 自動駕駛儀指令方式與駕駛盤操縱方式工作狀態 64

3.2.3 多種自動控制工作方式 65

3.2.4 MCP板的控制與顯示 65

3.3 俯仰通道典型工作方式的控制方法與應用 67

3.3.1 俯仰角控制的基本方法 67

3.3.2 垂直速度的控制方法與應用 71

3.3.3 高度保持的控制方法與應用 73

3.3.4 高度捕獲的控制方法與應用 74

3.3.5 高度層改變的控制方法與應用 75

3.3.6 垂直導航的控制方法與應用 77

3.3.7 俯仰不同控制方式 A/P升降舵指令 79

3.4 橫側向通道典型工作方式的控制原理與應用 80

3.4.1 飛機航向角的控制與穩定 80

3.4.2 航向選擇的控制方式與應用 83

3.4.3 甚高頻全向導航的控制方式與應用 84

3.4.4 水平導航的控制方式與應用 87

3.4.5 橫側向通道各控制方式的副翼指令 89

3.5 進近、著陸與復飛控制方式 90

3.5.1 概 述 90

3.5.2 俯仰進近與自動拉平控制系統 93

3.5.3 側向波束導引系統 96

3.5.4 B737 NG A/P的進近、著陸與復飛控制 96

3.5.5 進近、著陸與復飛控制的作動器指令 101

3.6 駕駛盤操縱CWS方式 102

3.6.1 概 述 102

3.6.2 CWS橫滾方式 102

3.6.3 CWS俯仰方式 103

3.7 自動駕駛儀警告和通告功能 104

3.8 自動駕駛儀的使用 105

3.8.1 自動駕駛儀的接通與脫開 105

3.8.2 自動駕駛儀系統的檢測 106

3.8.3 使用自動駕駛儀的限制 107

3.9 思考題 108

3.10 自測題 109

第4章 飛行指引系統 113

4.1 飛行指引系統概述 113

4.2 飛行指引系統的組成與工作原理 114

4.2.1 飛行指引系統的組成 114

4.2.2 飛行指引系統的工作原理 115

4.2.3 飛行指引指令的計算 116

4.2.4 F/D指令消失 117

4.2.5 故障探測 117

4.3 飛行指引儀的指引 118

4.4 飛行指引儀的工作模式 120

4.5 飛行指引儀的使用 121

4.5.1 方式控制板的使用 121

4.5.2 方式信號牌的使用 121

4.5.3 不同指引方式的使用 121

民用飛機飛行控制系統

·4 ·

4.6 飛行指引儀的技術新應用 129

4.7 思考題 132

4.8 自測題 132

第5章 推力管理系統 134

5.1 概 述 134

5.2 推力管理系統的架構 135

5.2.1 推力管理的原理架構 135

5.2.2 推力管理系統實現架構 136

5.3 推力控制的主要工作方式 139

5.3.1 N1工作方式 139

5.3.2 速度/馬赫數工作方式139

5.3.3 其他工作方式 140

5.4 自動油門系統 140

5.5 在全飛行過程中推力工作方式的應用 148

5.5.1 自動油門在起飛階段的應用 149

5.5.2 自動油門在爬升階段的應用 150

5.5.3 自動油門在巡航階段的應用 150

5.5.4 自動油門在下降階段的應用 151

5.5.5 自動油門在進近階段的應用 152

5.5.6 自動油門在復飛階段的應用 152

5.6 思考題 153

5.7 自測題 154

第6章 配平系統 156

6.1 概 述 156

6.2 俯仰配平系統 156

6.2.1 俯仰配平系統的功能 156

6.2.2 升降舵調整片與水平安定面的配平作用 157

6.2.3 俯仰配平的方法 158

6.3 俯仰自動配平方法 158

6.3.1 采用調整片的俯仰自動配平 159

6.3.2 采用水平安定面的俯仰自動配平 160

6.3.3 B737 NG飛機的A/P俯仰自動配平系統 161

6.4 速度配平系統 164

6.4.1 速度配平系統功能 164

6.4.2 B737 NG飛機速度配平系統 165

6.5 飛機馬赫配平系統 165

6.5.1 馬赫配平系統功能 165

6.5.2 B737 NG飛機馬赫配平系統 166

6.6 俯仰配平系統警告 167

6.6.1 A/P水平安定面配平系統警告 168

6.6.2 速度配平系統警告 168

6.6.3 馬赫配平系統警告 168

6.7 方向舵及副翼配平 169

6.7.1 方向舵配平 169

6.7.2 副翼配平 170

6.8 思考題 170

6.9 自測題 171

第7章 飛行管理系統 173

7.1 概 述 173

7.1.1 飛行管理系統的簡要發展歷程 173

7.1.2 現代飛行管理系統的定義 174

7.2 飛行管理系統的基本組成 175

7.2.1 概 述 175

7.2.2 飛行管理計算機 176

7.2.3 傳感器測量裝置 176

7.2.4 飛行管理系統的執行部件 177

7.2.5 控制顯示裝置 177

7.3 飛行管理系統的基本功能 178

7.3.1 綜合導航功能 178

7.3.2 性能計算功能 179

7.3.3 制導功能 180

7.3.4 監控與顯示管理功能 182

7.4 飛行管理系統在飛行過程中的應用 183

7.5 B737 NG飛機飛行管理系統簡介 184

7.5.1 B737 NG飛機飛行管理系統結構組成 184

7.5.2 B737 NG飛行管理系統功能 189

7.6 思考題 194

7.7 自測題 195

第8章 現代民機飛行控制系統實例簡介 197

8.1 空客 A320飛行控制系統主要組成和工作方式簡介 197

8.1.1 概 述 197

8.1.2 A320飛機電傳操縱系統 198

8.1.3 A320飛機自動飛行控制 206

8.2 波音B777飛行控制系統主要組成和工作方式簡介 223

8.2.1 概 述 223

8.2.2 B777飛機主飛行操縱系統 223

8.2.3 B777飛行自動駕駛儀/飛行指引儀工作方式 234

8.2.4 B777飛機自動油門系統 237

8.2.5 B777飛機飛行管理功能概述 238

第9章 民用飛機飛行控制發展展望 243

9.1 引 言 243

9.2 空客 A380及波音B787自動飛行控制系統簡介 244

9.2.1 A380自動飛行控制系統簡介 244

9.2.2 B787自動飛行控制系統簡介 250

9.3 民用客機飛行控制系統發展趨勢 253

9.3.1 發展高度綜合化自動飛行控制系統架構 253

9.3.2 不斷采用新技術與新型設備實現飛行控制系統更新 254

9.3.3 實現飛行控制系統的主動容錯技術 255

9.3.4 發展和實現新型控制理論與系統的應用 256

9.3.5 發展和實現控制、決策與管理一體化的系統功能 257

附 錄 258

參考文獻 270