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[34导航] 737NG主飞行显示

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东航中国民航大学在线王实名认证人气写手荣誉顾问解疑达人

发表于 2019-7-25 13:19:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
分享即成长。大家好,欢迎关注阮工频道

翻译一篇文章:
A look at the primary flight display of the 737NG
http://www.aircraftmech.com/

下面让我们来看看PFD。有不同的方式向飞行机组显示信息。在本概述中,仅仅以我们公司B737NG飞机选装的的PFD为例。
世界上还许多飞机,仍在没有配备我们所说的EFIS,或电子飞行仪表系统的情况下运行。在EFIS系统之前有ADI(姿态方向指示器)和HSI(水平状态指示器)。它们都是是机械仪表。

1.jpg

下面我们近距离看一下:
2.jpg

在配备EFIS的飞机中,我们使用EADI(电子姿态方向指示器)和EHSI(电子水平状T态指示器),或PFD(主飞行显示器)和ND(导航显示器)。这些系统可以提供与旧的ADI和HSI显示系统相同的视觉显示,使飞行机组人员更容易读取数据。
你可以看到EADI看起来类似于ADI。
3.jpg

并且PFD看起来也类似于EADI。
4.jpg

让我们从基础开始。
我们首先注意到的是顶部的蓝色块和底部代表地平线的棕色块。
蓝色部分代表天空,棕色代表地面,这个逻辑说明飞行机组要保持蓝色朝上。

5.jpg

这个数据被称为飞机的姿态,飞机的俯仰被认为是机头上下,滚动就是字面上的飞机滚动。(或飞机的倾斜飞行)。
这是PFD上显示的滚转姿态。
6.jpg

显示从惯性参考系统中的陀螺仪获得的姿态信息。
地面将显示为水平线,因为它是飞机在移动而不是地平面在移动。

飞机姿态显示为飞机符号(通常被称为“机翼”)。
如果飞机的姿态是抬头,机翼将上升到蓝色区域,如果飞机是低头,机翼将下降到棕色区域。如果机组想要颠倒飞行,机翼将颠倒显示一下然后迅速进入棕色区域。
7.jpg

好了,现在我们知道飞机的姿态在EADI上显示,但是在该仪表上还有很多其他信息。首先让我们来看看空速。

8.jpg
这是在装备EADI的B737现代飞机上进行皮托管静压测试的简短说明(另一篇文章)。
在此示例中,在与PFD相同的位置,您可以看到空速,但高度显示在EADI右侧的另一个指示器上。
当空速开始增加时,请注意在当前空速指示器上,绿色指针向上移动。
这是速度趋势向量,并根据当前空速和加速度预测未来10秒内的空速。
此外,当空速增加时,您可以在左下角看到出现白色数字。这是马赫数,出现在0.40马赫左右。(马赫1是声音的速度)
空速表指示的是飞机ADIRS的空速,为空气数据/惯性参考系统计算/校准的空速(CAS)。这不同于备用仪表系统指示的空速(指示空速),因为备用系统皮托管/静态口的管路是直接连接到仪表的。
下面这张照片是关于系统如何工作的粗略指示,波音737NG实际上使用的空气数据模块,将来自传感器的空气数据转换为它们发送到计算机的电信号。
9.jpg
静压用于高度,校准大气压力,皮托管与静压口一起用于提供此IAS(指示空速)。ADIRU(大气数据/惯性参考组件)将使用AOA(攻角)校准此IAS以获得CAS(计算/校准空速)

10.jpg

当你使用波音737-600 / 700/800/900上的皮托管静压测试装置进行空速测试时,请必须记住这一点,如果你不想要三种不同的空速指示,请将AOA叶片设置在零°。

马赫数和IAS之间也存在很大差异。
声速被称为1马赫,除非你正在开协和飞机,这不是我们想要的。飞行机组人员必须知道飞机飞得越高,将会越接近某个导致飞机结构超速的空速。
当飞机爬升到更高的高度时,马赫数增加,而IAS(和CAS)保持不变。
下面737CL上的皮托管静压测试,在升到4100英尺时空速299节。你可以看到马赫数现在是0.486。
11.jpg

稍后当飞机高度升到14000英尺时,你可以看到CAS仍然是299节,但马赫数现在是0.590。
12.jpg

另请注意,海拔高度前面的绿色块已经消失。这个区块是视觉辅助,告诉机组人员,他们在低于相对于海平面10000英尺的气压高度。稍后您将在737NG飞机的PFD上看到这个数字块。
现在我们知道了空速指示的来源,接着让我们来看看最大和最小空速。

13.jpg

最大机动速度只在襟翼完全收上后才会出现。最大和最小的机动速度是飞机会失去可操作性的空速。
这个最小值和最大值以及机动速度来自SMYD(失速管理偏航阻尼器)组件。
该装置从ADIRU(大气数据/惯性参考组件)获取飞机的空速和姿态数据。
它使用来自AOA传感器的输入,以获得气流相对于机翼的角度。(例如,无论飞机的移动方向如何,IRS都会给出俯仰姿态,将其与AOA相结合,我们知道了飞机姿态和飞机的“飞行路径”,必须要计算最小和最大速度)。飞行路径是飞机在空中移动的实际路径,在下一张图中用灰色箭头表示。

14.jpg

这些AOA传感器也用于失速警告系统,该系统操纵所谓的“抖杆器”,实际是摇动驾驶杆,以指示飞行机组人员需要将杆向前推动。在某些飞机上(特别是一些高T尾的飞机),甚至还有一个推杆,它强有力地将驾驶杆拉向飞机机头,以便建立空速并摆脱即将发生的失速。
俯仰限制,这个符号代表2个机翼失速,用它来表示飞机的安全俯仰限制。这是在SMYD(失速管理偏航阻尼器)中计算的,并使用惯性参考系统将俯仰限制放在俯仰指示的某处。
15.jpg
飞行员不应操纵飞机机头高于俯仰限制。

了解飞机重量对最小和最大空速的计算也很重要,这些数据来自FMS(飞行管理系统)。FMS知道包括燃油在内的飞机的重量,因此如果燃油量指示系统无法使用,则机组人员必须自己监控燃油量并且保持FMS更新。
它使用襟翼收上电门的输入和和襟翼位置传感器(不要与收上电门混淆,收上电门是离散信号,0或1;传感器发送位置信息,因此它可用于动态速度限制计算)。
SMYD还会查看第二部SMYD(就像飞机上的大多数系统一样),来检查它的计算结果。第二部SMYD对另一个PFD显示器执行相同的计算任务。
然后,SMYD将此数据发送到显示器和FCC或飞行控制计算机作为自动驾驶限制(我们不希望自动驾驶仪将飞机引向低速或超速)。

16.jpg

FQIS是燃油油量指示系统。

然后在空速带的顶部有选定的速度。
17.jpg

此选定的空速可以来自MCP(模式控制面板)或FMS(飞行管理系统),取决于DFCS(数字飞行控制系统)处于MCP速度模式还是FMC导航。
当选定的空速来自FMC时,MCP中选定的空速变为空白。

然后有襟翼机动速度,这些表示襟翼设置,加速时机组应该选择更收上,减速时飞行机组应该选择更放下,以保持飞机良好的可操作性。下一张照片是我在互联网上发现的一张757的襟翼机动速度标牌。
18.jpg

这些襟翼机动速度在速度带上显示为带标记的绿色数字(襟翼设置),指出了襟翼的下一个设置。

不同的速度对飞行机组特别重要。这些是参考速度:
  • 首先是V1速度,称为决断速度,建议机组人员在此速度后,发动机故障时不要中止起飞。
  • 然后我们得到Vr速度,即抬轮速度,飞行机组人员将后拉杆起飞离地的速度。
  • 接下来是V2速度,这个速度是单发爬升的最小安全起飞速度。
  • 然后我们有Vref,它是参考着陆进近速度。通常被飞行员用作计算着陆速度的基础,并作为失速速度的裕度计算 - 通常为1.3 VS0。
  • VSO是着陆构型时的失速速度或最小稳定飞行速度。可以在FMS控制显示器(FMS CDU)上选择实际着陆速度,这将在速度刻度上显示为绿色“ref”。

V1,Vr,V2(V2 + 15节)和Vref(Vref +15节)。
19.jpg

这是Vref指示。(仅限飞行中)
20.jpg

现在让我们更仔细地观察可以在PFD上看到的姿态信息。
首先,我们看在PFD之上有白色空白的刻度。
21.jpg

这个显示了飞机的倾斜角(滚转运动)。当倾斜角度超过35度时,白色指针变为琥珀色。

飞行指引杆。当您选择DFCS模式时,如果飞行指引打开,FCC(飞行控制计算机)将生成飞行指引指令,以便机组人员遵循。
22.jpg

侧滑指示,这个小白条表示飞机经历的侧滑量。
23.jpg

FPV(飞行轨迹矢量),飞行轨迹矢量显示飞行轨迹角(上下)和偏流角(左右)。
24.jpg

进近参考,当飞行机组在甚高频导航控制面板中选择一个ILS频率时,这个指示出现。
当选择频率后,它将在此显示所选频率,所选航向和到ILS / DME站的DME距离(如果特定的ILS有DME信号)。
25.jpg

如果与另一个VHF导航控制面板上的频率不相同,则频率显示为琥珀色,并带有穿过数字的水平线。
如果在MCP中输入的进近航向不是左右相同,那么航向会变成琥珀色,带有穿透的水平线,就像这样。
26.jpg

航向道和下滑道刻度偏差,这些在有关使用ILS / VOR / MB测试装置测试飞机的部分中有更详细的解释,有关此测试集的更多信息,请参阅航电工具部分的ILS/VOR/MB测试集页面。

27.jpg
指点信标。在航空电子工具部分的ILS / VOR / MB测试集页面上也更详细地解释了这一点。

28.jpg
请注意,这张照片是在737CL上拍摄的,而不是像本文其余部分那样在737NG上拍摄的。

上升的跑道。上升的跑道是给飞行机组人员的视觉指示,表明飞机在着陆前的最后时刻正在向跑道靠近。
当截获航向道并且RA(无线电高度计)低于200英尺时,这条上升的跑道将会出现。
我工作的公司,在我们的737下一代机队中没有这个选项,所以下面是一架非EFIS的波音737CL。
29.jpg

决断高度。(在737NG上称为“进近最小值”)。在精确进近中,在达到这个决策高度之前,飞行员可以执行所谓的复飞。决策高度取决于飞机的着陆类别。Cat I和II着陆200英尺,Cat IIIa 100英尺,Cat IIIb 50英尺。在Cat IIIc中它将是0英尺,但Cat IIIc没有使用。
决策高度可以选择为无线电高度或气压高度,在这里,它是无线电高度。
请注意,海拔高度标尺上的绿色箭头是气压决策高度指示器,不会对无线电高度决策高度产生影响。
30.jpg

当选择决策高度为气压高度时,读数显示在PFD的底部,决策高度将在指针处显示绿线,表示它现在处于激活状态。
31.jpg

无线电高度。无线电高度仅在离地2500英尺以下有效,因此仅在2500英尺以下显示。
此处显示的无线电为-4,这是很正常的。理想的情况是,当飞机主轮刚刚接触到地面(并且RA天线所在的机头还在空中)时,无线电高度将为0英尺。
32.jpg

无线电高度表天线位于前起落架的后面。下图是将天线从飞机上拆下并且电缆脱开。
33.jpg
(上周得到这个,机身喷漆时,随着无线电高度表天线一起......)

GPWS通告。这些信息告知机组人员有关GPWS的状态。现在我们使用EGPWS,这在EGPWS部分有详细解释。
这个通告可以是WINDSHEAR或PULL UP。
34.jpg

接着是高度指示,选择高度游标和高度带顶部的数字读数。
35.jpg

当前高度指示显示ADC或ADIRU的当前气压高度(取决于安装)。
当海拔低于10000英尺时,你可以看到数字读数前面的绿色十字线。
当海拔高度低于0英尺时,阴影线显示为负值。
当达到所选高度时,数字读数变为粗体,高度读数周围的高度框以琥珀色突出显示。如果高度由于某种原因偏离选定高度,则会闪烁。

36.jpg

气压设置低于绿色的海拔高度。
(有关QNH,QFE和STD设置的原因和方式及其重要性,请参阅导航和自动飞行部分。
37.jpg

如果设置为STD,则此气压设置为1013 HPa(或milibar)。选定的气压设置将以白色显示在STD下方。
38.jpg

着陆高度。机组人员进入FMS选择出发和到达机场。着陆高度在高度刻度上显示地面高度。
着陆高度将显示为起飞机场,直到400海里或飞行计划距离的一半。以先到为准。
39.jpg

垂直速度指示。目前大多数垂直速度指示器都是IVSI,它们是瞬时垂直速度指示器。这些IVSI从IRS(正常输入是空气数据计算机)获得垂直加速度,这样就可以更快地显示垂直速度,而不仅仅是常规空气数据垂直速度指示。
40.jpg

如果在MCP上选择垂直速度,则会在此刻度上显示选定的垂直速度游标。

TCAS,交通防撞避免系统在PFD和IVSI(惯性垂直速度指示器)上显示数据。
现在,S模式的空中交通管制(ATC)应答机与其他飞机通信,并将此信息通过TCAS传输。TCAS可以利用这种通信向机组提供RA(决断咨询)。
这意味着机组必须下降,保持高度或爬升以避免与另一架飞机相撞。
S模式ATC应答机与其他飞机通信,并根据高度信息,当前爬升率,地形净空等决定谁将下降并且谁将爬升。
在PFD上,它显示一个“请勿进入”区域,由顶部或底部的红色框,或者两者都有描绘的一个区域,标识机组人员在这里应该远离其他空中交通。
在IVSI上,TCAS也会在垂直速度显示中显示“不进入”区域。还要避开入侵飞机。
41.jpg

然后是航向显示。
42.jpg
首先,当前的航向是中间朝下的白色三角形。
绿色磁盘表示它显示磁航向,这是我们机队的默认值。运行在最北或最南端的飞机可能将此设置为TRU(真航向)。

43.jpg

然后是选定的航向,以洋红色显示。
44.jpg
航迹指示器,此针指向飞机的航迹。
45.jpg

然后是飞行方式通告器,可以使用MCP(方式控制面板)选择。
在这张图片中,我们选择了Flight Director,但尚未在MCP上选择方式。
46.jpg

这里我们还是将Flight Director作为主要的DFCS模式,但在这里我们选择了APP(进近)方式。
这些指示周围的绿框是“方式更改突出显示”,在每次接通后显示10秒钟。
47.jpg

这是选择了APP方式但尚未接通,它们在接通指示下部显示为白色。
48.jpg

顶部的三个方框是自动油门,滚转和俯仰方式▼
49.jpg

而这个区域是A / P状态指示器▼
50.jpg

下一张照片显示了自动驾驶在CMD,自动油门预位(白色),航向选择设定为滚转方式,并为俯仰模式选择了VNAV路径(来自FMC的垂直飞行路径)。
51.jpg

在飞行期间,一部自动驾驶可以处于CMD状态,当机组人员选择APP(进近)模式时,可以选择双自动驾驶仪(飞机在不低于800英尺的无线电高度,以便第二个自动驾驶仪接通)。
52.jpg

自动油门的不同的模式有:
ARM:这意味着自动油门已准备好,等待输入开始工作。
当飞机在地面上时,自动油门处于预位状态,并且你选择自动油门系统到ARM位,在THR HOLD(油门保持)后,自动油门在爬升过程中断开,以确保自动油门系统中的任何故障都不会影响在这个关键飞行阶段的油门。
在下降时,当自动油门处于RETARD模式,当油门杆碰到后止动时,自动油门也处于ARM。
N1:当飞行机组起飞时选择TO/GA(起飞/复飞),自动油门将选择到起飞推力N1。如果机组进近时选择TO/GA,自动油门将选择到复飞推力N1,如果机组再次按下TO/GA,自动油门将选择到最大复飞推力N1。
只有当飞机处于起飞、爬升或最大复飞推力模式时,N1模式才有效。
在这种模式下,自动油门不控制飞机速度,自动油门只提供一个设定的推力,DFCS的俯仰通道控制飞机速度。
对于爬升功能,N1用于VNAV爬升和LVL CHG(高度层改变)爬升。在这些模式下,MCP上的N1灯将点亮。(当模式不变时,MCP上的灯将熄灭)。
FMC SPD或MCP SPD:与N1模式不同,该模式使用自动油门系统(发动机推力)来控制飞机的速度。
VNAV用于FMC SPD,V/S(垂直速度)模式或LVL CHG(高度层改变)或ALT HOLD用于MCP SPD。
在此模式下,MCP面板上的速度指示灯可能亮起(当模式不变时,MCP上的灯熄灭,在VNAV巡航中,灯将保持熄灭,例如,指示速度模式不能更改为N1模式)。
VNAV模式将处于N1模式,直到飞机获得所选高度和高度,然后自动油门自动进入FMC速度模式(在VNAV中,FMC控制飞机速度),MCP上的速度窗口将变为空白,表明FMC正在控制速度。
如我所说,MCP上的速度指示灯不会亮起,表示此时速度模式无法更改。
注意,在该模式下,α层保护激活,α层是自动油门系统允许飞机进入的最低速度。
GA:GA(复飞)模式是当机组人员想要中止进近,并尝试进行“复飞”时的模式。
当按下一次TO/GA(两种功能是一个电门)时,飞机将处于该GA模式。如果飞行机组再次按下此电门,飞机将进入最大复飞推力,并且MCP上的N1灯将点亮。
正常的GA模式(即只按一次TO/GA开关)不会将自动油门设置为N1或速度模式,因为自动油门有一个内部计算的推力值,以实现8%的爬升坡度,因此不遵循FMS SPD或MCP SPD选择(因此不是速度模式)。
RETARD:有两种减速模式,一种是下降减速,另一种是拉平减速(拉平是着陆前飞机的抬头力矩)。当飞机到达TOD(下降顶部)时,自动油门模式将延迟,油门将缓慢回到慢车止动位置。当它们到达慢车止动位时,自动油门模式变为ARM(预位),直到另行选择。
在下滑道捕获时,自动油门模式自动切换到MCP SPD,DFCS俯仰为G/S,DFCS使用升降舵操纵飞机,保持在正确的垂直飞行路径上,自动油门调整进近速度,MCP上的速度灯亮。在无线电高度为50英尺时,DFCS将拉平离散信号发送至自动油门,在无线电高度为24英尺时,自动油门切换至拉平减速,并关闭MCP上的N1和速度灯。
THR HLD:起飞后,自动油门自动断开与油门的连接,以避免系统中任何可能影响此关键飞行阶段油门杆的故障。
FMC计算不同飞行阶段的N1限值,并将其发送给自动油门,以获取这些飞行阶段的推力设置。
这些TMA(推力模式通告)是TO(起飞)、R-TO(中断起飞)、CLB(爬升)、R-CLB(减推力爬升)、CRZ(巡航)、GA(复飞)、CON(最大连续推力)。
滚转和俯仰通道可以选择到DFCS A/P(自动驾驶仪),这种自动驾驶仪的基本操作称为CWS(驾驶盘操纵),在这种模式下,机组人员操作飞机就像没有启动接通驾驶仪一样。飞机的操纵现在是通过力传感器和飞行控制计算机(FCC)来实现的。
当机组在MCP选择CWS或CMD(指令)模式不工作时,DFCS将进入CWS模式。
如果机组在MCP上选择了CMD(指令),例如选择‘HDG SEL’,则DFCS将转到CMD模式,滚转通道将显示HDG SEL,如下图所示。

53.jpg

有以下这些不同的滚转方式:
HDG SEL(航向选择):非常简单,你选择你想要飞行的航向,然后选择MCP上的HDG SEL开关。
VOR/LOC:选择该模式着陆时将沿VOR径向或者航道飞行。
LNAV:这是FMC导航的滚转模式。即水平导航模式。

然后我们来到最后一个部分,即俯仰模式通道。
54.jpg

有下面这些不同的模式:
TO/GA:按压TO/GA电门时,此模式激活。在起飞模式下,飞行指引仪首先指示机头朝下,使飞机保持在地面上,速度达到Vr,飞机将迅速向上起飞。升空后,高于某一无线电高度,飞行机组可以选择自动驾驶到CMD或CWS模式。
V/S:垂直速度用于在MCP上设置特定的垂直速度,然后飞机以该速度爬升或下降(取决于设定的速度)。如果飞机处于爬升模式,空速低于失速速度的1.3倍或接近最大速度,V/S模式将变为LVL CHG。
ALT ACQ(高度截获):当飞机达到MCP设定的高度时,DFCS俯仰首先指示ALT ACQ(已截获高度),然后自动切换到ALT HOLD。
ALT HOLD(高度保持):在此模式下,DFCS保持选择的高度。如果飞机正在爬升中,它将越过计划高度,并返回到按下ALT HOLD(高度保持)按钮时的高度。
VNAV SPD:当DFCS处于VNAV时,当飞机爬升到FMC高度时,VNAV SPD模式激活,直到达到MCP高度(然后进入高度保持),飞行机组在该高度飞行,直到准备好继续爬升到FMC高度,然后按下VNAV。再次按下按钮返回VNAV SPD模式。
VNAV PTH:当达到FMC高度时,VNAV PTH变为活动状态。在TOD(下降的顶部),VNAV PTH将继续保持活跃状态,但这也需要LNAV。如果没有可用的LNAV,VNAV PTH将脱离。此时机组人员仍然可以选择VNAV SPD进行下降。
MCP SPD:当机组人员选择LVL CHG(水平变化)时,将显示此信息。机组人员必须在MCP上选择新的高度,然后按LVL CHG按钮启动此功能。如果飞机处于VNAV状态,则IAS / MACH指示器上指示的新MCP SPD(以及目标速度)将是此时的FMC速度。
如果在DFCS处于任何其他模式时按下LVL CHG,那么IAS / MACH指示器指示将是当时的空速。
G / S:当机组人员选择APP(进近)时,此模式将被预位,直到截获到G / S,然后DFCS将跟随G / S到跑道入口。
FLARE:这是着陆前的最后一刻,DFCS俯仰通道将在着陆前(~50英尺无线电高度)控制飞机抬头。
技术上来说,仅用一部自动驾驶执行自动拉平是可能的,但它不是为了让这样做而设计的。在单套自动驾驶进近时,自动驾驶应在决策高度处关闭,使用人工着陆,我们不能信任由任何一个单套系统,去完全控制飞机自动着陆到地面上。
如果你还想了解更多,关于这些信息都是是哪些组件发送到DU上的(比如,在雨雪天气的外站,你想弄清楚为什么你DU上有些指示不见了),可以转到 SDS 31-62-00,去查找每个指示来自哪个组件。



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那TAS,真空速是怎么来的
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