完成飞机横向剖面的飞行管理

飞行管理系统飞行管理系统（FMS，Flight Management System）是现代客机航空电子设备的基本组成部分，FMS是专业电脑系统，可以实现各种飞行任务的自动化，减少人工工作负载，现代民用飞机机组人员不再携带飞行工程师或导航器。

飞行管理系统的主要功能是空中飞行计划的管理，经常使用各种传感器（如GPS和INS 支持无线电导航）来确定飞机的位置，FMS可以引导飞机的飞行计划。

驾驶舱内的FMS控制通常是小屏幕、键盘或触摸屏。

1.飞行管理系统的组成飞行管理系统是以计算机为核心的高级区域导航、制导系统和性能管理系统，由飞行管理计算机系统、惯性基准系统、自动飞行控制系统和自动油门系统等独立系统组成。

1.1.飞行管理计算机系统飞行管理计算机系统（FMCS，Flight Management Computer System）是飞行管理系统的核心，包括飞行管理计算机（FMC，Flight Management Computer）和控制显示组件（CDU，Control Display Unit）1.2.惯性基准系统惯性基准系统（IRS，Inertial Reference System）是飞行管理系统的一个特殊的、连接机上其它系统的、输出多种飞行参数的传感器a)IRS的要求a.1.有导航的功能和精度；a.2.满足飞行控制需要；a.3.满足武器投放要求的速度精度（军机）。

b)IRS的组成b.1.两到三台惯性基准组件（IRU，Inertial Reference Unit）;b.2.方式选择组件（MSU，Mode Select Unit）；b.3.惯性系统显示组件（ISDU，Inertial System Display Unit）。

c)IRS的工作方式：导航、姿态、校准、关闭1.3.自动油门系统自动油门系统（A/T，Autothrottle）的工作方式为：自动油门计算机接受来自各传感器和方式控制板上的工作方式和性能选择数据，经运算处理输出指令，操纵油门机构。

第16章飞行管理系统16。

1飞行管理系统概述随着飞机性能的不断提高，要求飞行控制系统实现的功能越来越多，系统变得越来越复杂，从而迫使系统系统设计师们在可用的技术条件、任务和用户要求,飞机可用空间和动力，飞机的气动力特性及规范要求等诸因素的限制下，把许多分系统综合起来，实施有效的统一控制和管理。

于是便出现了新一代数字化、智能化、综合化的电子系统－飞行管理系统（FMS-Flight Management System）。

在1981年12月，飞行管理系统首次安装在B767型飞机上。

此后生产的大中型飞机广泛采用飞行管理系统。

16。

2飞行管理系统的组成和功能16。

2.1飞行管理系统的组成飞行管理系统由几个独立的系统组成。

典型的飞行管理系统一般由四个分系统组成,如图16-1，包括:（1）处理分系统－飞行管理计算机系统（FMCS)，是整个系统的核心；（2）执行分系统－自动飞行指引系统和自动油门，见自动飞行控制系统；（3）显示分系统－电子飞行仪表系统(EFIS）,见仪表系统；（4）传感器分系统－惯性基准系统(IRS)、数字大气数据计算机（DADC）和无线电导航设备.驾驶舱主要控制组件是自动飞行指引系统的方式控制面板(AFDS MCP）、两部控制显示组件(CDU）、两部电子飞行仪表系统（EFIS）控制面板。

主要显示装置是CDU、电子姿态指引仪（EADI）、电子水平状态指示器(EHSI）和推力方式显示。

各部分都是一个独立的系统,既可以单独使用，又可以有多种组合形式。

飞行管理系统一词的概念是将这些独立的部分组成一个综合系统,它可提供连续的自动导航、指引和性能管理.图16-1飞行管理系统16。

2。

2飞行管理系统的功能FMS的主要功能包括导航／制导、自动飞行控制、性能管理和咨询／报警功能。

FMS实现了全自动导航，大大减轻了驾驶员的工作负担。

另外，飞机可以在FMS的控制下，以最佳的飞行路径、最佳的飞行剖面和最省油的飞行方式完成从起飞直到进近着陆的整个飞行过程。

国外民用飞机飞行管理系统发展现状与趋势飞行管理系统（FMS）是大型飞机数字化电子系统的核心,它通过组织、协调和综合机上多个电子和机电子系统的功能与作用，生成飞行计划,并在整个飞行进程中全程保证该飞行计划的实施，实现飞行任务的自动控制。

现代飞机上广泛采用的飞行管理系统是综合化的自动飞行控制系统（AFCS），它集导航、制导、控制、显示、性能优化与管理功能为一体,实现飞机在整个飞行过程中的自动管理与控制。

装备了飞行管理系统的飞机,不仅可以大量节省燃油，提高机场的吞吐能力，保证飞机的飞行安全和飞行品质，而且可以大大提高驾驶舱的综合化、自动化程度，减轻驾驶员的工作负担，带来巨大的无可估量的经济效益。

目前，一个典型的飞行管理系统不仅能够根据飞机、发动机性能、起飞着陆机场、航路设施能力、航路气象条件及其装载情况,生成具体的全剖面飞行计划,而且能够实现多种功能，包括：通过主飞行显示系统显示和指示有关飞行信息；通过无线电通信与导航系统获得通信、空中交通和无线电导航数据；通过飞行操纵系统控制飞机的姿态;通过自动油门系统调节发动机功率；通过中央数据采集系统收集、记录和综合处理数据；通过空地数据链系统收发航行数据;通过机上告警系统提供系统监控和告警等功能。

1 飞行管理系统的发展历程飞行管理的概念最早可以追溯到20世纪20年代。

自从1929年杜立特上尉历史性的盲目飞行后，人们感到借助一个系统摆脱完全依靠飞行员的感官进行飞行的重要性。

但飞行管理系统直到20世纪60年代才真正开始发展起来，并大致经历以下5个发展阶段:区域导航系统、性能管理系统、飞行管理系统、四维导航和新一代飞行管理系统.2 飞行管理系统的基本构成和功能飞行管理系统通常由一个飞行管理计算机系统（FMCS）和所需的相关接口设备组成，如电子飞行仪表系统(EFIS)和自动飞行系统等设备。

而一个典型的FMCS通常由飞行管理计算机（FMC）和控制与显示单元（CDU）两种组件构成.一个飞行管理系统通常能完成或辅助飞行员完成的基本功能包括:飞行计划、导航与制导、性能优化与预测、电子飞行仪表系统显示、人/机交互和空地数据链.3 国外民用飞机飞行管理系统发展现状目前,美国是世界上飞行管理系统的产品的主要供应方，核心技术主要掌握在美国霍尼韦尔公司等少数公司手中。

飞行管理系统介绍一、飞行管理系统（FMC）组成和基本功用（一）、飞行管理系统（FLIGHT MANAGEMENT SYS）由五个分系统组成：1、飞行控制系统（DFCS）包括自动驾驶（A/P）和飞行指引（F/D），其核心为两台飞行控制计算机，该系统用于自动飞行控制（FCC）和飞行指引。

2、自动油门系统（A/T）其核心是一台自动油门计算机和两台发动机油门操纵的伺服机构，A/T 提供从起飞到着陆全飞行过程的油门控制。

3、飞行管理计算机系统（FMCS）其核心是一台飞行管理计算机FMC和两台控制显示组件CDU，它用于从起飞到进近的几乎全部飞行过程的横向（LATERAL）剖面和纵向（VERTICAL）剖面的飞行管理。

我部的34N型飞机装有两部FMCS，这使飞行管理系统的可靠性更高。

4、惯性基准系统（IRUS）其核心为两台惯导基准组件IRU，其主要功用为提供飞机的姿态基准和定位参数，也可用于飞机自备、远距导航。

5、电子飞行仪表系统（EFIS）33A和34N型飞机装备的是电子飞行仪表系统，3T0型飞机装备的还是旧式的机械式仪表。

由于飞行仪表的电子化，逐渐淘汰老式的机械式仪表，而电子飞行仪表必须有相应的字符，符号等图形信号发生器，以提供阴极射线管CRT或液晶LCD显示。

EFIS就是起这个作用的电子式飞行仪表显示系统，它主要包括两台符号发生器（EFIS SG）和两套姿态指引仪（EADI）、两套水平状态指示器（EHSI）。

（二）、飞行管理系统的基本作用：这套系统技术先进，设备量大，承担的任务多，其中最根本的功用是：1、实现飞行的自动化，大大减轻了飞行员的工作负担，减少人为操作所不可避免的差错和失误。

2、实现飞行全程的优化：（1）起飞阶段（TO）—根据飞机的全重和环境温度提供最佳目标推力。

（2）爬升降段（CLB）—提供最佳爬升剖面：包括爬升点，阶段爬升的设置，目标推力和目标空速的设定。

（3）巡航（CRZ）—提供最佳高度和巡航速度，以及大圆航线和导航系统的选择和自动调谐。

飞行管理系统介绍一、飞行管理系统(FMC)组成与基本功用(一)、飞行管理系统(FLIGHT MANAGEMENT SYS)由五个分系统组成:1、飞行控制系统(DFCS)包括自动驾驶(A/P)与飞行指引(F/D),其核心为两台飞行控制计算机,该系统用于自动飞行控制(FCC)与飞行指引。

2、自动油门系统(A/T)其核心就是一台自动油门计算机与两台发动机油门操纵的伺服机构,A/T提供从起飞到着陆全飞行过程的油门控制。

3、飞行管理计算机系统(FMCS)其核心就是一台飞行管理计算机FMC与两台控制显示组件CDU,它用于从起飞到进近的几乎全部飞行过程的横向(LATERAL)剖面与纵向(VERTICAL)剖面的飞行管理。

我部的34N型飞机装有两部FMCS,这使飞行管理系统的可靠性更高。

4、惯性基准系统(IRUS)其核心为两台惯导基准组件IRU,其主要功用为提供飞机的姿态基准与定位参数,也可用于飞机自备、远距导航。

5、电子飞行仪表系统(EFIS)33A与34N型飞机装备的就是电子飞行仪表系统,3T0型飞机装备的还就是旧式的机械式仪表。

由于飞行仪表的电子化,逐渐淘汰老式的机械式仪表,而电子飞行仪表必须有相应的字符,符号等图形信号发生器,以提供阴极射线管CRT或液晶LCD显示。

EFIS就就是起这个作用的电子式飞行仪表显示系统,它主要包括两台符号发生器(EFIS SG)与两套姿态指引仪(EADI)、两套水平状态指示器(EHSI)。

(二)、飞行管理系统的基本作用:这套系统技术先进,设备量大,承担的任务多,其中最根本的功用就是:1、实现飞行的自动化,大大减轻了飞行员的工作负担,减少人为操作所不可避免的差错与失误。

2、实现飞行全程的优化:(1)起飞阶段(TO)—根据飞机的全重与环境温度提供最佳目标推力。

(2)爬升降段(CLB)—提供最佳爬升剖面:包括爬升点,阶段爬升的设置,目标推力与目标空速的设定。

(3)巡航(CRZ)—提供最佳高度与巡航速度,以及大圆航线与导航系统的选择与自动调谐。

飞行管理系统介绍一、飞行管理系统(FMC)组成与基本功用(一)、飞行管理系统(FLIGHT MANAGEMENT SYS)由五个分系统组成:1、飞行控制系统(DFCS)包括自动驾驶(A/P)与飞行指引(F/D),其核心为两台飞行控制计算机,该系统用于自动飞行控制(FCC)与飞行指引。

2、自动油门系统(A/T)其核心就是一台自动油门计算机与两台发动机油门操纵得伺服机构,A/T提供从起飞到着陆全飞行过程得油门控制。

3、飞行管理计算机系统(FMCS)其核心就是一台飞行管理计算机FMC与两台控制显示组件CDU,它用于从起飞到进近得几乎全部飞行过程得横向(LATERAL)剖面与纵向(VERTICAL)剖面得飞行管理。

我部得34N型飞机装有两部FMCS,这使飞行管理系统得可靠性更高。

4、惯性基准系统(IRUS)其核心为两台惯导基准组件IRU,其主要功用为提供飞机得姿态基准与定位参数,也可用于飞机自备、远距导航。

5、电子飞行仪表系统(EFIS)33A与34N型飞机装备得就是电子飞行仪表系统,3T0型飞机装备得还就是旧式得机械式仪表。

由于飞行仪表得电子化,逐渐淘汰老式得机械式仪表,而电子飞行仪表必须有相应得字符,符号等图形信号发生器,以提供阴极射线管CRT或液晶LCD显示。

EFIS就就是起这个作用得电子式飞行仪表显示系统,它主要包括两台符号发生器(EFIS SG)与两套姿态指引仪(EADI)、两套水平状态指示器(EHSI)。

(二)、飞行管理系统得基本作用:这套系统技术先进,设备量大,承担得任务多,其中最根本得功用就是:1、实现飞行得自动化,大大减轻了飞行员得工作负担,减少人为操作所不可避免得差错与失误。

2、实现飞行全程得优化:(1)起飞阶段(TO)—根据飞机得全重与环境温度提供最佳目标推力。

(2)爬升降段(CLB)—提供最佳爬升剖面:包括爬升点,阶段爬升得设置,目标推力与目标空速得设定。

(3)巡航(CRZ)—提供最佳高度与巡航速度,以及大圆航线与导航系统得选择与自动调谐。

民用飞机航路智能规划技术研究作者：池怿余磊来源：《航空科学技术》2020年第10期摘要：针对民用飞机在执行航线飞行过程中遇到飞行员失能等异常情况，传统的飞行管理系统（FMS）无法自动重新规划合理路径。

本文采用与路径平滑技术相结合的动态A*算法作为轨迹规划算法。

基于导航数据库构建初始路径，考虑天气限制、禁飞区域、空管指令、机场条件等约束条件的影响，建立路径规划的代价函数，通过最小化实际成本和启发式成本的总和来选择后继点，减少了不必要节点的搜索负担。

在异常情况下，能够监控检测到这些变化并规划出最适合降落机场的航路，在扩展民用航空应急响应措施、提高安全性方面具有重要意义。

关键词：飞行管理系统；航路规划；航路约束；动态A*；导航数据库中图分类号：V355文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.10.008民航飞行员通常使用飞行管理系统来规划航路，通过在机上选择预定航线来生成飞行计划，然而由于受到逐台飞行空域体系的制约，当遇到飞行员恶意操作等异常情况时，传统飞行管理系统无法越过飞行员操控权限，重新规划飞行路径来保证飞行安全。

随着下一代空管体系架构的推进，空地协商机制的不断完善[1-3]，航路在线智能规划技术在民航领域的应用也越来越具有重要意义。

目前，航路规划算法多用于无人机避撞问题，有许多例子表明Dijkstra算法或动态规划等离散方法在无人机航路规划中的普及[4-6]，由于飞行管理系统对航路规划计算时间的需求在100ms以下，考虑到在空中交通法规施加在商用飞机上大量约束的情况，因此，采用动态A*算法，并利用该算法的的高效性，实现航路智能的轨迹规划的研究。

本文主要的研究内容包括基于导航数据库的场景建模、轨迹规划算法研究、紧急着陆和航路偏移算法研究，最后通过仿真软件来完成算法的验证。

1基于数据库的场景建模1.1数据库的构建正常的民机飞行轨迹中，一个完整的轨迹被分解为一系列的飞行航段。

1 / 5关于飞机在下降及进近中的剖面管理Descent and Approach Profile Management作者/骆卫 (运行控制中心飞行资料室) 引言下降及进近剖面管理不善和/或进近阶段飞机能量管理不当都可能引起：•垂直方向的情景意识丧失；•匆忙和不稳定的进近。

两种情况均可能增大进近及着陆事故的风险，包括可控的飞机撞地（CFIT）等相关的事故风险。

统计数据大约70%的匆忙和不稳定进近都与下降及进近剖面的管理不善和/或能量管理不当有关，其中包括：•高于或低于要求的垂直飞行剖面；•大于或小于要求的速度。

最佳措施和指南为了防止耽误开始下降的时机并且保证下降及进近剖面的最佳管理，下降准备和进近/复飞简令必须在距离下降顶点之前10分钟内（或在甚高频通信范围内）完成。

下降准备：•如果在FMS飞行计划中包含标准进场航路(STAR)，但因有雷达管制而不准备沿STAR飞行时，应该对照预计的路线查看STAR（即：航迹距离、高度限制和/或速度限制），以便对下降顶点作相应调整；•应该在FMS页面的临近下降顶点和沿下降剖面各航路点上输入适当的预报风值（如可用）。

下降及进近简令：•如果FMS飞行计划中包含复飞程序，就应该对照相应的进近图检查复飞程序。

下降开始:•如果ATC延误了开始下降的时机，就应该适当减速，使下降剖面受到的影响减到最小。

导航精度检查：•如果FMS导航精度不符合终端区域导航或进近的相应标准，在没有借助导航原始数据证实飞机位置以前，不能下降到低于最低航线高度（MEA）或者低于扇区最低安全高度（MSA）的高度。

下个目标与决断关口的概念：在飞行的全过程中，应该对下个目标作出明确的界定，以便始终比飞机领先一步。

下个目标可以是下列一个或多个要素的组合（按需）：•位置；•高度；•构型；•速度；•垂直速度（如适用）；•推力设置。

如果预计下个目标中一个或多个要素达不到要求，应该毫不迟疑地采取必要的纠正措施。

在进近及着陆阶段，一连串的下个目标组成了一道道的关口（gates），必须达到各关口的要求才能继续进近。

飞行管理系统（FMS）学习小结飞管的主要作用及意义：飞行管理系统（FMS）是通过组织、协调和综合机上多个电子和机电子系统的功能与作用，生成飞行计划，并在整个飞行进程中全程保证该飞行计划的实施，建立及执行LNAV和VNAV的导航，优化飞机性能，实现飞行任务的自动控制，使飞机在飞行过程中以最佳飞行路径、最佳的飞行剖面和最省油的飞行方式完成从起飞到进近着陆的整个飞行过程。

装有飞行管理系统的飞机，不仅可以大量节省燃油，提高机场的吞吐能力，保证飞机的飞行安全和飞行品质，而且可以大大提高驾驶舱的综合化、自动化程度，减轻驾驶员的工作负担，带来巨大的无可估量的经济效益。

飞管的组成及功能：组成：现代飞机上FMS是一整套包括一堆子系统的系统，由一个许多计算机、传感器、无线电导航系统、控制板、电子显示仪表、电子告警组件以及执行机构联系起来的大设备系统。

不同的机型飞行管理系统的构成不尽相同，典型的飞管系统主要是由四个部分组成：1、传感器分系统——惯性基准系统（IRS）、大气数据系统（DADC）及无线电导航、发动机控制等系统IRS是FMC基本传感器，向FMC提供2~3台IRU输出的导航数据（飞机纬度位置，真航向，磁航向，南北和东西向速度，俯仰和倾斜角，高度，升降速度，地速），FMC进行加权平均，主要参数有PPOS、GS、TRK、WIND等。

DADC通过ARINC429向FMC提供高度、温度、马赫数、空速等信息。

2、处理分系统——飞行管理计算机系统（FMCS）FMCS包括FMC和CDU，是飞管系统的中枢。

3、执行分系统——自动飞行系统（AFCS）AFCS也有称作自动驾驶/飞行指引仪系统，由飞行控制计算机（FCC）、方式控制板（MCP）以及一些其他部件组成。

AFCS是FMCS的执行部分，对AP、FD、STB/TRIM、A/T提供综合控制。

AFCS-MCP给FMC 提供LNAV、VNAV制导衔接，选择目标空速、目标马赫数，FMC向飞行控制计算机（FCC）提供经济目标空速、目标马赫数。

飞行管理系统介绍一、飞行管理系统（FMC）组成和基本功用(一)、飞行管理系统（FLIGHT MANAGEMENT SYS）由五个分系统组成：1、飞行控制系统（DFCS)包括自动驾驶(A/P)和飞行指引（F/D)，其核心为两台飞行控制计算机，该系统用于自动飞行控制（FCC）和飞行指引。

2、自动油门系统（A/T）其核心是一台自动油门计算机和两台发动机油门操纵的伺服机构，A/T 提供从起飞到着陆全飞行过程的油门控制。

3、飞行管理计算机系统（FMCS）其核心是一台飞行管理计算机FMC和两台控制显示组件CDU，它用于从起飞到进近的几乎全部飞行过程的横向(LATERAL）剖面和纵向（VERTICAL)剖面的飞行管理。

我部的34N型飞机装有两部FMCS,这使飞行管理系统的可靠性更高。

4、惯性基准系统（IRUS）其核心为两台惯导基准组件IRU,其主要功用为提供飞机的姿态基准和定位参数,也可用于飞机自备、远距导航。

5、电子飞行仪表系统（EFIS）33A和34N型飞机装备的是电子飞行仪表系统，3T0型飞机装备的还是旧式的机械式仪表。

由于飞行仪表的电子化，逐渐淘汰老式的机械式仪表，而电子飞行仪表必须有相应的字符，符号等图形信号发生器，以提供阴极射线管CRT或液晶LCD显示。

EFIS就是起这个作用的电子式飞行仪表显示系统，它主要包括两台符号发生器（EFIS SG）和两套姿态指引仪(EADI）、两套水平状态指示器（EHSI)。

(二)、飞行管理系统的基本作用:这套系统技术先进，设备量大,承担的任务多，其中最根本的功用是: 1、实现飞行的自动化，大大减轻了飞行员的工作负担，减少人为操作所不可避免的差错和失误。

2、实现飞行全程的优化：（1）起飞阶段（TO）—根据飞机的全重和环境温度提供最佳目标推力。

(2）爬升降段(CLB）-提供最佳爬升剖面：包括爬升点，阶段爬升的设置,目标推力和目标空速的设定。

（3）巡航（CRZ）—提供最佳高度和巡航速度，以及大圆航线和导航系统的选择和自动调谐。