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1、FMCS飞行管理计算机系统FMCS FMS AS WHAT TO LEARN?2n飞行航路飞行航路起飞机场起飞机场,目的地机场目的地机场n起飞全重以及性能要求起飞全重以及性能要求 最经济速度最经济速度巡航高度巡航高度计算推力限期值计算推力限期值 n定位定位n飞行时间飞行时间n精度精度最佳最佳飞行飞行uTimeumoney67891011121314轨迹生成制导率计算A/PA/T飞机IRS和无线电导航设备导航数据151617轨迹生成轨迹生成修正航路修正航路起飞机场、目的机场及规定的航路起飞机场、目的机场及规定的航路飞机位置点、飞机性能参数、目飞机位置点、飞机性能参数、目的机场的位置、航路点、无线
2、电的机场的位置、航路点、无线电导航台、进近程序导航台、进近程序1819FMSFMS结构框图结构框图20还包括其他系统：还包括其他系统：通过主飞行显示系统显示和指示有关飞行信息；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；线电导航数据；通过飞行操纵系统控制飞机的姿态；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；通过空地数
3、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。通过机上告警系统提供系统监控和告警等功能。2122飞行飞行管理管理系统系统FMSFMCSFMCEFISCDUAFCSFCCMCPA/TIRSIRUISDUMSU23敏感部分敏感部分惯性基准系统（惯性基准系统（IRS）n组成部分：组成部分：IRU装有激光陀螺的部件，安装在电气电子设备舱里；装有激光陀螺的部件，安装在电气电子设备舱里；MSU和和ISDU连在一起装在驾驶舱头顶设备板上；连在一起装在驾驶舱头顶设备板上；n功能：功能：导航参数计算：导航参数计算：n位置（位置（、）、地速、姿态、航向、航迹、风向、风速等）、地速、姿态、航向、航
4、迹、风向、风速等工作方式选择：工作方式选择：n飞行员通过飞行员通过MSU选择选择IRS的导航、姿态、校准和关闭四种工作方式。的导航、姿态、校准和关闭四种工作方式。起始校准：起始校准：n输入起始点位置输入起始点位置n飞行员可在飞行员可在ISDU上选择显示飞机的位置经纬度、航向、风向、风速等数据，对上选择显示飞机的位置经纬度、航向、风向、风速等数据，对IRS进行起始进行起始校准。校准。24核心部分核心部分飞行管理计算机系统飞行管理计算机系统（FMCS）25执行部分执行部分自动飞行控制系统自动飞行控制系统AFCSn组成部分：组成部分：FCC-MCP-做动筒做动筒-舵面（翼面）等舵面（翼面）等nFCC
5、安装在飞机电气电子设备舱的设备架上，安装在飞机电气电子设备舱的设备架上，MCP安装在正、副驾驶安装在正、副驾驶员正前方的驾驶舱遮光板上。员正前方的驾驶舱遮光板上。n功能：功能：对自动驾驶仪、飞行指引系统、高度警戒、速度配平、马赫配平等进行对自动驾驶仪、飞行指引系统、高度警戒、速度配平、马赫配平等进行综合控制。综合控制。FCC接收来自飞机各传感器的信号、飞行方式，处理信息、数据，输出接收来自飞机各传感器的信号、飞行方式，处理信息、数据，输出指令给操纵副翼、安定面、升降舵等控制翼面，从而操纵飞机进行横向指令给操纵副翼、安定面、升降舵等控制翼面，从而操纵飞机进行横向和垂直制导。和垂直制导。26执行部
6、分执行部分自动油门自动油门A/Tn组成部分：组成部分：ATC油门机构：装在电气电子设备舱里；油门机构：装在电气电子设备舱里；n功能：功能：接收各传感器的数据和接收各传感器的数据和MCP送来的工作方式和性能选择数据进行计算，送来的工作方式和性能选择数据进行计算，从而操纵油门杆置于恰当位置。从而操纵油门杆置于恰当位置。n合并到合并到FMCS中，由中，由FCC取代取代ATCBoeing747-400的的A/T由由FMC完成，添加了推力管理功能。完成，添加了推力管理功能。271.4 FMS 1.4 FMS 主要性能、功能主要性能、功能n具有强大的导航、性能计算、制导和显示功能；具有强大的导航、性能计算
7、、制导和显示功能；n实现飞机的全自动导航，大大减轻飞行员的工作负担；实现飞机的全自动导航，大大减轻飞行员的工作负担；n提高飞机操作的自动化程度，提高飞机操作的自动化程度，n实现整个航路实现整个航路400ft400ft以上的以上的全自动全自动飞行控制飞行控制n实现对第四维实现对第四维时间的管理，达到时间的管理，达到节油和节省时间节油和节省时间的目的。的目的。n提供从起飞到进近着陆的提供从起飞到进近着陆的最优横向最优横向飞行轨迹和飞行轨迹和垂直垂直飞行剖面。飞行剖面。总之：总之：飞行管理系统能对飞机进行综合管理，可实现飞机的飞行管理系统能对飞机进行综合管理，可实现飞机的自动飞行与最佳性能自动飞行与
8、最佳性能管理管理。即：以最佳的飞行路径从起飞机场飞到目的地机场以最佳的飞行剖面、最即：以最佳的飞行路径从起飞机场飞到目的地机场以最佳的飞行剖面、最省燃油的方式飞行，这不但大大减轻了驾驶员的操作负担，并且获得很好省燃油的方式飞行，这不但大大减轻了驾驶员的操作负担，并且获得很好的经济效益。的经济效益。28FMSFMS在起飞、爬高、巡航、下降、进近阶段的在起飞、爬高、巡航、下降、进近阶段的性能功能说明性能功能说明（阶段说明）（阶段说明）29飞行阶段的性能功能飞行阶段的性能功能 -起飞起飞n飞飞行行员员通通过过FMCSFMCS的的CDUCDU输输入入飞飞飞飞机机机机全全全全重重重重和和外外外外界界界界
9、温温温温度度度度，FMCFMC进行计算，为飞机提供进行计算，为飞机提供最佳起飞目标推力最佳起飞目标推力。n这这个个起起飞飞目目标标推推力力使使飞飞机机在在规规定定时时间间内内达达到到起起飞飞速度，不会损伤飞机发动机。速度，不会损伤飞机发动机。30飞行阶段的性能功能飞行阶段的性能功能 -爬高爬高n根根据据飞飞行行员员的的选选择择和和FMCFMC确确定定的的目目标标推推力力和和目目标标速速度度，FMSFMS提提供供最最佳佳爬爬高高剖剖面面，（在在规规定定的的爬爬高高速速度度和和规规定定的的发发动动机机推推力力下下，以以最最佳佳爬爬高高角度到达规定的高度）。角度到达规定的高度）。nFMCFMC还还根
10、根据据情情况况向向飞飞行行员员提提供供分分段段（阶阶梯梯）爬爬高和高和爬高顶点高度爬高顶点高度的建议，供飞行员选用。的建议，供飞行员选用。n这些建议一旦实施可使飞行进一步节省燃油。这些建议一旦实施可使飞行进一步节省燃油。31飞行阶段的性能功能飞行阶段的性能功能 -巡航巡航nFMSFMS根根据据航航线线长长短短、航航路路情情况况等等选选定定最最佳佳巡巡航航高度高度和和最佳巡航速度最佳巡航速度。n在在飞飞行行的的两两机机场场之之间间采采用用大大圆圆弧弧路路径径，结结合合无无线电甚高频导航获得最优巡航飞行。线电甚高频导航获得最优巡航飞行。n采用大圆弧路径使两点之间的飞行距离最短采用大圆弧路径使两点之
11、间的飞行距离最短32飞行阶段的性能功能飞行阶段的性能功能 下降下降/进近进近n下降下降FMSFMS根根据据飞飞行行员员输输入入或或储储存存的的导导航航数数据据确确定定飞飞机机开开始始下下降降的的顶顶点点。飞飞机机在在下下降降阶阶段段时时，由由FMSFMS确确定定下下降降速速度度，最最大大限限度度地地利利用用飞飞机机的位能，节省燃油消耗。的位能，节省燃油消耗。n进近进近FMSFMS在下降结束点，在既定高度、确定航距在下降结束点，在既定高度、确定航距上，上，以优化速度引导飞机到跑道上的着陆点以优化速度引导飞机到跑道上的着陆点。331.5 FMCS1.5 FMCS及其外围及其外围n1.5.1 FMC
12、S的传感器的传感器n1.5.2 FMCS的执行部件的执行部件n1.5.3 FMCS的控制部件的控制部件34航航空空电电子子系系统统导导航航通通信信仪仪表表大气数据与惯性导航系统大气数据与惯性导航系统卫星导航系统卫星导航系统(全球导航定位系统全球导航定位系统)无线电导航系统无线电导航系统无线电通信系统无线电通信系统卫星通信系统卫星通信系统DME VORILSLRRAATCTCASGPWSWXR飞行管理与自动飞行控制系统飞行管理与自动飞行控制系统EFIS备用仪表备用仪表ECAM/EICASHFVHFSELCAL351.5.1 FMCS1.5.1 FMCS传感器传感器nAS-sensors代替驾驶员
13、的生理功能感受外部信息代替驾驶员的生理功能感受外部信息系统所需输入信息的来源系统所需输入信息的来源n重点介绍：重点介绍：FMCS的传感器的传感器IRS,ADC,VOR,DME,ILS,燃油加法器，飞行时钟（外围的）燃油加法器，飞行时钟（外围的）3637传感器传感器1 1IRS IRS 图图1-41-4n惯性基准系统惯性基准系统 Inertial Reference Unitn提供参数：提供参数：经纬度位置、真经纬度位置、真/磁航向、南北磁航向、南北/东西向速度、俯仰东西向速度、俯仰/倾斜角、地速倾斜角、地速等等n参数计算过程：参数计算过程：利用惯性元件测量飞机三个轴向的转动位移和线性加速度，该
14、利用惯性元件测量飞机三个轴向的转动位移和线性加速度，该6个信号再加上初始状态值，计算得到相应输出。（参数多、准个信号再加上初始状态值，计算得到相应输出。（参数多、准确高、可靠高）确高、可靠高）n工作方式：工作方式：导航、姿态、校准、关断导航、姿态、校准、关断38n三套三套IRU数据选取数据选取位置信息位置信息（重要）（重要）n正常：三个正常：三个IRU加权平均值，加权平均值，n不正常：失效或加权平均值差大于不正常：失效或加权平均值差大于30海里改为单一由正常海里改为单一由正常IRU选择：左、中、右顺序（放弃加权平均值）选择：左、中、右顺序（放弃加权平均值）速度速度n正常：正常：（三个（三个IR
15、U算术平均值）算术平均值）n不正常：同上不正常：同上航向、高度、升降速度航向、高度、升降速度n看看A/P衔接在衔接在“指令指令”那一个通道上的设备（本侧）那一个通道上的设备（本侧）n人工：左、中、右顺序人工：左、中、右顺序3940传感器传感器2 2ADCADCn大气数据计算机大气数据计算机 Air Data Computern提供数据：高度、空速、马赫数、温度提供数据：高度、空速、马赫数、温度n两台两台ADC数值使用顺序（三种情况）数值使用顺序（三种情况）三通道三通道A/P没在没在“指令指令”方式，两方式，两FMC用左用左ADC/自转自转三通道三通道A/P都在都在“指令指令”方式，两方式，两F
16、MC用左用左ADC/非自非自右通道右通道A/P都在都在“指令指令”方式，两方式，两FMC用右用右ADC/非自非自41ADS+IRS=ADIRSn图42传感器传感器3 3VOR/DMEVOR/DME导航台导航台n甚高频全向信标系统甚高频全向信标系统 VHF Omnidirectional Radio Range提供数据：方位、航道偏离信号提供数据：方位、航道偏离信号n测距机测距机 Distance Measuring System提供到某一地面台的距离（斜距提供到某一地面台的距离（斜距s）43RADIO NAVIGATION:VOR30 ref30 var30 ref30 vara30 ref3
17、0 var30 ref30 var30 ref30 vara4445nFMCS-VOR/DME-IRS用用VOR和和DME测量地面导航台地理位置的方位、距离信号以及惯测量地面导航台地理位置的方位、距离信号以及惯性基准系统得来的导航数据进行综合运算，得出精确的飞机导航性基准系统得来的导航数据进行综合运算，得出精确的飞机导航数据。数据。VOR/DME特点特点IRS特点特点n地面导航台很多，由导航控制板控制：地面导航台很多，由导航控制板控制：人工调谐：频率由人工选定的；人工调谐：频率由人工选定的；自动调谐：自动调谐：FMC来选择最佳位置的导航台。来选择最佳位置的导航台。46传感器传感器4 4ILSI
18、LSn仪表着陆系统仪表着陆系统 Instrument Landing System n功能：功能：提供航向道提供航向道Loc和下滑道和下滑道G/S的偏离信号的偏离信号航路中包含有仪表着陆程序；航路中包含有仪表着陆程序；n工作条件：工作条件：飞机已在距跑道飞机已在距跑道20海里范围内，在海里范围内，在HIS上航向偏差的指示已小于上航向偏差的指示已小于1.25点，点，即飞机与跑道中线延长线的偏离在即飞机与跑道中线延长线的偏离在1.25度以内；度以内；飞机航迹在跑道方位的飞机航迹在跑道方位的45度以内；度以内；已经接收到有效的已经接收到有效的ILS信号。信号。n配置：配置：n左接收机主用，右备用。左
19、接收机主用，右备用。47传感器传感器5 5燃油油量加法器燃油油量加法器nFMS用以预报到达各航路点和目的地机场的剩余燃油量；用以预报到达各航路点和目的地机场的剩余燃油量；n计算步骤：计算步骤：各油箱油量相加得总油量值各油箱油量相加得总油量值F总总经模经模/数转换，送给数转换，送给FMC燃油储备值燃油储备值F备备待用待用F测测=F总总-F备备FMC计算待用油量比较计算待用油量比较F计算计算F计算计算 F测测48传感器传感器6 6电子时钟电子时钟n提供时间提供时间(GMT,ET),计时计时,日期日期nFMC用用GMT预报到达个航路点和目的地机预报到达个航路点和目的地机场的时间场的时间在在ND上显示
20、上显示4950时间nGMT-Greenwich Mean Time 格林威治平时，即格林威治平时，即UT-Universal Time 世界时世界时 以零时区的区时作为全世界统一时刻以零时区的区时作为全世界统一时刻 多数导航设备使用多数导航设备使用UTnUTC-Universal Time Coordinated世界协调时，世界协调时，用原子时秒长，用原子时秒长，UTC与原子时相差整数秒与原子时相差整数秒(原子原子时计量的基本量的基本单位是位是原子原子时秒。它的定秒。它的定义是：是：铯se原子基原子基态的两的两个超精个超精细能能级间在零磁在零磁场 下下跃迁迁辐射射9192631770周所持周所
21、持续的的时间)n航空中航空中UTC,UT的差别几乎无影响的差别几乎无影响517 7 其他传感元件其他传感元件产生的离散信号（传感器）产生的离散信号（传感器）n反应系统工作状况的传感器反应系统工作状况的传感器位置：发动机防冰、机翼防冰、引气系统等位置：发动机防冰、机翼防冰、引气系统等影响：影响：n飞机空气系统从发动机压缩器后引出增压的热空气，其推力下降。飞机空气系统从发动机压缩器后引出增压的热空气，其推力下降。nFMC利用这些信号对发动机参数进行修正利用这些信号对发动机参数进行修正目标推力、推力限制、目标推力、推力限制、N1转速限制等转速限制等n空空/地继电器地继电器安装在飞机起落架减震柱上的空
22、地微动电门来控制安装在飞机起落架减震柱上的空地微动电门来控制制约一些系统的工作启动：制约一些系统的工作启动：n如：导航数据库更新、维护页面调用如：导航数据库更新、维护页面调用n无线电导航位置修正无线电导航位置修正521.5 FMCS1.5 FMCS及其外围及其外围nFMCS的传感器的传感器nFMCS的执行部件的执行部件nFMCS的控制部件的控制部件53执行部件执行部件输出信息接收部件输出信息接收部件nFMC接收传感器的信号接收传感器的信号nFMC进行分析运算进行分析运算nFMC发出指令给执行部件发出指令给执行部件54执行部件执行部件输出信息接收部件输出信息接收部件n用于执行：用于执行：AFCS
23、,A/T,IRUn用于显示用于显示:CDU,EFIS,EICAS/ECAM5556执行机构执行机构1 1AFCSAFCSn自动飞行控制系统自动飞行控制系统 Auto Flight Control SystemnFCC接收接收FMC信息：信息：接收操作指令（目标数据）：接收操作指令（目标数据）：n即各种即各种目标值目标值:目标高度、目标计算空速、目标马赫数、目标升降目标高度、目标计算空速、目标马赫数、目标升降速度、倾斜指令等速度、倾斜指令等nFCC综合计算综合计算FMC信息：信息：产生操纵指令：产生操纵指令：n爬高、下降、倾斜转弯等爬高、下降、倾斜转弯等57执行机构执行机构2 2A/TA/Tn自
24、动油门自动油门 Auto throttlenA/T计算机计算机接收信号：不同飞行阶段的发动机推力或接收信号：不同飞行阶段的发动机推力或N1限制、飞限制、飞机全重机全重GW、FMC要求高度、假设空气温度等要求高度、假设空气温度等计算：输出油门位置指令，以产生要求推力计算：输出油门位置指令，以产生要求推力58执行机构执行机构3 3IRUIRUn惯性基准组件惯性基准组件 interial reference unitn接收初始点经、纬度（位置起始对准）接收初始点经、纬度（位置起始对准）通过通过CDU进行起始校准时，经纬度起始来自进行起始校准时，经纬度起始来自FMCn工作于工作于“姿态姿态”方式时，航
25、向起始数据也来自方式时，航向起始数据也来自FMC59执行部件执行部件输出信息接收部件输出信息接收部件n用于执行用于执行n用于显示（图用于显示（图1-6）60显示装置显示装置1 1CDUCDUn控制显示组件 Control&Display System61nCDU通过阴极射线管显示屏幕显示信息通过阴极射线管显示屏幕显示信息n多种页面：性能数据、导航数据、飞行计划、咨多种页面：性能数据、导航数据、飞行计划、咨询信息、故障情况、自检信息询信息、故障情况、自检信息nCDU是是FMCS的主要部件，是的主要部件，是FMC的终端的终端n第三章详细叙述第三章详细叙述62显示装置显示装置2 2EFISEFISP
26、FD/EADI Primary Flight Display 主飞行显示主飞行显示63电子飞行仪表系统显示内容电子飞行仪表系统显示内容一、一、PFDPFD显示内容显示内容（一）（一）PFDPFD正常显示正常显示 空速空速 姿态姿态 高度高度 航向航向 垂直速度垂直速度 飞行模式飞行模式 飞行指引仪指令飞行指引仪指令 着陆指示着陆指示 无线电高度无线电高度 临界时间提示临界时间提示64显示装置显示装置2 2EFISEFISND/EHSI Navigation Display 导航显示导航显示65二、导航显示二、导航显示 NDn七个导航显示方式七个导航显示方式：计划方式计划方式 扩展的和集中的地图
27、方式扩展的和集中的地图方式 扩展的和集中的扩展的和集中的VOR方式方式 扩展的和集中的扩展的和集中的APP（进近）（进近）方式方式 nND上的指示：上的指示：航向航向 航迹航迹 地速地速 真空速真空速 风风 航路航路 气象雷达气象雷达 TCAS数据数据 加强的加强的GPWS数据数据 VOR/ADF指针指针 VOR偏差偏差 LOC和和G/S偏差偏差 66显示装置显示装置3马赫空速表马赫空速表67显示装置显示装置4 4发动机发动机N1N1转速表转速表nECAM/EICAS68显示装置显示装置5 5ECAM/EICASECAM/EICASnEICAS-ENGINE INDICATION AND CR
28、EW ALERTING SYSTEM 发动机指示和机组警告系发动机指示和机组警告系统统nECAM-ELECTRONIC CENTRALIZED AIRCRAFT MONITORING 机载电子集中监控系机载电子集中监控系统统69显示来自显示来自FMC的：的：发动机目标推力、发动机目标推力、发动机压缩比（发动机压缩比（EPR）、）、外界假设温度、外界假设温度、FMC故障信息等故障信息等70显示装置显示装置6 6告示牌和故障灯告示牌和故障灯n通过飞行方式通告牌显示：通过飞行方式通告牌显示：当时发动机所执行的推力限制或当时发动机所执行的推力限制或N1限制方式限制方式n当出现警戒信息或故障时，当出现警
29、戒信息或故障时，FMC提供离散信号：提供离散信号：告示牌和故障灯告示牌和故障灯711.5 FMCS1.5 FMCS及其外围及其外围nFMCS的传感器的传感器nFMCS的执行部件的执行部件nFMCS的控制部件的控制部件7273控制部件控制部件nCDUn系统方式控制板系统方式控制板CP（图（图1-7）AFDS方式控制板方式控制板P7高度选择控制高度选择控制P7VOR控制板控制板CPEFIS控制板控制板CP推力方式选择板推力方式选择板74控制部件控制部件1 1CDUCDU按键分类：1、字母、数字键2、功能键3、行选键75控制部件控制部件2 2AFCSAFCS控制板控制板n飞行过程中，人为改变飞行状态
30、目标值，通过控制板，飞行过程中，人为改变飞行状态目标值，通过控制板，将将“指令指令”传给传给FMC，实现人工控制，实现人工控制高度、速度、飞行方式高度、速度、飞行方式自动驾驶、自动油门自动驾驶、自动油门横向和垂直导航的方式选择按钮横向和垂直导航的方式选择按钮76控制部件控制部件3 3VOR-CPVOR-CPn对应于传感器部分的对应于传感器部分的VOR/DMEn选择人工还是选择人工还是FMC进行自动调谐进行自动调谐77控制部件控制部件3 3EFIS-CPEFIS-CP12347879EFIS-CP-EADIEFIS-CP-EADI部分部分nDH reset switchnDH set switc
31、hnEADI display brightness80EFIS-CP-EHSIEFIS-CP-EHSI部分部分n三个旋钮三个旋钮选择显示近选择显示近/远距离范围远距离范围显示方式选择显示方式选择显示亮度（外）显示亮度（外）/WXR显示显示(内）选择内）选择n四种显示方式四种显示方式VOR/ILS，以飞机为中心，以飞机为中心，360全方位全方位显示（示（ROSE)PLAN（静止）（静止）/MAP（动态），飞机位置在底部的（动态），飞机位置在底部的180 半方位显示半方位显示(ARC)81地图显示电门地图显示电门-显示导航附加符号显示导航附加符号nNAV AID导航设备导航设备-增加显示导航数据库
32、内存储的无线电导航台识标和符号增加显示导航数据库内存储的无线电导航台识标和符号nARPT机场机场-增加显示距离范围内导航数据库中存储的机场识标增加显示距离范围内导航数据库中存储的机场识标nRTE DATA航路数据航路数据-增加显示航路点飞越高度和预计到达该航路点的时间增加显示航路点飞越高度和预计到达该航路点的时间nWPT航路点航路点-显示没有包括在选择飞行计划内但在导航数据库内的航路显示没有包括在选择飞行计划内但在导航数据库内的航路点点82第二章第二章 飞行管理计算机（飞行管理计算机（4.194.19）nFMCS=FMC+CDUnFMC关键部件关键部件输入输入/输出格式：数字（主）、离散（少）
33、输出格式：数字（主）、离散（少）输出用于控制、显示输出用于控制、显示nAFCSnA/T系统系统n无线电导航系统无线电导航系统n目前，使用两家公司生产的目前，使用两家公司生产的FMCLEAR SIEGLER HONEYWELL SPERRY8384FMC外观（图2-1）n重约重约15公斤的长方形盒子公斤的长方形盒子n前面板前面板一个故障灯一个故障灯一个测试电门一个测试电门一个试验正进行灯一个试验正进行灯一个累计工作时间计时表一个累计工作时间计时表插座（测试、检查、排故）插座（测试、检查、排故）n后盖板上后盖板上 装有两个插座装有两个插座-连接电源和传输数据连接电源和传输数据n使用使用115V、4
34、00Hz单向交流电单向交流电n冷却散热冷却散热:强迫空气通风设备强迫空气通风设备852.1 2.1 飞行管理计算机基本结构（基于当时）飞行管理计算机基本结构（基于当时）n组成组成:三台微处理机三台微处理机(多微机系统）多微机系统）,电源组件和电池组件电源组件和电池组件n处理机共有处理机共有19块电路板块电路板(见图见图2-2)输入输入/输出处理机输出处理机A1-A8导航处理机导航处理机A9-A15性能处理机性能处理机A16-A19CPU采用的是采用的是LS-54IIIB和T19989型 n计算机数据运算计算机数据运算定点制定点制:整数补码运算整数补码运算浮点制浮点制:有有25位尾数位尾数,7位
35、阶来表示位阶来表示数据流：数据流：16位并行位并行,结构字长为结构字长为16位和位和32位位 86FMC存储器（见书）存储器（见书）n程序存储器程序存储器-半导体型可用紫外线擦除的可编程序只读存半导体型可用紫外线擦除的可编程序只读存储器储器EPROM.导航处理机的程序存储器容量为导航处理机的程序存储器容量为192K字字,字字长长16位位;性能处理机的为性能处理机的为48K字字;输入输入/出处理机为出处理机为32K字字.最最大存取时间为大存取时间为700纳秒纳秒。n便签存储器和数据库存储器便签存储器和数据库存储器-CMOS器件器件n早期早期,FMC使用硬盘存储器使用硬盘存储器n最新型最新型,磁泡
36、存储器磁泡存储器(MAGNETIC BUBBLE),体积小体积小,存储量存储量大大n各存储器的特性参数见表各存储器的特性参数见表2-187FMC内部通信内部通信(图图2-3)n计算机内电源系统有计算机内电源系统有过流和短路过流和短路保护保护n数据传输采用数据传输采用ARINC-429格式格式,输入输入28个通道个通道,输出输出12个通个通道道.n开路开路/接地接地离散信号离散信号有有52个输入通道个输入通道,3个输出通道个输出通道.另外还另外还有有27个晶体管个晶体管-晶体管集成电路离散信号转入通道晶体管集成电路离散信号转入通道 n导航导航,性能性能,输入输入/输出处理机输出处理机都是都是相互
37、独立相互独立地工作地工作,失效互不失效互不影响影响.n三者之间通过公共存储器三者之间通过公共存储器和内部处理器中断进行和内部处理器中断进行相互联系相互联系88一、导航处理机一、导航处理机n功能功能:执行与导航计算，横向和纵向操作指引和执行与导航计算，横向和纵向操作指引和CDU管理管理n组成组成:导航微处理器和存储器导航微处理器和存储器导航微处理器导航微处理器:n控制控制,协调所有导航部分元件的工作协调所有导航部分元件的工作,执行一套微程序指令执行一套微程序指令.4种存储器（以下各电路板）种存储器（以下各电路板）nA13-导航程序存储器,包括指令和操纵计算机的固定程序nA12-易失性读写存储器,
38、用来作为导航处理机的便签nA10,A11-含有导航数据库,每一块组件由写入保护非易失性随机存储器,地址输入缓冲器,数据输入缓冲器和控制电路组成nA9-含有保护便签存储器,组成同上89二、性能处理机二、性能处理机n基本构造相同基本构造相同,只是存储器的容量小只是存储器的容量小A17:程序存储器程序存储器,便签存储器便签存储器,高速高速RAMn组成组成:性能处理器和存储器性能处理器和存储器性能处理器性能处理器:根据传感器输入根据传感器输入,CDU输入及性能数据库的输入及性能数据库的数据进行计算数据进行计算,n实现最佳纵向飞剖面的管理实现最佳纵向飞剖面的管理,包括飞行高度包括飞行高度,速度速度,爬升
39、爬升/下降速率下降速率等等；n并提供显示并提供显示 90三、输入三、输入/输出（输出（I/O）处理器）处理器n功能：功能：有规则地在计算机和飞机各设备之间传输信息。有规则地在计算机和飞机各设备之间传输信息。n组成组成:处理器，存储器，混合输入输出装置，处理器，存储器，混合输入输出装置，ARINC控制器，控制器，ARINC接接口，离散信号接口口，离散信号接口A6提供实时时钟ARINC控制器A5在输入输出处理器和ARINC串行输入输出通道之间提供一个智能接口ARINC接口A3,A4接收和发送ARINC429格式数据离散接口A1调节80个输入离散信号和4个输出离散信号,并包含有一个10秒定时器91四
40、、公共存储器四、公共存储器n作用作用:三个处理器之间进行通信三个处理器之间进行通信n组成：组成：A9电路板上，包括：电路板上，包括：非易失随机存储器RAM优先中断电路地址输入缓冲器数据输入输出缓冲器控制电路n12K字的存储器中有4K用于存储I/O处理机须保护的“便签”922.2 FMC2.2 FMC数据库数据库nFMC软件：操作程序、数据（库）软件：操作程序、数据（库）n和数据库有关的操作：和数据库有关的操作：通过通过CDU选择飞行控制的各种工作方式选择飞行控制的各种工作方式选择各种航路结构选择各种航路结构进行各种数据计算进行各种数据计算n分类分类性能数据库（固定不变的）性能数据库（固定不变的
41、）n与飞机性能有关的各种参数与飞机性能有关的各种参数导航数据库（每导航数据库（每28天更新一次）天更新一次）n飞机导航方面的数据飞机导航方面的数据93导航数据库导航数据库n作用：作用：用于确定飞机当时的位置，进行导航计算以及导航台自动调谐管用于确定飞机当时的位置，进行导航计算以及导航台自动调谐管理。理。n内容：内容：飞行区域的机场、航路点、导航台的地理位置、结构以及航路组飞行区域的机场、航路点、导航台的地理位置、结构以及航路组成结构等。成结构等。n分类：分类：标准数据：标准数据：n适用于世界范围的机场、导航台的数据，根据公司飞机飞行区域选用。适用于世界范围的机场、导航台的数据，根据公司飞机飞行
42、区域选用。美国美国Jeppeson航图发行公司（合同）航图发行公司（合同）特定数据：特定数据：n仅与航空公司飞行航线的航路结构有关的数据仅与航空公司飞行航线的航路结构有关的数据94导航数据库产生和装载过程（图导航数据库产生和装载过程（图2-4）n导航数据库产生过程：导航数据库产生过程：导航数据库中心汇集两类数据导航数据库中心汇集两类数据ARINC-424格式进行编码格式进行编码计算机进行处理计算机进行处理磁带制造机制成磁带制造机制成DC-300式盒式磁带式盒式磁带包装后送至航空公司包装后送至航空公司n航空公司装载数据：航空公司装载数据：每每28天，数据装载机将数据库装到天，数据装载机将数据库装
43、到FMC95导航数据库所存储的内容导航数据库所存储的内容1、导航设备、导航设备nDME台；VOR/DME台；VOR台位置：导航台的位置用经纬度表示频率：标高：海拔高度识标：3个字母作为识别标志级别：低高度、高高度、终端极962、机场、机场归航位置：经纬度归航位置：经纬度登机门参考位置：飞行前起始登机门参考位置：飞行前起始IRS跑到长度和方位：每条跑道有两个方位数值跑到长度和方位：每条跑道有两个方位数值标高：机场海拔高度标高：机场海拔高度ILS设备设备973、其他、其他航路：航路：n分为高空、低空航路和机场附近的终端航路分为高空、低空航路和机场附近的终端航路航路数据：航路数据：n航路类型、高度、
44、航向、航段距离、航路点说明航路类型、高度、航向、航段距离、航路点说明公司航路：公司航路：n航空公司负责飞行的固定航线数据航空公司负责飞行的固定航线数据终端区域程序：终端区域程序：n标准仪表离港、进港程序，过度和进近程序标准仪表离港、进港程序，过度和进近程序ILS进近：进近：n设备频率和识标，穿越高度、错过进近的飞行程序和距离等数据设备频率和识标，穿越高度、错过进近的飞行程序和距离等数据98导航数据定期更新（特点）导航数据定期更新（特点）n导航台频率更改、更新导航台频率更改、更新n添加新的导航台添加新的导航台n机场跑道延伸机场跑道延伸n候机楼改建、扩大候机楼改建、扩大n公司航路频繁变动公司航路频
45、繁变动99数据库更新过程数据库更新过程n每每28天进行一次更新天进行一次更新n在地面进行，驾驶舱内在地面进行，驾驶舱内n工具：专用数据装载机工具：专用数据装载机n通过数据装载机将新数据装到通过数据装载机将新数据装到1FMC内内n通过通过CDU把装好地把装好地2FMC的数据转输到另一台的数据转输到另一台FMCn组成：数据磁带盒槽、连接插座、电门、指示灯、保险丝组成：数据磁带盒槽、连接插座、电门、指示灯、保险丝（图（图2-5）100数据装载机面板（图数据装载机面板（图2-6）n功能电门有5个位置n自测试：工作检查读出磁带4个连续轨道的数据，通过电缆传送到FMC，然后接收返回信号，译码比较发现驱动器
46、、磁带、输送错误存在时，发出相应的指示n位置“1”：进行导航数据库的装载或更新操作n其他电门不用1017个指示灯个指示灯n接通：电源接通n准备：磁带已经装好，温度符合要求，自试成功n传输：数据正在传输n完成：传输结束，数据装载机上的磁带又绕回到起始位置n装置失效：自试失败n读出失效：20次尝试不能读出磁带上数据n数据传输失效：传输有误差102指示灯的工作过程指示灯的工作过程n数据装载机接通电源后-接通n启动自检程序来检验RAM存储器，PROM存储器，内部I/O借口工作是否正常，期间，各灯亮大约6秒钟后灯灭，除“接通”n倒带成功后-准备n功能电门置位置1，磁带上第一轨道读出开头数据，发送RTS，
47、回答CTS，证明接通，否则“传输失效”n文件结束标记EOF，然后“准备”和“传输”灯灭，传输结束-亮nCDU 上的显示2-7103数据库交叉输送显示数据库交叉输送显示n另一台FMC可通过数据装载机再装一次n通过CDU进行数据交输，飞机在地面（图2-8）清除CLR便签行的信息准备ARM打入2个CDU的便签行内按2个CDU右第6行的行选键，使ARM输入到显示区内按发送FMC的左边TRANSMIT再按接收FMC的右边RECEIVE显示“传输正在进行”n装载工作大约10分钟n磁带内存有56天有效导航数据，分为现用数据库和前28天或后28天有效的数据库104性能数据库性能数据库n内容：内容：飞机纵向导航
48、进行性能计算所需要的有关数据飞机纵向导航进行性能计算所需要的有关数据n分类分类详细的飞机空气动力模型详细的飞机空气动力模型本飞机上的发动机数据模型本飞机上的发动机数据模型105n飞机空气动力模型飞机空气动力模型飞机空气动力模型飞机空气动力模型飞机基本阻力极面，偏航阻力飞机基本阻力极面，偏航阻力批准的飞机操作极限值：批准的飞机操作极限值：n最大角度爬高，最大速率爬高最大角度爬高，最大速率爬高最大速度，最大马赫数最大速度，最大马赫数一个冲击限制包络线和一些飞机和发动机型号来固定一个冲击限制包络线和一些飞机和发动机型号来固定参数参数n航程马赫数、进近速度、机翼面积、翼展、经济爬高速度、经航程马赫数、
49、进近速度、机翼面积、翼展、经济爬高速度、经济巡航马赫数、襟翼放下时的规定速度济巡航马赫数、襟翼放下时的规定速度106n发动机数据模型发动机数据模型飞机爬高和巡航单发停车连续飞行时的额定推力值飞机爬高和巡航单发停车连续飞行时的额定推力值在各不同高度和速度下的额定推力值修正在各不同高度和速度下的额定推力值修正EPR或或N1转速限制值转速限制值推力和燃油流量关系参数推力和燃油流量关系参数发动机在客舱、驾驶舱空调系统工作以及各方并系统发动机在客舱、驾驶舱空调系统工作以及各方并系统工作时的引气量工作时的引气量用于各参数计算、调节，从而推力进行修正用于各参数计算、调节，从而推力进行修正1072010.4.
50、26n性能数据基本是固定值，在飞机机身和发动机设性能数据基本是固定值，在飞机机身和发动机设计好后就已经确定了；计好后就已经确定了；n飞机阻力系数和发动机燃油流量系数可能会有一飞机阻力系数和发动机燃油流量系数可能会有一些变动（折旧）；些变动（折旧）；机务人员可通过机务人员可通过CDU进行修改。进行修改。性能数据库特点性能数据库特点1082.3 FMC2.3 FMC的导航功能的导航功能n导航就是有目的地导航就是有目的地，安全有效地引导飞机从一地安全有效地引导飞机从一地到另一地的飞行横向控制过程到另一地的飞行横向控制过程。n导航要从起飞机场开始导航要从起飞机场开始，根据要飞抵的目的地选根据要飞抵的目