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1、目视助航技术与系统 基础培训2011.10引引 言言驾驶舱内观察飞机白天降落驾驶舱内观察飞机白天降落客舱内观察飞机夜间降落客舱内观察飞机夜间降落驾驶舱内观察飞机夜间降落驾驶舱内观察飞机夜间降落模拟模拟A380执行任务执行任务模拟飞行模拟飞行+空客空客A380飞行视频飞行视频飞机降落的惊险一幕南航飞机降落的惊险一幕南航神奇飞机降落神奇飞机降落飞机降落失败飞机降落失败飞机泊位引导系统飞机泊位引导系统引引 言言控制飞机手段控制飞机手段自动驾驶自动驾驶人工控制人工控制参照仪表参照仪表目视飞行目视飞行位姿位姿速度速度 下降率下降率着陆时机着陆时机飞机导航方式飞机导航方式无线电导航无线电导航空中交通管制设
2、施空中交通管制设施机载仪表导航机载仪表导航目视导航目视导航引引 言言目视助航设施目视助航设施目视助航设施目视助航设施助航灯光助航灯光飞机的眼睛飞机的眼睛机场地面机场地面标志标志标记牌标记牌引引 言言颜色颜色光强等级光强等级光照射角度光照射角度有效范围有效范围主要内容1.1.目视助航技术概述目视助航技术概述2.2.助航灯光助航灯光3.3.标记牌标记牌4.4.助航灯光供电与备用电源助航灯光供电与备用电源5.5.助航灯光调光及回路系统助航灯光调光及回路系统6.6.灯光系统的检测与标定灯光系统的检测与标定7.7.计算机监控系统计算机监控系统8.8.场面活动监视与控制系统场面活动监视与控制系统A-SMG
3、CSA-SMGCS9.9.直升机助航灯光系统直升机助航灯光系统第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述1.机场跑道分类机场跑道分类2.目视助航设施种类及其作用目视助航设施种类及其作用第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_ 局部机场跑道预览：局部机场跑道预览：北京首都国际机场 1，2，3，4，5，6虹桥机场 1 浦东机场 1盐城机场 1法兰克福机场 1，2华盛顿机场 1第第1 1节节 机场跑道分类机场跑道分类第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第1 1节节 机场跑道分类机场跑道分类机场跑道机场跑道非仪表跑道非仪表跑道仪表跑道仪表跑道非精
4、密进近跑道非精密进近跑道I类精密进近跑道类精密进近跑道类精密进近跑道类精密进近跑道类精密进近跑道类精密进近跑道A类类B类类C类类一、分类一、分类1 1非精密进近跑道：非精密进近跑道：装有目视助航设备和一种至少足以提供直线进入的方向性引导的非目装有目视助航设备和一种至少足以提供直线进入的方向性引导的非目视助航设备的仪表跑道。视助航设备的仪表跑道。2.I2.I类精密进近跑道：类精密进近跑道：装有仪表着陆系统和或微波着陆系统以及目视助航设备，决断高装有仪表着陆系统和或微波着陆系统以及目视助航设备，决断高度不低于度不低于6060米米200ft200ft能见度不小于能见度不小于800800米或跑道视程不
5、小于米或跑道视程不小于550550米。米。3.3.类精密进近跑道：类精密进近跑道：装有仪表着陆系统和或微波着陆系统以及目视助航设备，决断高装有仪表着陆系统和或微波着陆系统以及目视助航设备，决断高度低于度低于6060米米200ft200ft但不低于但不低于3030米米100ft100ft和跑道视程不小于和跑道视程不小于350350米米4.4.类精密进近跑道：类精密进近跑道：装有仪表着陆系统和或微波着陆系统引导至跑道并沿其外表着装有仪表着陆系统和或微波着陆系统引导至跑道并沿其外表着陆的最终阶段使用目视助航设备。陆的最终阶段使用目视助航设备。第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_
6、第第1 1节节 机场跑道分类机场跑道分类4.4.类精密进近跑道：类精密进近跑道：装有仪表着陆系统和或微波着陆系统引导至跑道并沿其外表着装有仪表着陆系统和或微波着陆系统引导至跑道并沿其外表着陆的最终阶段使用目视助航设备。分为陆的最终阶段使用目视助航设备。分为A A、B B、C C三类三类 A A类：用于决断高度小于类：用于决断高度小于3030米米100ft100ft或不规定决断高度和跑或不规定决断高度和跑道视程小于道视程小于200200米运行。在着陆的最终阶段使用目视助航设备。米运行。在着陆的最终阶段使用目视助航设备。B B类：用于决断高度小于类：用于决断高度小于1515米米50ft50ft或不
7、规定决断高度和跑或不规定决断高度和跑道视程小于道视程小于200200米运行但不小于米运行但不小于5050米运行。在着陆的最终阶段使用米运行。在着陆的最终阶段使用目视助航设备。目视助航设备。C C类：用于不规定决断高度和跑道视程限制时运行。不需凭借类：用于不规定决断高度和跑道视程限制时运行。不需凭借目视设备基准进行着陆或滑行。目视设备基准进行着陆或滑行。第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第1 1节节 机场跑道分类机场跑道分类二、飞行区指标二、飞行区指标 1 1、飞行区指标、飞行区指标：按拟使用机场跑道的各类飞机中最长的基准飞行场地长度分为按拟使用机场跑道的各类飞机中最长
8、的基准飞行场地长度分为1 1、2 2、3 3、4 4四个等级。四个等级。第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第1 1节节 机场跑道分类机场跑道分类飞行区指标飞行区指标飞机基准飞行场地长度飞机基准飞行场地长度1 18008002 2800 800 120012003 31200 1200 180018004 418001800二、飞行区指标二、飞行区指标 第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第1 1节节 机场跑道分类机场跑道分类2、飞行区指标、飞行区指标：按使用该机场飞行区的各类飞机中的最大翼展或最大主起落架外轮按使用该机场飞行区的各类飞机中的最大
9、翼展或最大主起落架外轮外侧边的间距，分为外侧边的间距，分为A A、B B、C C、D D、E E、F F六个等级，两者中取其较高值。六个等级，两者中取其较高值。飞行区指标飞行区指标翼展翼展m m主起落架外轮外侧边的间距主起落架外轮外侧边的间距m mA A15154.54.5B B1515 24244.54.5 6 6C C2424 36366 6 9 9D D3636 52529 9 1414E E5252 62629 9 1414F F6565 80801414 1616建议跑道最小宽度建议跑道最小宽度ICAO附件附件14I飞行区指标飞行区指标II基准代码基准代码飞行区指标飞行区指标Im基准
10、代字基准代字ABCDEF1181823-2232330-330303045-4-45454560第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第2 2节节 目视助航设施种类及其作用目视助航设施种类及其作用飞机目视情况下标准降落航线模式飞机目视情况下标准降落航线模式第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第2 2节节 目视助航设施种类及其作用目视助航设施种类及其作用飞机着陆过程飞机着陆过程一、飞机着陆情况一、飞机着陆情况 当飞机在巡航高度上利用当飞机在巡航高度上利用VORVOR台或台或ADFADF导航台到达目的地上空时，从导航台到达目的地上空时，从距机场距机场3
11、0305050公里处即开始截获航向台和下滑台信号。一直下降到跑道公里处即开始截获航向台和下滑台信号。一直下降到跑道延长线上空延长线上空3030米的决断高度，这一阶段称为进近。在这个决断高度上，米的决断高度，这一阶段称为进近。在这个决断高度上，飞行员必须对着陆或复飞作出决断。决断的依据主要取决于是否清晰看飞行员必须对着陆或复飞作出决断。决断的依据主要取决于是否清晰看到跑道。到跑道。飞机在垂直面内曲线飞行到触地并沿着跑道外表滑行到完全停住，这一飞机在垂直面内曲线飞行到触地并沿着跑道外表滑行到完全停住，这一阶段称为着陆。阶段称为着陆。第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第2
12、2节节 目视助航设施种类及其作用目视助航设施种类及其作用二、驾驶员对目视助航设备的要求二、驾驶员对目视助航设备的要求 1 1、在着陆中，驾驶员必须控制和协调飞机、在着陆中，驾驶员必须控制和协调飞机6 6个自由度的动作：俯仰、偏转、个自由度的动作：俯仰、偏转、侧滚，使飞机与到达跑道上接地点所要求的基准航道相一致，因此驾驶侧滚，使飞机与到达跑道上接地点所要求的基准航道相一致，因此驾驶员需要：员需要：飞机的方向、高度和移动的距离报告；飞机的方向、高度和移动的距离报告；飞机的俯仰、偏转和侧滚的情况；飞机的俯仰、偏转和侧滚的情况；飞机的下降率、航道接近率。飞机的下降率、航道接近率。最直接、重要的是定向引
13、导和坡度高度指示。最直接、重要的是定向引导和坡度高度指示。主要内容：地平线、跑道边线、跑道入口和跑道中线主要内容：地平线、跑道边线、跑道入口和跑道中线2 2、驾驶员能看见多大的地面：、驾驶员能看见多大的地面：飞机在进近过程中受诸多因素影响驾驶员能看到的地面是有限的。飞机在进近过程中受诸多因素影响驾驶员能看到的地面是有限的。第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第2 2节节 目视助航设施种类及其作用目视助航设施种类及其作用三、助航设施的配置三、助航设施的配置1 1、进近灯光系统、进近灯光系统 主要包括：进近灯、入口灯和坡度灯、顺序闪光灯。作用：定向引导、主要包括：进近灯、入
14、口灯和坡度灯、顺序闪光灯。作用：定向引导、距离提示、测滚引导。顺闪设在常会遇到低能见度和机场灯光与周围其他光距离提示、测滚引导。顺闪设在常会遇到低能见度和机场灯光与周围其他光源如高速路灯等比照不强烈的机场，作为标准进近灯光的补充。源如高速路灯等比照不强烈的机场，作为标准进近灯光的补充。PAPIPAPI灯灯作用与仪表着陆系统的下滑台相似。作用与仪表着陆系统的下滑台相似。2 2、跑道灯光系统、跑道灯光系统 主要包括：跑道入口灯、跑道中线灯、跑道边灯、接地带灯、跑道末端灯。作主要包括：跑道入口灯、跑道中线灯、跑道边灯、接地带灯、跑道末端灯。作用：方向、横向、滑跑和距离方面的指示。用：方向、横向、滑跑
15、和距离方面的指示。3 3、滑行道灯光系统、滑行道灯光系统 主要包括滑行道边灯、滑行道中线灯、等待位置灯。作用滑行引导。主要包括滑行道边灯、滑行道中线灯、等待位置灯。作用滑行引导。4 4、其他灯光：、其他灯光：跑道识别灯、机场灯标、障碍物灯跑道识别灯、机场灯标、障碍物灯5 5、标志。、标志。6 6、标记牌。、标记牌。7 7、其它系统、其它系统第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第2 2节节 目视助航设施种类及其作用目视助航设施种类及其作用四、四、I I、类精密进近跑道和滑行道的灯光系统所需要的光分布与四类精密进近跑道和滑行道的灯光系统所需要的光分布与四个主要因素有关：个主
16、要因素有关：1.1.予期飞机在进近至着陆时，可能偏离正常的或理想的飞行航道的程度。这种予期飞机在进近至着陆时，可能偏离正常的或理想的飞行航道的程度。这种偏离包含在称为偏离包含在称为“飞行航道包迹里；飞行航道包迹里；2.2.当前和方案使用的飞机的当前和方案使用的飞机的“眼眼-轮高度范围；轮高度范围；3.3.在进近、接地、滑跑、起飞和滑行等任一阶段，必须在多远处看得见光，以在进近、接地、滑跑、起飞和滑行等任一阶段，必须在多远处看得见光，以及在多大的能见度变化范围内必须提供光的引导；及在多大的能见度变化范围内必须提供光的引导；4.4.在飞机前方可能看到的向下视野。在飞机前方可能看到的向下视野。确定灯
17、的间距应考虑灯的实际性能，光束分布和提供三个灯的目视段要求，确定灯的间距应考虑灯的实际性能，光束分布和提供三个灯的目视段要求，还要考虑使灯具数量尽可能少，以便提高经济效益还要考虑使灯具数量尽可能少，以便提高经济效益助航灯光的特性助航灯光的特性n4C特性特性1.构形构形configuration系统中各局部灯的位置和间距。系统中各局部灯的位置和间距。助航灯光的特性助航灯光的特性4C特性特性2.颜色颜色colour 红色：危险；绿色：安全、允许通过；红色：危险；绿色：安全、允许通过；蓝色：平静；白色：醒目蓝色：平静；白色：醒目3.光强坎德拉光强坎德拉candelas，cd 光源发出的可见辐射光的强
18、度光源发出的可见辐射光的强度,I 照度：照度：E,与物到光源的距离与物到光源的距离D平方成反比平方成反比 单位：勒克斯单位：勒克斯lux 阿拉德定律：阿拉德定律：T:大气投射系数大气投射系数 见单位照度与距离关系图见单位照度与距离关系图助航灯光的特性助航灯光的特性4C特性特性n4.光的有效范围光的有效范围coverage 角度，距离角度，距离n背景亮度背景亮度n能见度能见度n飞行员的反映飞行员的反映眩光眩光n系统光强平衡系统光强平衡 进近灯：进近灯：跑道入口灯、边灯：跑道入口灯、边灯：接地地带灯、跑道中线灯接地地带灯、跑道中线灯=2：1：0.33助航灯光的特性助航灯光的特性n易折性易折性灯具打
19、破灯具打破/保持结构整体性和刚度的特性立式灯具保持结构整体性和刚度的特性立式灯具保持结构整体性和刚度最多达一个所期的最大载荷，保持结构整体性和刚度最多达一个所期的最大载荷，而在受更大的冲击时，就会破损、扭曲、弯曲到那而在受更大的冲击时，就会破损、扭曲、弯曲到那种对飞机危害最小的程度。种对飞机危害最小的程度。n 跑道入口以里、滑行道跑道入口以里、滑行道 高度：不超过高度：不超过36cm 螺旋桨和发动机调舱与地面的净距螺旋桨和发动机调舱与地面的净距n 距跑道入口较远距跑道入口较远 据地形需要，可适当采用高支架。据地形需要，可适当采用高支架。01.8米米首都机场进近灯光系统首都机场进近灯光系统昆明机
20、场进近立式灯具昆明机场进近立式灯具温温哥哥华华机机场场进进近近灯灯光光系系统统第第1 1章章 机场目视助航设施概述机场目视助航设施概述_第第2 2节节 小结小结一、目视助航设施起两个重要作用：一、目视助航设施起两个重要作用：1 1、引导飞机到目的地；、引导飞机到目的地；2 2、为安全运行管制飞机。、为安全运行管制飞机。二、目视助航设施有如下几种：二、目视助航设施有如下几种：1 1指示标和信号设施；指示标和信号设施；2 2标志；标志；3 3灯光；灯光；4 4标记牌。标记牌。三、目视助航灯光的特性：三、目视助航灯光的特性：4C4C，易折，易折第5章 目视助航灯光调光及回路系统n调光系统组成调光系统
21、组成 调光器、单相升压变压器、隔离变压器、灯具、回路调光器、单相升压变压器、隔离变压器、灯具、回路线缆及接插件等线缆及接插件等 n调光系统作用调光系统作用 根据气象条件、能见度等要求，由塔台发出指令，调光器将灯光根据气象条件、能见度等要求，由塔台发出指令，调光器将灯光光强调整到所需要的光强等级，以做到既能满足飞行要求又能经光强调整到所需要的光强等级，以做到既能满足飞行要求又能经济地使用灯光系统。济地使用灯光系统。n助航灯光的光强等级助航灯光的光强等级 民用航空机场：民用航空机场：五个五个等级等级 用用 机机 场场：三个三个等级等级第5章 机场助航灯光调光及回路系统 1.调光器的工作原理及结构调
22、光器的工作原理及结构 2.隔离变压器及单相升压变压器隔离变压器及单相升压变压器 3.回路绝缘技术回路绝缘技术4.灯光回路系统灯光回路系统 5.1 调光器的工作原理及结构 回路电流回路电流I IH H是由升压变压器初级端电压是由升压变压器初级端电压U UL L决定的。假定灯光回决定的。假定灯光回路总的负载为路总的负载为Z Z，升压变压器的变比为，升压变压器的变比为M M，在理想情况下，灯光回路，在理想情况下，灯光回路中的电流可以表示为：中的电流可以表示为：I IH H=U=UH H/Z=/Z=M/ZM/ZU UL L由此可见，灯光回路的电流由此可见，灯光回路的电流I IH H是随着升压变压器初级
23、端输入电压是随着升压变压器初级端输入电压U UL L成正比例变化的。成正比例变化的。5.1 调光器的工作原理及结构续调光器首先应具备以下基本功能：1在规定的范围内，任意调整灯光亮度；2在选定了灯光等级后，能够保持灯光亮度恒定。3 显示回路参数和状态、检测故障及报警提示等调光器基本结构：1电源电压转换器件及其控制电路；2回路电流、电压采样器件与信号处理电路；3各种显示装置；4故障检测与保护装置。可控硅调光器基本原理图可控硅调光器基本原理图 a a正弦波正弦波b b触发脉冲信号触发脉冲信号 c c斩波输出波形斩波输出波形可控硅调光的可控硅调光的脉冲触发原理脉冲触发原理5.1 调光器的工作原理及结构
24、续控制系统信号采集方式控制系统信号采集方式5.1 调光器的工作原理及结构续过流、过压保护装置过流、过压保护装置 压敏电阻伏安特性压敏电阻伏安特性 5.1 调光器的工作原理及结构续调光器各模块联系图 5.1 调光器的工作原理及结构续MCR3型型调光器工作原理调光器工作原理5.1 调光器的工作原理及结构续调光器工作环境条件调光器工作环境条件1.1.环境温度环境温度 一般为一般为-1040-10402.2.相对温度相对温度 一般一般80%80%3.3.电源条件电源条件 输入电平为输入电平为380V10%380V10%，50Hz50Hz4.4.负载条件负载条件 回路灯泡完好率回路灯泡完好率50%50%
25、，回路对地绝缘电阻，回路对地绝缘电阻2M2M5.5.有较好的通风冷却和防尘环境有较好的通风冷却和防尘环境5.1 调光器的工作原理及结构续主要性能参数主要性能参数1.1.功率功率 5-30kVA5-30kVA2.2.恒流精度恒流精度 0.1A0.1A不同产品有差异不同产品有差异3.3.切换时间切换时间 0.5s0.5s4.4.主、备机切换主、备机切换 自动切换时间自动切换时间1s1s5.5.升压器二次额定电流升压器二次额定电流 6.6A/8.33A6.6A/8.33A6.6.设有开路，短路声光报警设有开路，短路声光报警 7.7.设有五个灯光等级设有五个灯光等级 5.1 调光器的工作原理及结构续助
26、航灯光光强等级与回路电流对照表助航灯光光强等级与回路电流对照表调光级别调光级别输出电流有效值输出电流有效值安安培培恒流精度恒流精度安培安培 5 66833650670820840 4 5266510530650670 3 435 2420440510530 2 3543340360420440 1 2835270290340360n回路谐波补偿问题回路谐波补偿问题可参见附件可参见附件5.1 5.1 调光器的工作原理及结构续调光器的工作原理及结构续谐波的分解谐波的分解谐波电流波形谐波电流波形谐波频谱谐波频谱各次谐波条形图各次谐波条形图5次谐波电流波形次谐波电流波形7次谐波电流波形次谐波电流波形1
27、1次谐波电流波形次谐波电流波形13次谐波电流波形次谐波电流波形灯光站配电系统谐波电流分布灯光站配电系统谐波电流分布/谐波电流引谐波电流引起电压畸变起电压畸变谐波引起导体过谐波引起导体过热热谐波电流谐波电流10KV380V380V380V谐波引起导谐波引起导体过热体过热/调调光光柜柜调调光光柜柜电容组谐波电电容组谐波电流谐振，电容流谐振，电容柜不能投入或柜不能投入或过流爆电容过流爆电容谐波引起谐波引起容量下降容量下降G谐波引起负谐波引起负载能力下降载能力下降有源滤波器进行治理负载电流波形比照有源滤波器进行治理负载电流波形比照二级光工况下：三级光工况下有源滤波器治理负载电流波形比照有源滤波器治理负
28、载电流波形比照四级光工况下：左边为投入前，右边为投入后五级光工况下：左边为投入前，右边为投入后5.1 5.1 调光器的工作原理及结构续调光器的工作原理及结构续正弦波调光器原理图5.2 隔离变压器及单相升压变压器1、隔离变压器的特点、隔离变压器的特点1隔离变压器必须不仅能够带正常负载工作，还要经受二次绕组隔离变压器必须不仅能够带正常负载工作，还要经受二次绕组开路和短路的工作情况。开路和短路的工作情况。2由于灯光电路用改变可控硅的导通角的方法进行调光，一次绕由于灯光电路用改变可控硅的导通角的方法进行调光，一次绕组的电流不是正弦波，另外在二次绕组开路状态下，铁心已严重组的电流不是正弦波，另外在二次绕
29、组开路状态下，铁心已严重饱合，所以隔离变压器的磁通波形也不是正弦波。因此，磁通的饱合，所以隔离变压器的磁通波形也不是正弦波。因此，磁通的畸变引起的铁心发热是一个不可忽略的问题。畸变引起的铁心发热是一个不可忽略的问题。3由于要求隔离变压器是密封的，它产生的热量不容易发散出去。由于要求隔离变压器是密封的，它产生的热量不容易发散出去。必须使变压器的电磁参量、铁心尺寸、导线截面、绝缘和包封材必须使变压器的电磁参量、铁心尺寸、导线截面、绝缘和包封材料都满足以上特点的要求，以保证隔离变压器具有良好的电气特料都满足以上特点的要求，以保证隔离变压器具有良好的电气特性。性。隔离变压器5.2 隔离变压器及单相升压
30、变压器隔离变压器及单相升压变压器n升压变压器升压变压器 由于机场助航灯光系统是通过改变可控硅导通角来由于机场助航灯光系统是通过改变可控硅导通角来实现输入电压的调整从而到达调光强的目的，所以升实现输入电压的调整从而到达调光强的目的，所以升压变压的电源波形和正常电源有区别，输入电源不是压变压的电源波形和正常电源有区别，输入电源不是完整的正弦波形，其中含有较多高次谐波分量。因此，完整的正弦波形，其中含有较多高次谐波分量。因此，升压变压器与一般变压器设计又有不同之处。升压变压器与一般变压器设计又有不同之处。5.2 5.2 隔离变压器及单相升压变压器隔离变压器及单相升压变压器5.3 回路绝缘技术nICA
31、O要求：线缆及接头对地漏电流：1uA/100m 每个隔离变压器漏电流：2uA/Setn单一回路设计 接线方式：间隔接线n调光器设计 按整个回路功率设计5.4 灯光回路系统 第6章 机场助航灯检测与故障诊断技术 6.2 助航灯光系统故障诊断助航灯光系统故障诊断 6.1 助航灯光系统检测助航灯光系统检测 n目标目标确定系统工作的完好性和达标情况，排除系统的潜在隐患，确定系统工作的完好性和达标情况，排除系统的潜在隐患，以保证飞行工作安全以保证飞行工作安全n任务任务检测灯具的检测灯具的4C特性、易折性、回路绝缘电阻等特性、易折性、回路绝缘电阻等n基本工作基本工作n回路及灯具的完好性回路及灯具的完好性n
32、 灯具等光强图离线检测、在线检测灯具等光强图离线检测、在线检测nPAPI灯的角度灯的角度n其它工作其它工作 6.1 助航灯光系统检测助航灯光系统检测 6.1.1 助航灯具离线检测助航灯具离线检测 主要方式主要方式实验室光强测量系统实验室光强测量系统直线式、折返式直线式、折返式系统构成系统构成 光学传感器和信号变送光学传感器和信号变送 数据采集模块数据采集模块运动控制及载控台运动控制及载控台数据处理中心模块数据处理中心模块 6.1.2 PAPI灯综合测试仪灯综合测试仪原理及使用介绍原理及使用介绍校飞校准校飞校准n跑道启用前，飞机要校飞。跑道启用前，飞机要校飞。n开航后，定期校飞。一类机场：每年开
33、航后，定期校飞。一类机场：每年1 1次。二类机场：次。二类机场：每半年每半年1 1次。次。n多数机场难以做到多数机场难以做到。定期检查定期检查PAPI灯的原因灯的原因n更换灯具零件、更换灯泡；外力影响例如飞机尾气、大更换灯具零件、更换灯泡；外力影响例如飞机尾气、大风、大雨、老鼠兔子挖洞等因素引起地基变化及灯具箱风、大雨、老鼠兔子挖洞等因素引起地基变化及灯具箱体的记忆效应等。这些都可能导致体的记忆效应等。这些都可能导致PAPI指示角度产生指示角度产生误差误差n这些误差，地面维护人员如果不能及时发现，对飞行是这些误差，地面维护人员如果不能及时发现，对飞行是危险的。危险的。n因此，机场需要对因此，机
34、场需要对PAPI灯进行定期的检查灯进行定期的检查地面检查的一般方法地面检查的一般方法n目前，灯光站利用校角仪来测试灯具的角度，将校角仪目前，灯光站利用校角仪来测试灯具的角度，将校角仪架在灯具的几个标准点上，以此为准，调整校角仪的刻架在灯具的几个标准点上，以此为准，调整校角仪的刻度，观察校角仪上的水平泡处于中心位置时，即为灯具度，观察校角仪上的水平泡处于中心位置时，即为灯具的指示角。的指示角。n它的准确性是建立在坡度灯发出的光的角度与标准点必它的准确性是建立在坡度灯发出的光的角度与标准点必须平行的基础上的。须平行的基础上的。n此种校准是一种间接校准，可靠性低。此种校准是一种间接校准，可靠性低。P
35、API灯综合测试仪解决的问题灯综合测试仪解决的问题n飞机不能随时校准；飞机不能随时校准；费用高；费用高；难以到达难以到达附件附件1414标准标准11分；分；校飞不能发现并调整同一个校飞不能发现并调整同一个PAPI灯三个灯泡有灯三个灯泡有时候，导致校飞后仍然存在问题；时候，导致校飞后仍然存在问题；机场难以按照中国民航总局机场难以按照中国民航总局制定的制定的机场助航灯光运行维护规程机场助航灯光运行维护规程要求进行定期检查，以到要求进行定期检查，以到达附件达附件14规定的要求。规定的要求。n以上因素，说明客观上需要一套地面的测试调整设备。以上因素，说明客观上需要一套地面的测试调整设备。n我们研发我们
36、研发PAPI灯综合测试仪的直接诱因。石家庄机场的典型案灯综合测试仪的直接诱因。石家庄机场的典型案例：因为责任，灯光站不敢调回；重新校飞机场没有费用；关闭例：因为责任，灯光站不敢调回；重新校飞机场没有费用；关闭灯光无人敢于承担责任。灯光无人敢于承担责任。设计指导思想设计指导思想n附件十四附件十四机场机场n机场设计手册机场设计手册四四n机场助航灯光运行维护规程机场助航灯光运行维护规程，结合机场助航灯光，结合机场助航灯光日常运行实际需求日常运行实际需求n充分考虑机场实际运行环境。充分考虑机场实际运行环境。PAPI灯综测仪的设计原理灯综测仪的设计原理坡 度灯水准仪三 角架支杆辅助支杆h1h2h3白 光
37、区红 光区摄 像机n综测仪白天、夜间均能够正常作业；综测仪白天、夜间均能够正常作业；n在能见度低的情况下，能够正常作业；在能见度低的情况下，能够正常作业；n综测仪适应多种供电形式，现场无需专备综测仪适应多种供电形式，现场无需专备220V交流电交流电源；源；n各地气温冷热不均，综测仪能够适应环境各地气温冷热不均，综测仪能够适应环境-10度度30度。度。n测量时间大约每盏测量时间大约每盏PAPI灯灯10分钟。分钟。综测仪重点解决的问题综测仪重点解决的问题n如何保证测量高度的准确性如何保证测量高度的准确性 1、保持水平基准的准确、保持水平基准的准确 2、保证支杆的垂直度、保证支杆的垂直度 3、保证支
38、杆的精度、保证支杆的精度 4、摄像头对红白过渡区识别的准确性、摄像头对红白过渡区识别的准确性6.1.3 助航灯具在线检测助航灯具在线检测道面灯具道面灯具 助航灯光光强检测车助航灯光光强检测车n通过多种光学传感器，快通过多种光学传感器，快速、在线测量每个灯具的发速、在线测量每个灯具的发光强度及颜色光强度及颜色n能够对跑道中线灯、边灯，能够对跑道中线灯、边灯，滑行道中线灯、边灯进行检滑行道中线灯、边灯进行检测。并能够按照国际民航组测。并能够按照国际民航组织标准进行状态判断和预警织标准进行状态判断和预警 固定在检测车前端固定在检测车前端中线灯测中线灯测量量或右前端或右前端边灯测量边灯测量的光的光测量
39、装置测量装置传感带传感带上非均匀平上非均匀平行分布的行分布的1313个照度传感器随检测个照度传感器随检测车在距离灯光源上方车在距离灯光源上方17 cm17 cm高度高度沿水平方向以大约沿水平方向以大约40 km40 kmh h的速的速度向前运动，在灯光束一定范围度向前运动，在灯光束一定范围内按照内按照1 cm1 cm的间隔测量各点的照的间隔测量各点的照度值，根据照度和距离测量值得度值，根据照度和距离测量值得到各点的光强值，并生成等光强到各点的光强值，并生成等光强图图6.1.3 助航灯具在线检测助航灯具在线检测道面灯具道面灯具 n拖曳式在线光强检测车拖曳式在线光强检测车6.1.3 助航灯具在线检
40、测助航灯具在线检测道面灯具道面灯具 6.1.3 助航灯具在线检测助航灯具在线检测道面灯具道面灯具 6.2 助航灯光系统故障诊断助航灯光系统故障诊断 故障通常主要包括以下几种情况：1设备在规定的条件下丧失功能；2设备的某些性能参数达不到设计要求，超出了允许范围；3设备的某些零部件发生磨损、断裂、损坏等，致使设备不能正常工作；4设备工作失灵，或发生结构性破坏，导致严重事故甚至灾难性事故。2、故障诊断的方法、故障诊断的方法1从诊断方式分：从诊断方式分：功能诊断：检查设备运行功能的正常性。它主要用于新安功能诊断：检查设备运行功能的正常性。它主要用于新安装或刚大修后的设备；装或刚大修后的设备；运行诊断运
41、行诊断:监视设备运行的全过程，主要用于正常运行的监视设备运行的全过程，主要用于正常运行的设备。设备。2从诊断连续性分：从诊断连续性分：定期诊断定期诊断:按规定的时间间隔进行，一般用于非关键设备按规定的时间间隔进行，一般用于非关键设备且性能改变为渐发性故障及可预测性故障。且性能改变为渐发性故障及可预测性故障。连续监控连续监控:在机器运行过程中自始至终加以监视和控制，在机器运行过程中自始至终加以监视和控制，一般用于关键设备且性能改变届突发性故障及不可预测性一般用于关键设备且性能改变届突发性故障及不可预测性故障。故障。6.2 助航灯光系统故障诊断助航灯光系统故障诊断 n用接地法诊断助航灯光回路开路故
42、障。将升压变压器用接地法诊断助航灯光回路开路故障。将升压变压器一个输出端接地，将其设为一个输出端接地，将其设为A点，如点，如C点为开路点，可点为开路点，可先在先在B点二次接地点二次接地n沿沿BC方向做接地检测，如调光器电压值低，说明该点方向做接地检测，如调光器电压值低，说明该点至升压变压器段无开路，恢复至升压变压器段无开路，恢复B点正常撤除地线。点正常撤除地线。继续查找，直到继续查找，直到C点，开启该灯回路时点，开启该灯回路时,发生开路报警发生开路报警,即可确定该开路地点。再采取相应的修复方法即可确定该开路地点。再采取相应的修复方法,恢复灯恢复灯光回路的正常运行光回路的正常运行.1.计算机监控
43、的必要性计算机监控的必要性2.计算机监控系统功能计算机监控系统功能3.计算机监控系统硬件计算机监控系统硬件4.计算机监控系统软件计算机监控系统软件第7章 机场助航灯光计算机监控系统 7.1 计算机监控必要性计算机监控必要性n57号令号令96年：年：类运行，上监控系统；类运行，上监控系统；n低能见度：塔台看不清现场情况；低能见度：塔台看不清现场情况；n大型、繁忙机场，人的准确性、速度不如计算机；大型、繁忙机场，人的准确性、速度不如计算机；n塔台管制员：最了解现场灯光的需求，天气、白塔台管制员：最了解现场灯光的需求，天气、白/夜、夜、多架飞机的位置、驾驶员的需求等多架飞机的位置、驾驶员的需求等灯光
44、总控设在灯光总控设在塔台。塔台。nASMGCS 提出要求提出要求实施实施类运行时，提供有效引导和控制的目视助类运行时，提供有效引导和控制的目视助航设施应当包括：航设施应当包括：n类运行精密进近灯光系统；类运行精密进近灯光系统；n跑道灯光系统，包括边灯、中线灯、接地地带灯、入口灯跑道灯光系统，包括边灯、中线灯、接地地带灯、入口灯和末端灯；和末端灯；n滑行道灯光系统，包括边灯、中线灯、停止排灯和滑行等滑行道灯光系统，包括边灯、中线灯、停止排灯和滑行等待位置灯；停止排灯的设置因为机场机动区平面构形简单待位置灯；停止排灯的设置因为机场机动区平面构形简单或因技术原因不能解决时，应具有设计良好、照度比较高
45、、或因技术原因不能解决时，应具有设计良好、照度比较高、布置完善的滑行道中线灯和滑行引导标记牌为飞机滑行提布置完善的滑行道中线灯和滑行引导标记牌为飞机滑行提供可靠的地面引导；供可靠的地面引导；n强制性指示标记牌、信息标记牌和飞机机位识别标志牌。强制性指示标记牌、信息标记牌和飞机机位识别标志牌。各标志牌均应有内部或外部照明；各标志牌均应有内部或外部照明；n跑道、滑行道和机坪道面标志；跑道、滑行道和机坪道面标志；n障碍物标志灯；障碍物标志灯；n助航灯光监控系统。助航灯光监控系统。灯光控制的形式灯光控制的形式n本地人工控制：直接开关控制本地人工控制：直接开关控制n本地灯光站控制：通过调光柜控制本地灯光
46、站控制：通过调光柜控制n灯光站计算机控制：计算机灯光站计算机控制：计算机调光柜调光柜n塔台控制：塔台计算机塔台控制：塔台计算机调光柜调光柜n飞机自动控制飞机自动控制7.2 系统功能系统功能 机机场场目目视视助助航航灯灯光光计计算算机机监监控控系系统统是是利利用用计计算算机机技技术术、网网络络技技术术、检检测测技技术术对对机机场场跑跑道道、滑滑行行道道等等目目视视助助航航灯灯光光、低低压压供供电电系系统统、柴柴油油发发电电机机组组等等的的工工作作状状态态进进行行实实时时操操作作、控控制制及及检检测测，对对灯灯光光、供供电电回回路路、气气象象等等数数据据进进行行处处理理、记记录录，同同时时还还可可
47、以以实实现现员员工工管管理理及及为为日日后后复复查查、维维修修提提供数据依据，是一个高可靠性分布式系统。供数据依据，是一个高可靠性分布式系统。1监控系统的主要任务监控系统的主要任务 实现集中监控。控制一般由权限最高实现集中监控。控制一般由权限最高 的中心控制计算机根据天气能见度对灯光的中心控制计算机根据天气能见度对灯光回路实施控制。控制权限可以通过授权方回路实施控制。控制权限可以通过授权方式下放到主次灯光站。式下放到主次灯光站。2监控对象监控对象n助航灯光回路n供电系统 3助航灯光回路监控的基本内容助航灯光回路监控的基本内容 回路电源的通断；回路电源的通断；灯光的调光灯光的调光/开开/关控制；
48、关控制；回路的指令和实际状态；回路的指令和实际状态；控制状态；控制状态；回路主要参数：电流、电压和功率；回路主要参数：电流、电压和功率；回路开路、接地等故障的自动判定；回路开路、接地等故障的自动判定；着灯率的估算；着灯率的估算；回路电缆绝缘电阻的监测；回路电缆绝缘电阻的监测；失效灯数量和位置的判定：单灯故障定位失效灯数量和位置的判定：单灯故障定位4低压配电设备监控的主要内容低压配电设备监控的主要内容开关控制：低压配电柜进线开关、联络开关和开关控制：低压配电柜进线开关、联络开关和备用发电机进线开关、灯光回路进线开关；备用发电机进线开关、灯光回路进线开关；开关的状态监控：低压配电柜进线开关、联络开
49、开关的状态监控：低压配电柜进线开关、联络开关、备用发电机进线开关和灯光回路进线开关；关、备用发电机进线开关和灯光回路进线开关；监测：灯光供电回路的电流、电压；监测：灯光供电回路的电流、电压；报警：掉电报警和电流电压超标报警。报警：掉电报警和电流电压超标报警。5备用发电机监控的主要内容备用发电机监控的主要内容 开开/关；关；是否在线；是否在线；冷却剂温度；冷却剂温度；自动自动/遥控遥控/手动位置；手动位置；油压；油压；启动时间；启动时间；超速运行。超速运行。6辅助功能辅助功能 统计灯光运行时间统计灯光运行时间 灯光控制方式的多样性灯光控制方式的多样性：单路：单路/成组成组/全部全部/自动自动 故
50、障报警故障报警 故障排除确认故障排除确认 7系统管理功能系统管理功能7.3 系统硬件结构系统硬件结构航班与气象信息的作用航班与气象信息的作用 通过对当地气象信息的分析，并与通过对当地气象信息的分析，并与航班信息配合，可经事先设定的自动控航班信息配合，可经事先设定的自动控制模式，实现灯光回路的开启制模式，实现灯光回路的开启/关闭时间、关闭时间、光级等自动设定。光级等自动设定。1、三种灯光控制途径、三种灯光控制途径1监控中心控中心塔台塔台灯光站灯光站调光柜调光柜灯灯 2 灯光站灯光站调光柜调光柜灯灯 3 调光柜调光柜灯灯2、塔台监控系统、塔台监控系统3、灯光站监控系统、灯光站监控系统 上传下达：接