專業文:737NG主飛行顯示概述

2019-07-25     航利航空教育

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來源:阮工頻道—— 阮幼能

翻譯一篇文章:

A look at the primary flight display of the 737NG

http://www.aircraftmech.com/

下面讓我們來看看PFD,用不同的方式向飛行機組顯示信息。在本概述中,僅僅以我們公司B737NG飛機選裝的的PFD為例。

世界上還許多飛機,仍在沒有配備我們所說的EFIS,或電子飛行儀表系統的情況下運行。在EFIS系統之前有ADI(姿態方向指示器)和HSI(水平狀態指示器)。它們都是是機械儀表。


下面我們近距離看一下:


在配備EFIS的飛機中,我們使用EADI(電子姿態方向指示器)和EHSI(電子水平狀T態指示器),或PFD(主飛行顯示器)和ND(導航顯示器)。這些系統可以提供與舊的ADI和HSI顯示系統相同的視覺顯示,使飛行機組人員更容易讀取數據。

你可以看到EADI看起來類似於ADI。


並且PFD看起來也類似於EADI。


讓我們從基礎開始。

我們首先注意到的是頂部的藍色塊和底部代表地平線的棕色塊。

藍色部分代表天空,棕色代表地面,這個邏輯說明飛行機組要保持藍色朝上。


這個數據被稱為飛機的姿態,飛機的俯仰被認為是機頭上下,滾動就是字面上的飛機滾動。(或飛機的傾斜飛行)。

這是PFD上顯示的滾轉姿態。


顯示從慣性參考系統中的陀螺儀獲得的姿態信息。

地面將顯示為水平線,因為它是飛機在移動而不是地平面在移動。

飛機姿態顯示為飛機符號(通常被稱為「機翼」)。

如果飛機的姿態是抬頭,機翼將上升到藍色區域,如果飛機是低頭,機翼將下降到棕色區域。如果機組想要顛倒飛行,機翼將顛倒顯示一下然後迅速進入棕色區域。


好了,現在我們知道飛機的姿態在EADI上顯示,但是在該儀表上還有很多其他信息。首先讓我們來看看空速。


這是在裝備EADI的B737現代飛機上進行皮托管靜壓測試的簡短說明(另一篇文章)。

在此示例中,在與PFD相同的位置,您可以看到空速,但高度顯示在EADI右側的另一個指示器上。

當空速開始增加時,請注意在當前空速指示器上,綠色指針向上移動。

這是速度趨勢向量,並根據當前空速和加速度預測未來10秒內的空速。

此外,當空速增加時,您可以在左下角看到出現白色數字。這是馬赫數,出現在0.40馬赫左右。(馬赫1是聲音的速度)

空速表指示的是飛機ADIRS的空速,為空氣數據/慣性參考系統計算/校準的空速(CAS)。這不同於備用儀表系統指示的空速(指示空速),因為備用系統皮托管/靜態口的管路是直接連接到儀表的。

下面這張照片是關於系統如何工作的粗略指示,波音737NG實際上使用的空氣數據模塊,將來自傳感器的空氣數據轉換為它們發送到計算機的電信號。


靜壓用於高度,校準大氣壓力,皮托管與靜壓口一起用於提供此IAS(指示空速)。ADIRU(大氣數據/慣性參考組件)將使用AOA(攻角)校準此IAS以獲得CAS(計算/校準空速)


當你使用波音737-600 / 700/800/900上的皮托管靜壓測試裝置進行空速測試時,請必須記住這一點,如果你不想要三種不同的空速指示,請將AOA葉片設置在零°。

馬赫數和IAS之間也存在很大差異。

聲速被稱為1馬赫,除非你正在開協和飛機,這不是我們想要的。飛行機組人員必須知道飛機飛得越高,將會越接近某個導致飛機結構超速的空速。

當飛機爬升到更高的高度時,馬赫數增加,而IAS(和CAS)保持不變。

下面737CL上的皮托管靜壓測試,在升到4100英尺時空速299節。你可以看到馬赫數現在是0.486。


稍後當飛機高度升到14000英尺時,你可以看到CAS仍然是299節,但馬赫數現在是0.590。


另請注意,海拔高度前面的綠色塊已經消失。這個區塊是視覺輔助,告訴機組人員,他們在低於相對於海平面10000英尺的氣壓高度。稍後您將在737NG飛機的PFD上看到這個數字塊。

現在我們知道了空速指示的來源,接著讓我們來看看最大和最小空速。


最大機動速度只在襟翼完全收上後才會出現。最大和最小的機動速度是飛機會失去可操作性的空速。

這個最小值和最大值以及機動速度來自SMYD(失速管理偏航阻尼器)組件。

該裝置從ADIRU(大氣數據/慣性參考組件)獲取飛機的空速和姿態數據。

它使用來自AOA傳感器的輸入,以獲得氣流相對於機翼的角度。(例如,無論飛機的移動方向如何,IRS都會給出俯仰姿態,將其與AOA相結合,我們知道了飛機姿態和飛機的「飛行路徑」,必須要計算最小和最大速度)。飛行路徑是飛機在空中移動的實際路徑,在下一張圖中用灰色箭頭表示。


這些AOA傳感器也用於失速警告系統,該系統操縱所謂的「抖杆器」,實際是搖動駕駛杆,以指示飛行機組人員需要將杆向前推動。在某些飛機上(特別是一些高T尾的飛機),甚至還有一個推桿,它強有力地將駕駛杆拉向飛機機頭,以便建立空速並擺脫即將發生的失速。

俯仰限制,這個符號代表2個機翼失速,用它來表示飛機的安全俯仰限制。這是在SMYD(失速管理偏航阻尼器)中計算的,並使用慣性參考系統將俯仰限制放在俯仰指示的某處。


飛行員不應操縱飛機機頭高於俯仰限制。

了解飛機重量對最小和最大空速的計算也很重要,這些數據來自FMS(飛行管理系統)。FMS知道包括燃油在內的飛機的重量,因此如果燃油量指示系統無法使用,則機組人員必須自己監控燃油量並且保持FMS更新。

它使用襟翼收上電門的輸入和和襟翼位置傳感器(不要與收上電門混淆,收上電門是離散信號,0或1;傳感器發送位置信息,因此它可用於動態速度限制計算)。

SMYD還會查看第二部SMYD(就像飛機上的大多數系統一樣),來檢查它的計算結果。第二部SMYD對另一個PFD顯示器執行相同的計算任務。

然後,SMYD將此數據發送到顯示器和FCC或飛行控制計算機作為自動駕駛限制(我們不希望自動駕駛儀將飛機引向低速或超速)。


FQIS是燃油油量指示系統。

然後在空速帶的頂部有選定的速度。


此選定的空速可以來自MCP(模式控制面板)或FMS(飛行管理系統),取決於DFCS(數字飛行控制系統)處於MCP速度模式還是FMC導航。

當選定的空速來自FMC時,MCP中選定的空速變為空白。

然後有襟翼機動速度,這些表示襟翼設置,加速時機組應該朝收上選擇,減速時機組應該朝放下選擇,以保持飛機良好的可操作性。下一張照片是我在網際網路上發現的一張757的襟翼機動速度標牌


這些襟翼機動速度在速度帶上顯示為帶標記的綠色數字(襟翼設置),指出了襟翼的下一個設置位置。

不同的速度對飛行機組特別重要。這些是參考速度:

  • 首先是V1速度,稱為決斷速度,建議機組人員在此速度後,發動機故障時不要中止起飛。
  • 然後我們得到Vr速度,即抬輪速度,飛行機組人員將後拉杆起飛離地的速度。
  • 接下來是V2速度,這個速度是單發爬升的最小安全起飛速度。
  • 然後我們有Vref,它是參考著陸進近速度。通常被飛行員用作計算著陸速度的基礎,並作為失速速度的裕度計算 - 通常為1.3 VS0。
  • VSO是著陸構型時的失速速度或最小穩定飛行速度。可以在FMS控制顯示器(FMS CDU)上選擇實際著陸速度,這將在速度刻度上顯示為綠色「ref」。

V1,Vr,V2(V2 + 15節)和Vref(Vref +15節)。


這是Vref指示。(僅限飛行中)


現在讓我們更仔細地觀察可以在PFD上看到的姿態信息。

首先,我們看在PFD之上有白色空白的刻度。


這個顯示了飛機的傾斜角(滾轉運動)。當傾斜角度超過35度時,白色指針變為琥珀色。

飛行指引杆。當您選擇DFCS模式時,如果飛行指引打開,FCC(飛行控制計算機)將生成飛行指引指令,以便機組人員遵循。


側滑指示,這個小白條表示飛機經歷的側滑量。


FPV(飛行軌跡矢量),飛行軌跡矢量顯示飛行軌跡角(上下)和偏流角(左右)。


進近參考,當飛行機組在甚高頻導航控制面板中選擇一個ILS頻率時,這個指示出現。

當選擇頻率後,它將在此顯示所選頻率,所選航向和到ILS / DME站的DME距離(如果特定的ILS有DME信號)。


如果與另一個VHF導航控制面板上的頻率不相同,則頻率顯示為琥珀色,並帶有穿過數字的水平線。

如果在MCP中輸入的進近航向不是左右相同,那麼航向會變成琥珀色,帶有穿透的水平線,就像這樣。


航向道和下滑道刻度偏差,這些在有關使用ILS / VOR / MB測試裝置測試飛機的部分中有更詳細的解釋,有關此測試集的更多信息,請參閱航電工具部分的ILS/VOR/MB測試集頁面。


指點信標。在航空電子工具部分的ILS / VOR / MB測試集頁面上也更詳細地解釋了這一點。


請注意,這張照片是在737CL上拍攝的,而不是像本文其餘部分那樣在737NG上拍攝的。

上升的跑道。上升的跑道是給飛行機組人員的視覺指示,表明飛機在著陸前的最後時刻正在向跑道靠近。

當截獲航向道並且RA(無線電高度計)低於200英尺時,這條上升的跑道將會出現。

我工作的公司,在我們的737下一代機隊中沒有這個選項,所以下面是一架非EFIS的波音737CL。


決斷高度。(在737NG上稱為「進近最小值」)。在精確進近中,在達到這個決策高度之前,飛行員可以執行所謂的復飛。決策高度取決于飛機的著陸類別。Cat I和II著陸200英尺,Cat IIIa 100英尺,Cat IIIb 50英尺。在Cat IIIc中它將是0英尺,但Cat IIIc沒有使用。

決策高度可以選擇為無線電高度或氣壓高度,在這裡,它是無線電高度。

請注意,海拔高度標尺上的綠色箭頭是氣壓決策高度指示器,不會對無線電高度決策高度產生影響。


當選擇決策高度為氣壓高度時,讀數顯示在PFD的底部,決策高度將在指針處顯示綠線,表示它現在處於激活狀態。


無線電高度。無線電高度僅在離地2500英尺以下有效,因此僅在2500英尺以下顯示。

此處顯示的無線電為-4,這是很正常的。理想的情況是,當飛機主輪剛剛接觸到地面(並且RA天線所在的機頭還在空中)時,無線電高度將為0英尺。


無線電高度表天線位於前起落架的後面。下圖是將天線從飛機上拆下並且電纜脫開。


(上周得到這個,機身噴漆時,隨著無線電高度表天線一起......)

GPWS通告。這些信息告知機組人員有關GPWS的狀態。現在我們使用EGPWS,這在EGPWS部分有詳細解釋。

這個通告可以是WINDSHEAR或PULL UP。


接著是高度指示,選擇高度游標和高度帶頂部的數字讀數。


當前高度指示顯示ADC或ADIRU的當前氣壓高度(取決於安裝)。

當海拔低於10000英尺時,你可以看到數字讀數前面的綠色十字線。

當海拔高度低於0英尺時,陰影線顯示為負值。

當達到所選高度時,數字讀數變為粗體,高度讀數周圍的高度框以琥珀色突出顯示。如果高度由於某種原因偏離選定高度,則會閃爍。


氣壓設置低於綠色的海拔高度。

(有關QNH,QFE和STD設置的原因和方式及其重要性,請參閱導航和自動飛行部分。


如果設置為STD,則此氣壓設置為1013 HPa(或milibar)。選定的氣壓設置將以白色顯示在STD下方。


著陸高度。機組人員進入FMS選擇出發和到達機場。著陸高度在高度刻度上顯示地面高度。

著陸高度將顯示為起飛機場,直到400海里或飛行計劃距離的一半。以先到為準。


垂直速度指示。目前大多數垂直速度指示器都是IVSI,它們是瞬時垂直速度指示器。這些IVSI從IRS(正常輸入是空氣數據計算機)獲得垂直加速度,這樣就可以更快地顯示垂直速度,而不僅僅是常規空氣數據垂直速度指示。


如果在MCP上選擇垂直速度,則會在此刻度上顯示選定的垂直速度游標。

TCAS,交通防撞避免系統在PFD和IVSI(慣性垂直速度指示器)上顯示數據。

現在,S模式的空中交通管制(ATC)應答機與其他飛機通信,並將此信息通過TCAS傳輸。TCAS可以利用這種通信向機組提供RA(決斷諮詢)。

這意味著機組必須下降,保持高度或爬升以避免與另一架飛機相撞。

S模式ATC應答機與其他飛機通信,並根據高度信息,當前爬升率,地形凈空等決定誰將下降並且誰將爬升。

在PFD上,它顯示一個「請勿進入」區域,由頂部或底部的紅色框,或者兩者都有描繪的一個區域,標識機組人員在這裡應該遠離其他空中交通。

在IVSI上,TCAS也會在垂直速度顯示中顯示「不進入」區域。還要避開入侵飛機。


然後是航向顯示。


首先,當前的航向是中間朝下的白色三角形。

綠色磁碟表示它顯示磁航向,這是我們機隊的默認值。運行在最北或最南端的飛機可能將此設置為TRU(真航向)。


然後是選定的航向,以洋紅色顯示。


航跡指示器,此針指向飛機的航跡。


然後是飛行方式通告器,可以使用MCP(方式控制面板)選擇。

在這張圖片中,我們選擇了Flight Director,但尚未在MCP上選擇方式。


這裡我們還是將Flight Director作為主要的DFCS模式,但在這裡我們選擇了APP(進近)方式。

這些指示周圍的綠框是「方式更改突出顯示」,在每次接通後顯示10秒鐘。


這是選擇了APP方式但尚未接通,它們在接通指示下部顯示為白色。


頂部的三個方框是自動油門,滾轉和俯仰方式


而這個區域是A / P狀態指示器


下一張照片顯示了自動駕駛在CMD,自動油門預位(白色),航向選擇設定為滾轉方式,並為俯仰模式選擇了VNAV路徑(來自FMC的垂直飛行路徑)。


在飛行期間,一部自動駕駛可以處於CMD狀態,當機組人員選擇APP(進近)模式時,可以選擇雙自動駕駛儀(飛機在不低於800英尺的無線電高度,以便第二個自動駕駛儀接通)。


自動油門的不同的模式有:

ARM:這意味著自動油門已準備好,等待輸入開始工作。

當飛機在地面上時,自動油門處於預位狀態,並且你選擇自動油門系統到ARM位,在THR HOLD(油門保持)後,自動油門在爬升過程中斷開,以確保自動油門系統中的任何故障都不會影響在這個關鍵飛行階段的油門。

在下降時,當自動油門處於RETARD模式,當油門杆碰到後止動時,自動油門也處於ARM。

N1:當飛行機組起飛時選擇TO/GA(起飛/復飛),自動油門將選擇到起飛推力N1。如果機組進近時選擇TO/GA,自動油門將選擇到復飛推力N1,如果機組再次按下TO/GA,自動油門將選擇到最大復飛推力N1。

只有當飛機處於起飛、爬升或最大復飛推力模式時,N1模式才有效。

在這種模式下,自動油門不控制飛機速度,自動油門只提供一個設定的推力,DFCS的俯仰通道控制飛機速度。

對於爬升功能,N1用於VNAV爬升和LVL CHG(高度層改變)爬升。在這些模式下,MCP上的N1燈將點亮。(當模式不變時,MCP上的燈將熄滅)。

FMC SPD或MCP SPD:與N1模式不同,該模式使用自動油門系統(發動機推力)來控制飛機的速度。

VNAV用於FMC SPD,V/S(垂直速度)模式或LVL CHG(高度層改變)或ALT HOLD用於MCP SPD。

在此模式下,MCP面板上的速度指示燈可能亮起(當模式不變時,MCP上的燈熄滅,在VNAV巡航中,燈將保持熄滅,例如,指示速度模式不能更改為N1模式)。

VNAV模式將處於N1模式,直到飛機獲得所選高度和高度,然後自動油門自動進入FMC速度模式(在VNAV中,FMC控制飛機速度),MCP上的速度窗口將變為空白,表明FMC正在控制速度。

如我所說,MCP上的速度指示燈不會亮起,表示此時速度模式無法更改。

注意,在該模式下,α層保護激活,α層是自動油門系統允許飛機進入的最低速度。

GA:GA(復飛)模式是當機組人員想要中止進近,並嘗試進行「復飛」時的模式。

當按下一次TO/GA(兩種功能是一個電門)時,飛機將處於該GA模式。如果飛行機組再次按下此電門,飛機將進入最大復飛推力,並且MCP上的N1燈將點亮。

正常的GA模式(即只按一次TO/GA開關)不會將自動油門設置為N1或速度模式,因為自動油門有一個內部計算的推力值,以實現8%的爬升坡度,因此不遵循FMS SPD或MCP SPD選擇(因此不是速度模式)。

RETARD:有兩種減速模式,一種是下降減速,另一種是拉平減速(拉平是著陸前飛機的抬頭力矩)。當飛機到達TOD(下降頂部)時,自動油門模式將延遲,油門將緩慢回到慢車止動位置。當它們到達慢車止動位時,自動油門模式變為ARM(預位),直到另行選擇。

在下滑道捕獲時,自動油門模式自動切換到MCP SPD,DFCS俯仰為G/S,DFCS使用升降舵操縱飛機,保持在正確的垂直飛行路徑上,自動油門調整進近速度,MCP上的速度燈亮。在無線電高度為50英尺時,DFCS將拉平離散信號發送至自動油門,在無線電高度為24英尺時,自動油門切換至拉平減速,並關閉MCP上的N1和速度燈。

THR HLD:起飛後,自動油門自動斷開與油門的連接,以避免系統中任何可能影響此關鍵飛行階段油門杆的故障。

FMC計算不同飛行階段的N1限值,並將其發送給自動油門,以獲取這些飛行階段的推力設置。

這些TMA(推力模式通告)是TO(起飛)、R-TO(中斷起飛)、CLB(爬升)、R-CLB(減推力爬升)、CRZ(巡航)、GA(復飛)、CON(最大連續推力)。

滾轉和俯仰通道可以選擇到DFCS A/P(自動駕駛儀),這種自動駕駛儀的基本操作稱為CWS(駕駛盤操縱),在這種模式下,機組人員操作飛機就像沒有啟動接通駕駛儀一樣。飛機的操縱現在是通過力傳感器和飛行控制計算機(FCC)來實現的。

當機組在MCP選擇CWS或CMD(指令)模式不工作時,DFCS將進入CWS模式。

如果機組在MCP上選擇了CMD(指令),例如選擇『HDG SEL』,則DFCS將轉到CMD模式,滾轉通道將顯示HDG SEL,如下圖所示。


有以下這些不同的滾轉方式:

HDG SEL(航向選擇):非常簡單,你選擇你想要飛行的航向,然後選擇MCP上的HDG SEL開關。

VOR/LOC(VOR航道):選擇該模式著陸時將沿VOR徑向或者航道飛行。

LNAV(水平導航):這是FMC導航的滾轉模式。即水平導航模式。

然後我們來到最後一個部分,即俯仰模式通道。


有下面這些不同的模式:

TO/GA(起飛/復飛):按壓TO/GA電門時,此模式激活。在起飛模式下,飛行指引儀首先指示機頭朝下,使飛機保持在地面上,速度達到Vr,飛機將迅速向上起飛。升空後,高於某一無線電高度,飛行機組可以選擇自動駕駛到CMD或CWS模式。

V/S(垂直速度):垂直速度用於在MCP上設置特定的垂直速度,然後飛機以該速度爬升或下降(取決於設定的速度)。如果飛機處於爬升模式,空速低於失速速度的1.3倍或接近最大速度,V/S模式將變為LVL CHG。

ALT ACQ(高度截獲):當飛機達到MCP設定的高度時,DFCS俯仰首先指示ALT ACQ(已截獲高度),然後自動切換到ALT HOLD。

ALT HOLD(高度保持):在此模式下,DFCS保持選擇的高度。如果飛機正在爬升中,它將越過計劃高度,並返回到按下ALT HOLD(高度保持)按鈕時的高度。

VNAV SPD(垂直導航速度):當DFCS處於VNAV時,當飛機爬升到FMC高度時,VNAV SPD模式激活,直到達到MCP高度(然後進入高度保持),飛行機組在該高度飛行,直到準備好繼續爬升到FMC高度,然後按下VNAV。再次按下按鈕返回VNAV SPD模式。

VNAV PTH(垂直導航軌跡):當達到FMC高度時,VNAV PTH變為活動狀態。在TOD(下降的頂部),VNAV PTH將繼續保持活躍狀態,但這也需要LNAV。如果沒有可用的LNAV,VNAV PTH將脫離。此時機組人員仍然可以選擇VNAV SPD進行下降。

MCP SPD(方式控制板速度):當機組人員選擇LVL CHG(水平變化)時,將顯示此信息。機組人員必須在MCP上選擇新的高度,然後按LVL CHG按鈕啟動此功能。如果飛機處於VNAV狀態,則IAS / MACH指示器上指示的新MCP SPD(以及目標速度)將是此時的FMC速度。

如果在DFCS處於任何其他模式時按下LVL CHG,那麼IAS / MACH指示器指示將是當時的空速。

G / S(下滑道):當機組人員選擇APP(進近)時,此模式將被預位,直到截獲到G / S,然後DFCS將跟隨G / S到跑道入口。

FLARE(拉平):這是著陸前的最後一刻,DFCS俯仰通道將在著陸前(~50英尺無線電高度)控制飛機抬頭。

技術上來說,僅用一部自動駕駛執行自動拉平是可能的,但它不是為了讓這樣做而設計的。在單套自動駕駛進近時,自動駕駛應在決策高度處關閉,使用人工著陸,我們不能信任由任何一個單套系統,去完全控制飛機自動著陸到地面上。

如果你還想了解更多,關於這些信息都是是哪些組件發送到DU上的(比如,在雨雪天氣的外站,你想弄清楚為什麼你DU上有些指示不見了),可以轉到 SDS 31-62-00,去查找每個指示來自哪個組件。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh/yAvlXmwBUcHTFCnfeKba.html