[科普中国]-飞行指引仪

组成结构

飞行姿态指引仪主要由飞行指引计算机、飞行指引方式选择板、动态通告牌、姿态指引指示器和输入装置等组成，如图5．11所示。1

姿态指引指示器姿态指引指示器是飞机姿态指示与飞机姿态指引的综合指示器。为了便于驾驶员观察飞机上其他设备的指示，指示器内也综合有其他信息显示，如无线电高度表的指示、仪表着陆系统的指示等。飞行姿态指引指示器目前使用的有两种：一种是机电式姿态指引指示器ADI；另一种是电子姿态指引指示器EADI。飞机的姿态来自垂直陀螺或惯性基准系统。飞行姿态指引针受飞机姿态指引计算机输出信号的驱动，如图5．12所示。1

飞行指引计算机飞行指引计算机FDc(Flight Director computer)是飞行姿态指引仪的核心部件，它为姿态指引仪提供飞机的俯仰和横侧指令、故障旗收放指令和飞行指引通告牌指示。在有的飞机上，飞行指引计算机是单独的；在有的飞机上是与自动驾驶仪的计算机合为一体，称为飞行控制计算机。1

飞行指引方式控制板飞行指引方式控制板用于驾驶员接通，断开飞行指引系统以及选择飞行指引方式。不同型号的飞行指引系统，其控制板也存在差异。图5．13是波音737—200飞机上的飞行指引方式控制板。

飞行指引方式控制板在下文有详细介绍。

飞行指引方式通告牌飞行指引系统也有相应的飞行指引方式通告牌，用于向机组通告飞行指引系统正在使用何种方式指引飞机的飞行姿态。详细介绍见下文。

指引形式飞行指引仪将俯仰和横滚引导信息以指引针的形式显示在姿态指示器上。指引针有两种：一种为十字指引针，另一种为八字指引针。十字指引针利用纵向指引针和横侧指引针来分别进行俯仰指引和横滚指引，如图3.1(a)所示。当两针的交叉点位于飞机符号中央时，表示达到预定状态；若纵向指引针在飞机符号上面，驾驶员应操纵飞机抬头，反之应操纵飞机低头，使纵向指引针与飞机符号对齐，以达到预定的俯仰角。若横侧指引针在飞机符号左边，驾驶员应操纵飞机向左压坡度，反之应向右压坡度，使横侧指引针与飞机符号对齐，以达到预定坡度角。2

八字指引针又称“V”形指引针。它利用八字指引针与飞机符号的上下关系来进行俯仰指引，利用八字指引针与飞机符号的左右关系来进行横滚指引，如图3.1(b)所示。当八字指引针包围飞机符号时，表示达到预定状态。若八字指引针在飞机符号之上，驾驶员应操纵飞机抬头，反之则应操纵飞机低头，以达到预定的俯仰角。若八字指引针相对飞机符号右倾斜，驾驶员应向右压坡度，反之应向左压坡度，以达到预定的坡度角。2

指引针的移动没有偏离刻度指示，但是，指引针离开中立位置越远，需要做的修正应越大 离得越近，需做的姿态修正量越小。2

通常，FD的俯仰指引指令限制为+25°/-10°的俯仰姿态，而横滚指引指令限制为30°坡度。

需要注意的是，当飞机没有平直飞行时，指引针也可能定中。例如，转向一个所选航向，当达到需要的坡度时，横滚指引针将定中，并在整个转弯期间保持定中，当接近预定航向时，横滚指引针将指引一个反向的输入以减少飞机的坡度，直到机翼改平，飞机达到所选航向上。2

在人工飞行期间，FD提供的飞行姿态指令和自动飞行期间提供的完全相同，只是坡度和截获协议稍有不同

在自动驾驶仪接通的同时，FD的指引针可以显示，这样容易从自动飞行过渡到人工飞行。

工作原理飞行指引系统的核心是飞行指引计算机，其作用在于将飞机的实际飞行轨迹与预选路线进行比较，算出应飞姿态角。然后，再与实际的姿态角进行比较，将其差值送给指引针伺服系统，使指引针偏离姿态指示器上的小飞机符号，指示出俯仰和横滚指引指令的大小和方向。在飞行指引计算机中，用来计算横滚指引指令的部分称为横滚计算机，用来计算俯仰指引指令的汁算机称为俯仰指引计算机。 两个计算机的输入信号分别来自横向和纵向导航设备、人工控制指令和垂直陀螺系统 。它们组成的两个通道，称为横滚通道和俯仰通道，如图3.2所示。3

例如，假定飞行指引系统选定为航向模式，若未输入预选航向，指引仪将工作在航向保持指引模式。如果飞机偏航，航向误差信号进入横滚计算机，此信号经计算转换成一个指引信号，驾驶员按指引操纵飞机，消除飞机的航向误差，在消除的同时，指引信号为零。假如要改变飞机航向，在控制板上预选航向，该信号送入计算机，计算机经过计算转换成最佳坡度转弯信号，然后与现时的飞机坡度相比较，得出一个操纵飞机的坡度信号，此信号经放大处理后，输至随动系统，由电动机M带动测速发电机G和减速器，驱使指引针转动，形成相对飞机符号的指引。同时，测速发电机形成回输信号，另外旋转变压器CT也形成回转信号去抵消倾斜信号，使输入至放大器的信号为零，驾驶员根据指引操纵飞机带坡度转弯。航向系统测得飞机的实际航向，当预选航向与飞机现在的航向接近（或相等）时，计算机输出信号通过随动系统操纵指引针回中，驾驶员依据指引，操纵飞机回平，飞机就保持在新的航向上。3

十字指引针的基本使用下面以右转弯到某一预定航向为例，说明横滚指引针的操作。为了简化，将俯仰指引针去掉。图3.3给出了飞机保持在当前航向上横滚指引针的指示情况。2

当飞行员选择新航向时，横滚指针朝右移动，如图3.4所示。如果航向变化不大，计算机指令一个小的坡度角；如果航向变化较大，将指令一个较大的坡度角，最大通常可达30°。

当飞行员右压坡度时，横滚指引针将朝中心位置移动。随着横滚指引针指令的减小，飞行员应减小横滚控制输入。当坡度满足飞行指引计算机的要求时，横滚指引针定中，横滚控制输入减小为零 。如图3.5所示。在稳定转弯过程中，横滚指引针一直处于正中。2

当接近所选航向时，横滚指引针移动，指令一个朝左的横滚，也就是减小坡度，如图3.6所示。

随着飞行员左压盘，减少坡度，指引针将定中。跟随指引针给出的引导，飞机将改平机翼在所选新航向上，如图3.7所示。

俯仰指引针的工作和横滚指引针类似，当满足俯仰指令时，将定中。俯仰指引针与姿态指示器上的飞机符号平行，可以相对于飞机符号上下移动。2

俯仰指引针移动到飞机符号之下，要求机头朝下的姿态变化；移动到飞机符号之上，要求机头朝上的姿态变化。俯仰指引针的操作如图3.8所示。

模式控制板一种飞行指引仪的模式控制板如图3.9所示。

1、模式选择开关（MODE SELECTOR）

模式选择开关有六个位置：GA、OFF、HDG、VOR/LOC、APP AUTO和APP MAN位。

GA位用于复飞姿态指引。FD将指引一个预定的复飞俯仰姿态，通常是机翼水平、15°的上仰姿态（或者单发时13°的上仰姿态） 。在许多现代飞机上，FD的复飞指引功能通过按压油门杆上的复飞按钮来激活。

OFF位用于关断飞行指引仪，使指引针从显示器上消失。2

HDG位用于引导飞机保持当前航向或飞向预定航向并保持在预定航向上。指引针将指引所需的坡度角，然后保持在设定的航向上。坡度角通常限制在25°和30°之间。

VOR/LOC位用于指引飞机飞向所选的VOR径向线上或调谐的LOC航向道上-

APP AUTO位用于指引飞机保持当前的横滚模式去截获航向道并保持在航向道上，俯仰指引针保持当前的俯仰功能，准备去截获下滑道并保持在下滑道上。在一些飞机上，在航向道截获前，系统不能截获下滑道。

APP MAN位用于指引飞机立即去截获航向道和下滑道，超控其他任何的横滚模式或俯仰模式 例如，如果飞机在下滑道之下，飞机将爬升去截获下滑道，并以25°坡度转弯建立45°的切入角去截获航向道。在某些飞机上，该模式也称为MAN G/S模式。2

2、ALT HOLD选择开关(ALT HOLD)

此电门用于接通高度保持指引，使飞机的高度保持在接通电门瞬间的气压高度上。如果ALT HOLD接通时有显著的垂直速度，FD将指引一个平滑的过渡防止冲出预定高度过多，然后回到预定高度。

3、俯仰选择开关( PITCH SELECTOR)

在没有其他模式控制飞机的俯仰时，驾驶员可用此钮为飞行指引仪选择一个人工俯仰基准，转动此钮，指引针将上移或下移。此模式可在起飞后的飞机爬高中使用。应注意的是，当飞机爬升到所需高度上改平后，指引针仍是指引上仰的。所以要用俯仰钮及时地将指引针调回飞机符号上。

俯仰选择开关允许飞行员设置期望的俯仰姿态，通常在10°下俯和15°上仰之间。一旦选择，指引针将指引所需的俯仰姿态，以达到和保持希望的俯仰角。2

模式信号牌模式信号牌用于向机组通告飞行指引系统正在使用何种模式指引飞机的飞行姿态。它是一个十分重要的显示，飞行指引系统的工作模式以信号牌为准，而不是以接通了或者按压了飞行指引模式控制板上的哪一个电门为准。2

一种FD的模式信号牌如图3.10所示。它使用颜色灯来指示当前的指引仪状态。例如：绿色的HEADING灯亮，表示指引仪工作在航向模式；琥珀色的GLIDESLOPE灯亮，表示FD准备截获下滑道；绿色的GLIDESLOPE灯亮，表示下滑道截获。2