飞行管理系统✍️

飞行管理系统(FMS)是现代客机的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。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可以引导飞机飞行计划。驾驶舱FMS控制通常是小屏幕和键盘或触摸屏。

基本介绍

飞行管理系统（ Flight 管理学 Computer System ）是用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。

优点：1）节省燃油2% — 5%；2）具备安全自动着陆第Ⅱ级和Ⅲb级着陆能力。

注：

Ⅱ级自动着陆 — 在跑道能见距离大于400m时，能将飞机引导至决断高度70m；

Ⅲb级自动着陆 — 在跑道能见距离大于50m，无决断高度限制，不依靠外界目视参考，飞机能自动着陆滑行到跑道上。

FMS概述 - FMS分类

FMS分类

三维（空间）和四维（空间加时间）

三维FMS — 把区域导航和性能管理结合起来，实现最优轨迹自动飞行和性能管理。

典型实例：

※ 组成：显示控制组件（CDU）和导航计算机

※ 连接：ARINC429总线

※ 计算：飞机即时位置由惯导系统、罗兰-C系统、VOR系统、GPS

系统为参考连续算出，并给出航向、目标轨迹、飞行距离

、航程、估计飞行时间、估计到达时间、风速风向、地速

※ 导航点数据库：1）全球范围1200m以上的跑道、仪表飞行着陆

机场信息和VOR信息；

2）40000多个航路点和200多条固定航线信息；

3）飞行员可通过CDU设置最多容纳98个航路点

的不同航线，改变原订飞行计划

FMS概述 - FMS分类

FMS概述 - FMS分类

四维FMS — 在原三维基础上加上时间因素，控制飞机按空中交通管理系统给定的时间，准确到达机场。

原因 — 空中交通繁忙、不能准时着陆、维持在空中飞行或入场时排队的飞机增加耗油量。

优点 — 缩短航线高峰期、提高安全性、减少油耗。

功能：

※ 综合导航、制导、控制、动力、气动力及其它信息，实现飞机在

横向和垂直剖面方向飞机性能的自动优化飞行；

※ 100万字容量导航数据库，每条航线最多可有120个航路点；

※ 飞行管理计算机包括推力管理、提高远程导航和减轻驾驶员飞行

负荷能力及综合无线电管理、性能自调、微波着陆、GPS导航等；

※ 在航路工作中自动调谐VOR，在终点区自动调谐仪表着陆和微波

着陆系统；

※ 在保持全时间自动飞行时，空速和高度允许驾驶员参与操作；

※ 离场和到场时显示高度限制，可显示地图，范围达640 n mile。

FMS概述 - 横向和垂直导航

横向和垂直导航

飞机的飞行状态 — 水平的横向状态和垂直的上下运动状态

FMS的横向导航（LNAV）和垂直导航（VNAV）结合自动油门系统对飞机的飞行状态加以管理。

LNAV — 使飞机飞行始终沿预定航线到达目的地机场。

在飞机起飞离地50英尺（15.24m）时，LNAV自动接通，飞行管理计算机不断调谐所在地区全部信标台和测距台确定自己的位置，并根据当前位置实行横向导航。在无信标台和测距台的地域，飞行管理计算机根据三部惯性基准系统指示位置，进行计算，完成横向导航，直至截获盲降航道。

VNAV — 使飞机沿预定的垂直轨迹剖面飞行，对飞机各阶段垂直运动剖面进行控制和导航。

起飞前根据机场消噪声程序规定，事先选定减少推力的高度和增速收襟翼高度。输入质量后自动算出最大起飞质量、决断速度V1、抬头速度Vr、安全离地速度V2、最佳巡航高度。输入飞机重心位置后，可算出水平安定平面的配平量。飞机高度为400英尺（120.92m）时， VNAV自动接通，在后续爬升、巡航、下降过程中，FMS将给出指示，引导完成飞行。

FMS组成

FMCS

飞行管理计算机系统

※ FMS的核心

※ 飞行管理计算机（FMC, Flight 管理学

Computer）

※ 控制显示组件（CDU, Control Display Unit）

美国国内收入署

惯性基准分系统

※ IRS — FMS的一个特殊的，联接机上其它系统的，输出多种飞行

参数的传感器

※ 要求：1）有导航的功能和精度；

2）满足飞行控制需要；

3）满足武器投放要求的速度精度（军机）。

※ 组成：1）两到三台惯性基准组件(Inertial Reference Unit, IRU);

2）方式选择组件(Mode Select Unit)；

3）惯性系统显示组件(Inertial System Display Unit)。

※ 惯性基准系统工作方式 — 导航、姿态、校准、关闭

A/ T

自动油门分系统（Auto Throttle）

※ A/T — 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。

※ 油门机构组成：1) 伺服电磁阀

2) 油门杆

FMS功能

导航数据库和性能数据库

地图、飞机性能手册、航图、各种图表和计算器

通过CDU可检索出各种信息

飞机全过程的导航、制导、飞行计划和各种性能数据在CDU上显示

自动飞行

输入起飞机场、目的机场、待飞航线（至少指定起飞机场和目的机场之间的一个航路点），即可根据惯性基准系统和无线电导航设备信号，计算出飞机的即时位置，发出指令到飞行控制系统，引导飞机到达目的地

优化

根据飞机所在位置、性能参数、目的机场经纬度、可用跑道、各航路点位置、无线电导航台、等待航线、进近程序等进行综合分析，确定飞机速度、航向、爬高/下降角、升降速度、阶梯爬高、下降等指令，提供飞机起飞到进近着陆的横向和垂直最优飞行剖面，引导飞机按优化轨迹飞行

FMS功能

输入飞行计划和性能数据

实施LNAV和VNAV

计算最省油的速度和推力指令并遵守速度、高度限制

计算爬高顶点

以最经济速度巡航

在电子飞行仪表上显示飞行信息

计算分段爬高

沿计划航路连续制导

评价和预报燃油消耗

计算下降起点，由巡航自动转为下降

自动遵守速度和高度限制

计算下降端点

转换到自动着陆系统

参考资料