第十七章 飞行管理系统
导航数据库的内容
导航设备
导航台的标识、位置、频率、标高等。
机场
机场的位置、机场标高、跑道长度、跑道方位等。
航路
航路类型、高度、航向、航段距离和航路点说明等。
公司航路
由飞机用户规定，是航空公司负责飞行的固定航线数据。
终端区域程序
SID、STAR、程序转弯、等待、复飞、进近程序等。
性能数据库的内容
飞机部分：
（1）机翼面积 （2）发动机台数 （3）飞行包线 （4）升力特性曲线 （5）飞机极曲线 （6）飞机各种重量
发动机部分：
（1）燃油消耗特性曲线
（2）飞行各阶段性能数据 （3）飞行控制模态数据
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2.控制显示组件（CDU）
CDU是机组与FMC之间交互的 接口，驾驶员可以通过任意 一部CDU向FMC输入数据。 CDU包括：
第十七章 飞行管理系统
中国民航大学 空管学院
第十七章 飞行管理系统
一、概述
1.功能
飞行管理系统（FMS-Flight Management System）是一 个综合了多个机载电子系统的计算机系统，提供飞行的时间、 距离、速度、经济剖面和高度的预测,可减小驾驶舱工作量， 提高效率，省掉许多以前通常由驾驶员执行的日常操作，使 飞机既安全又经济地飞行。 飞机在FMS的控制下，可以实现全自动导航，可以以最 佳的飞行路径、最佳的飞行剖面和最省油的飞行方式完成 从起飞到进近着陆的整个飞行过程。
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5.咨询和报警
驾驶员可以通过CDU获取很多咨询信息，如与飞行剖 面有关的信息，与性能有关的信息，系统故障信息等。 同时，FMS还可以提供自动报警功能，如风切变警告、 近地警告、TCAS警告等。
第十七章 飞行管理系统
本章重点：
1.FMS的组成部分？ 2.FMS的功能？
第十七章 飞行管理系统
2.性能管理功能
在飞行过程中，计算飞机的相关性能指标，即飞机的飞 行高度、速度、爬升、下降、爬升速度和下降速度等，以获 得最佳的垂直预选航迹，完成飞机的纵向(垂直)剖面管理。
FMC的性能计算是依据性能数据库提供的基准数据、外 部传感器送来的一些信号数据、要求驾驶员在CDU上输入的 必要数据和参数限制值等进行的。
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（2）爬升阶段
飞机起飞高度400ft，驾驶员接通横向导航（L-NAV）和 垂直导航（V-NAV）后，根据飞行路线对飞机进行横向和垂直 导航和制导。 FMC根据驾驶员的选择确定目标推力和目标速度，提供最 佳爬升剖面（即最佳爬升角度和爬升速度），以及分段爬升 和爬升顶点高度的建议。
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（1）水平飞行计划
－离场 · 起飞跑道 · 标准仪表离场(SID) －航路 · 航路点和航路 －到场 · STARS/VIAS(经某一点) · 所选进近的着陆跑道 · 复飞
第十七章 飞行管前－起飞－爬升－巡航－下降 －进近－复飞－完成。除飞行前和完成外，其它阶段都与速 度和高度剖面有关。
③ 速度计算：计算机使用IRS提供的速度进行地速计算；合成速度再 与ADC的空速合起来计算风速、风向。 ④ 高度计算：对IRS垂直加速度计输出进行两次积分获得高度，这个 数据与ADC输出的气压高度数据进行组合。未经组合修正的高度为原 始高度，经气压修正后的高度称气压修正高度。
⑤ 导航台的选择和调谐：从导航数据库内存储的导航台位置信息中， 或在EFIS所提供的飞机当时位置附近的20个导航台清单中，选择2个 最佳导航台，并对这2个选定的导航台进行自动调谐，以获得这2个导 航台的无线电导航位置数据。若无法获得2个合适的导航台，则选择 飞机当时位置最近的导航台的距离和方位数据。
（3）巡航阶段
FMS根据航线的长短和航路情况选定最佳巡航速度和最佳 巡航高度。在两机场间采用大圆航线路径飞行。
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（4）下降阶段
FMS根据驾驶员输入的和导航数据库中存储的数据确定飞 机开始下降的顶点，并在下降过程中确定下降速度，最大限 度地利用飞机的位能，以节省燃油。
（5）进近阶段
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（1）导航数据库
导航数据库是为了飞机从起飞到着陆整个过程都具备自动 导航能力而设计的，它存放了整个区域的导航信息。包括飞机 飞行区域的机场、航路点、导航台的地理位置、频率以及航路 组成结构等。 这些数据可以分成两大类：
一类是对各航空公司都适用的标准数据，一般都与美国杰 普逊(Jeppeson)航图发行公司签订合同，由杰普逊公司定期提 供。 另一类是仅与航空公司飞行航线的航路结构有关的数据。
在VNAV（垂直制导）方式下，FMC的性能功能与自动油 门（A/T）相耦合。
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4.飞行计划管理
飞行计划通过MCDU输入到FMS： －将要飞的水平轨迹(水平飞行计划) －将要飞的垂直轨迹，这是一个速度和高度剖面(垂直飞行 计划)，这个信息是正确进行性能计算和引导指令所必需的。 FMC的制导部分储存有实施航路和纵向航段剖面数据，在 计算了飞机应处的位置并和飞机实际的位置进行比较后，根 据它们之间的误差产生输入飞行控制计算机和推力管理计算 机的指令，再由飞行控制计算机和推力管理计算机产生实际 的舵机指令和自动油门推力指令操纵飞机，以实现FMC对飞 行航路的自动驾驶控制。
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二、飞行管理计算机系统（FMCS）
飞行管理计算机系统包括飞行管理计算机（FMC）和控 制显示组件（CDU）两部分。
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1.飞行管理计算机（FMC）
FMC是多微机系统，由导航、性能、输入/输出三台微处理 机、电源组件和电池组件等组成。 FMC接收来自ADS、IRS以及无线电导航等系统的信息数 据，再检查和利用飞机机组输入的飞行计划信息、飞机系统 数据以及FMC导航数据库和性能数据库来计算飞机的导航和 性能目标值，对飞行计划进行管理，提供在EFIS上显示的供 驾驶员使用的信息数据。
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2.性能数据库
性能数据库是飞机性能管理的基础，用于完成性能优化 计算，包含对飞机垂直导航进行性能计算所需的有关数据。
它们是与飞机和发动机有关的参数。 性能数据库可分为两方面的数据： 一类是详细的该型飞机空气动力模型；
另一类是装在飞机上的发动机数据模型。
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第十七章 飞行管理系统 1.导航处理机部分 导航处理机由导航微处理器和存储器组成。它承担导航计 算、侧向和纵向操作指令计算和CDU管理等有关功能。 2.性能处理机部分 性能处理机部分由性能处理器和存储器构成。完成大部分 与性能计算有关的功能，即垂直操纵引导（跟踪目标速度） 和飞行包络保护。 3.输入/输出处理机部分 输入输出处理机部分除有处理器、各种存储器外，还有混 合输入输出装置、ARINC控制器、ARINC接口、离散信号接 口等组件。在计算机和飞机各设备之间传输信息。
自动选择导航台、自动调谐以及IRS的校准； 从起飞机场开始，根据要飞抵的目的地机场选择航线； 确定位置，距离目的地或飞越航路点的距离； 预定到达的时间和速度等。
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① 导航数据库管理：导航数据库由用户数据库装载入计算机的存储 器。
② 位置计算：计算机把飞机上无线电导航接收机接收到的地面无线 电信号和IRS的信号进行综合计算，获得高精度的飞机即时位置。
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FMS在各个飞行阶段的功用
（1）起飞阶段
驾驶员在起飞准备时，通过飞行管理计算机（FMCS）的 控制显示组件（CDU）所输入的飞行计划（起飞/目的地机场、 航路点、进离场程序），FMC计算飞行路径。
根据CDU上输入的飞机的全重、巡航高度、储备油量、外 界温度等性能数据，FMC计算飞机的最佳起飞目标推力以及飞 机飞行的垂直剖面。
飞机在下降终点时，FMS以优化速度引导飞机到跑道入口 和着陆点
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2.FMS的组成
（1）传感器分系统——惯性基准系统（IRS）、大气数据系 统（DADC）及无线电导航、发动机控制等系统 （2）处理分系统——飞行管理计算机系统（FMCS） FMCS包括FMC和CDU
（3）执行分系统——自动飞行系统（AFS）
RAD NAV：进入无线电导航页面。 FUEL PRED：可显示燃油预测页面。 SEC F-PLN：进入第二飞行计划索引页面。
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初始页面 （INIT）
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第十七章 飞行管理系统
三、FMS的功能实现
1.导航功能
用来确定飞机当时位置，进行导航计算，以及导航 台自动调谐管理等，完成飞机横向剖面的飞行管理，引 导飞机按照预定航线飞达目的地。包括：
AFS包括AP、FD、A/T （4）显示分系统——电子飞行仪表系统（EFIS）和电子集 成飞机监控系统（ECAM）
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传感器分系统
第十七章 飞行管理系统
处理分系统
第十七章 飞行管理系统
执行分系统 第十七章 飞行管理系统
显示分系统
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第十七章 飞行管理系统
第十七章 飞行管理系统
3. 制导功能
制导是飞机沿预选航迹飞行时，受到扰动或导航不确定 性引起偏离预选航迹后作出的一种决策。分为水平（横向） 制导和垂直（纵向）制导两种。 （1）水平制导 水平制导是按照一定的控制律对水平面内实际航迹相
对预选航迹偏差进行控制。当水平制导功能接通时，FMC提 供航向控制指令，控制飞机沿预选航路飞行。
显示屏
行选键
功能方式键 字母数字键
发光通告器等。
第十七章 飞行管理系统 功能方式键 DIR：进入 DIR TO(直飞)页面。 PROG：进入相应于现用飞行计划正在进行阶段的进程页面。 PREF：进入PERF(性能)页面。 INIT：进入飞行计划页面。 DATA：进入数据索引页面。