Оборудование автоматического управления полетом ATA 22

1.

ATA 22 ОБОРУДОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПОЛЕТОМ
22-11 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
SUPERJET100
На самолете установлена цифровая система автоматического
управления полетом AFCS.

2.

НАЗНАЧЕНИЕ
Система автоматического управления полетом САУ самолета SSJ-100
(в дальнейшем «САУ» - AFCS-Automatic Flight Control System)
предназначена для:
• автоматического управления траекторией полета самолета по
заданному маршруту;
• автоматического управления траекторией полета самолета по
заданному стандартному маршруту вылета (SID) или прибытия
(STAR), действующему в воздушной зоне конкретного аэродрома;
• автоматической стабилизации заданного курса или путевого угла;
• автоматическое демпфирование по углу рыскания;
• автоматического управления траекторией полета самолета в вертикальной плоскости по заданному углу наклона траектории полета при
наборе высоты или снижении;
• автоматической стабилизации вертикальной скорости при наборе
высоты или снижении;
• автоматический захват заранее выбранной барометрической высоты;

3.

• автоматическая стабилизация заданной барометрической высоты
полета;
• автоматического управления приборной скоростью и числом «М»
при наборе высоты или снижении как с помощью автомата тяги, так
и без него с помощью руля высоты;
• автоматического управления траекторией полета самолета по
сигналам курсо-глисадных радиомаяков системы ILS при заходе на
посадку в соответствии с требованиями метеоминимумов посадки
CAT 1, CAT 2, CAT 3A;
• автоматического управления траекторией полета самолета по
сигналам курсового радиомаяка системы ILS и расчетного угла
наклона траектории снижения при заходе на посадку при
отсутствии глиссадного маяка;
• автоматического управления траекторией полета самолета по
сигналам курсового радиомаяка системы ILS и расчетного угла
наклона траектории снижения при заходе на посадку с обратным
посадочным курсом;
• автоматического ухода на 2-й круг;

4.

• автоматического приземления при выполнении посадки по
категории CAT 3A (до момента обжатия основного шасси);
• автоматического доворота самолета по курсу непосредственно
перед приземлением для устранения бокового движения
самолета по ВПП в момент касания, вызванного углом сноса и
скольжения самолета;
• директорного управления самолетом в полете, при котором
ручное
пилотирование
осуществляется
по
командам
директорных стрелок основных директорных приборов (PFD –
Primary Flight Display) пилотов, входящих в состав средств
индикации и сигнализации Центральной системы индикации
(CDS- Central Display System);
• автоматического управления тягой двигателей (функция
автомата тяги) в соответствии с выбранным режимом взлета, а
также режимом стабилизации заданной приборной скорости
или числа «М».

5.

Рисунок 1. Общий вид пилотской кабины

6.

Рисунок 2. Общий вид пилотской кабины

7.

СОСТАВ И РАСПОЛОЖЕНИЕ СИСТЕМЫ
В состав САУ входят следующие подсистемы:
двойной автопилот АП;
двойной автомат тяги АТ;
пилотажный директор FD.
Вычислительные процессы выполняются блоками CPIOM ( Core
Processing & Input/ Output Module) 4 шт., установленные на этажерке
переднего отсека авионики. Блоки CPIOM входят в состав Центральной
вычислительной системы.
Подсистема автомата тяги интегрирована в блоке рычагов управления
двигателями TQA (Throttle Quadrant Assembly). Каждым рычагом
управляет отдельный сервомотор.
САУ не является самостоятельной системой автоматического
управления полетом, сформированной из объединенной в систему
группы собственных блоков, пультов, индикаторов и датчиков. Ее
функции размещены в соответствующих изделиях других систем
авионики.

8.

Рисунок 3. Расположение элементов
САУ на приборных панелях пилотов

9.

Поэтому из общего состава оборудования, выполняющего функции САУ ее
собственным является только пульт управления FGCP.
Конструктивно пульт управления FGCP интегрирован в пульт FCP,
размещенный на козырьке приборной панели пилотов.
Пульт управления FGCP установлен в центре, а слева и справа от него
смонтированы соответственно левый и правый пульты управления EFCP (EFIS Control Panel).
Пульт управления EFIS (EFIS - система электронной индикации
пилотажных и навигационных параметров полета ) - предназначен для
управления индикацией навигационных и пилотажных параметров на
дисплеях PFD и ND.

10.

FCP
FGCP
Рисунок 4. Панель управления полетом FCP и панель управления САУ FGCP

11.

FCP
Рисунок 5. EFIS Control Panel (EFCP)- Пульт управления EFIS

12.

На боковых ручках управления самолетом БРУ (SS- Side Stick)
левого и правого пилотов находится по одной кнопке для быстрого
отключения автопилота.
На каждом рычаге управления двигателями имеется по одной
кнопке
для
отключения
автомата
тяги
от
управления
соответствующим двигателем и по одной кнопке включения режима
автоматического ухода на 2-й круг.
Индикация пилотажно-навигационных параметров полета и
сигнализация режимов работы системы и подсистем САУ
осуществляется на основных пилотажных дисплеях (PFD –Primary
Flight Display) и навигационных дисплеях левого и правого пилотов,
входящих в состав средств индикации и сигнализации Центральной
системы индикации (CDS- Central Display System).
Сообщения о состоянии и исправности САУ и ее подсистем
поступают и индицируются на центральном дисплее, входящем в
систему EICAS (Engine Indicatjng & Crew Alerting System) и в
Центральную систему технического обслуживания CMS.

13.

Органы управления в кабине, задействованные в функциях AFCS:
кнопка приоритета/отключения АП (Priority/AP DISC) на каждой
боковой ручке управления (БРУ),
Рисунок 6. Левая и правая ручки управления полетом (Side Stick)

14.

кнопка отключения АТ (AT DISC) на каждом РУД,
кнопка «взлет / уход» (TOGA) на каждом РУД.
Рисунок 7. Блок управления тягой двигателя. Автомат тяги (Throttle
Levers)

15.

Вычислительные средства САУ - программное обеспечение и аппаратные
средства ввода/вывода и обработки данных, формирование команд и
сигналов САУ - реализованы в 4-х вычислителях CPIOM, входящих в
систему Центрального вычислителя (ATA-31).
Основной функцией CPIOM является прием, обработка, и
концентрация данных, поступающих от систем-датчиков сигналов
параметров полета, формирование команд и последующая
передача сформированных сигналов управления в СДУ – систему
дистанционного управления рулями и элеронами самолета, а
также в автомат тяги для управления режимами работы
авиадвигателей.
Вычислители CPIOM обеспечивают:
непрерывный мониторинг исправности САУ с автоматическим
переключением на резерв и изоляцией неисправного блока.
встроенный тест-контроль САУ.
управление режимами работы САУ.

16.

Вычислители CPIOM (4 шт.) установлены на этажерке переднего
технического отсека электронного оборудования.
Рисунок 8. Расположение блоков CPIOM в переднем техотсеке электронного
оборудования

17.

Центральный процессор и модуль ввода-вывода (CPIOM)
На CPIOM реализовано
несколько
программных
приложений, работающих
одновременно:
— взятие приоритета
управления одним из
пилотов;
— отключение
автопилота;
— отключение звуковой
сигнализации выключения
АР.
Рисунок 9. Блок CPIOM

18.

Кнопка на БРУ(SS) используется как основное средство штатного
выключения автопилота. Кнопка имеет две пары контактов – от одной пары
сигналы поступают в вычислители системы управления самолетом, от
другой в CPIOM.
Если автопилот не включен, нажатие (и удержание) кнопки – взятие
приоритета. Если автопилот включен, то нажатие кнопки – отключение АP,
сопровождаемое сигнализацией. Нажатием кнопки на БРУ осуществляется
также отключение звуковой сигнализации в любых случаях выдачи этой
сигнализации (как при штатном, так и при нештатном отключении АР).
БРУ имеет встроенный электромагнит дополнительной загрузки,
включаемый по сигналу включения автопилота, предназначенный для
предотвращения случайного выключения автопилота непреднамеренным
отклонением БРУ.
Базовая функция CPIOM - концентратор данных, передаваемых из
системы управления самолетом в комплекс авионики (программное
приложение DCA). CPIOM обеспечивают также функцию управления
встроенным контролем систем комплекса авионики.

19.

Средства индикации и сигнализации САУ:
Одновременно сигналы параметров и режимов полета передаются из CPIOM в
Систему индикации и сигнализации для их отображения на
многофункциональных жидкокристаллических дисплеях - индикаторах PFD и
ND пилотов.
Центральный сигнальный огонь (MW, MC) 2 шт.;
Командно-пилотажные индикаторы пилотов (PFD) 2 шт. (лев и прав),
Навигационные дисплеи пилотов ND 2 шт. (лев и прав);
Дисплей параметров работы двигателя и сигнальных сообщений (EWD),
Система звуковой сигнализации (Aural Warning).

20.

РАБОТА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ
Функция Пилотажный директор (ПД) - The Flight Director function (FD)
вырабатывает команды для управления самолетом по заданной
траектории.
Функция Автопилот (АП) – The autopilot function (AP) – заменяет пилота
путем
автоматического
формирования
управляющих
сигналов,
эквивалентных сигналам боковой ручки управления самолетом (БРУ) и
педалей на входе в систему дистанционного управления (СДУ) самолета
с целью отработки команд, вырабатываемых Пилотажным директором
(ПД). Это обеспечивает полет самолета по траектории, заданной
системами навигации и посадки.
Функция Автомат тяги (АТ) - The Auto throttle function (AT) - заменяет
пилота путем автоматического управления тягой двигателей. Автомат
тяги перемещает рычаги управления двигателями (РУД) в соответствии с
тягой, необходимой для поддержания приборной скорости и числа «М»,
а также взлетного режима работы двигателей, задаваемого системой
управления полетом FMS.

21.

Кроме того, автопилот выполняет следующие функции:
управление скольжением самолета;
координированный разворот;
доворот на ось ВПП перед касанием в режиме AUTOLAND
управление самолетом по выходу из зоны сдвига ветра при включении
автоматического режима «УХОД НА 2-ЙКРУГ» (сигнал «СДВИГ
ВЕТРА» поступает от системы РЛС самолета);
ограничивает приборную скорость самолета в пределах от
минимально до максимально допустимого значения.
Примечание: демпфирование колебаний по курсу и парирование
отклонений по крену и курсу самолета при неработающем одном из
двигателей обеспечивается Системой дистанционного управления
самолета СДУ в обоих ручных режимах управления NORMAL MODE и
DIRECT MODE.

22.

Рисунок 10. Блок-схема функций САУ

23.

Программное обеспечение САУ размещено в 4-х «Приложениях САУ»
(AFA – Auto-Flight Application). Каждое из них располагается в своем
блоке – модуле процессора ядра и ввода- вывода данных CPIOM (Core
Processor Input – Output Module), входящего в состав системы
Центрального вычислителя самолета.
Структурно все четыре CPIOM и размещенные в них программные
приложения сгруппированы в два полукомплекта САУ ( 1-й и 2-й
полукомплект) по два блока (канала) в каждом полукомплекте.
Полукомплекты САУ называются AFS-1 и AFS-2 (AFS – Auto-Flight
System);
Рисунок 11. Структура САУ

24.

один
блок
CPIOM
выполняет
функцию
управления(вычисление команд в соответствии с законами
управления, заложенными в программе, и выдача сигналов
управления в систему дистанционного управления самолета
(СДУ). Эта функция называется COM - Command;
второй блок CPIOM выполняет функцию контроля
параметров сигналов и работоспособности первого
(управляющего) блока. Эта функция называется MON –
мониторинг. В случае появления недопустимых отклонений в
работе управляющего блока CPIOM контролирующий блок
производит переключение САУ на работу от другого,
исправного полукомплекта.
При исправных обоих полукомплектах САУ (AFS1 и AFS2)
управляющие сигналы поступают в систему дистанционного
управления только от одного из них, которому присваивается статус
«MASTER». Другой полукомплект в это время работает в «горячем»
резерве. В следующем полете статус «MASTER» присваивается
другому полукомплекту, а первый будет работает в «горячем» резерве.
При отказе рабочего полукомплекта «МАСТЕР» к управлению
автоматически подключается второй (исправный) полукомплект.

25.

Системами-датчиками для САУ являются:
1. Общие самолетные системы:
система управления самолетом (FCS);
блок РУД (TQA);
блок управления двигателем (DECU) – 2 к-та;
блок сигналов обжатия шасси (LGSСU) – 2 к-та.
2.Системы комплекса авионики:
инерциальные системы (IRS) – 3 к-та;
система воздушных сигналов (ADU) -3 к-та,
вычислительная система самолетовождения (FMS)–2 к-та,
многорежимный посадочный приемник (MMR) -2 к-та,
цифровой радиовысотомер (DRA) – 2 к-та,
система предупреждения критических режимов(SWS) – 2 к-та .
Сигналы от САУ поступают в системы-«исполнители»:
FCS (на рули),
TQA (на РУД),
CDS (на индикацию),
FWA («КИСС») (на сигнализацию).

26.

Рисунок 12. Интерфейс САУ

27.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ АВТОПИЛОТА
РЕЖИМЫ РАБОТЫ В БОКОВОЙ ПЛОСКОСТИ
Режим «Курс» (HDG)
Режим «Курс» является «базовым» режимом в боковом канале и
обеспечивает:
стабилизацию курса на момент включения режима или;
выход на курс, предварительно заданный с пульта FCP, с последующей
его стабилизацией или;
выход на курс, задаваемый с пульта FCP в процессе выполнения
режима, с последующей его стабилизацией.

28.

Условия включения режима
Режим «курс» может быть включен на высоте больше 35 ft при любом из
следующих условий:
нажатие на задатчик HDG/TRK при отсутствии включенного или
предварительно заданного режима «Путевой Угол» (TRK);
нажатие на кнопку HDG/TRK при включенном режиме TRK;
нажатие на задатчик HDG/TRK если «курс вынужденно включен» (после
потери режима «Горизонтальная навигация» LNAV);
после перезапуска питания CPIOM/AFA/FCP в полете (как «базовый»
режим);
при включении AP/FD если отсутствует предварительное задание TRK;
нажатие на задатчик HDG/TRK, когда курс предварительно задан.
Условия выключения режима:
Включение другого бокового режима (LNAV или LOC),
Выключение AP/FD.

29.

Предварительное задание курса
Перед включением режима, курс может быть предварительно задан:
поворотом задатчика HDG/TRK при отсутствии включенного,
вынужденно включенного или предварительного заданного режима
TRK;
нажатием кнопки HDG/TRK при предварительно заданном режиме
TRK.

30.

Режим «Путевой угол» (TRK)
Режим «Путевой угол» (ПУ) обеспечивает:
стабилизацию ПУ на момент включения режима или;
выход на ПУ, предварительно заданный с пульта FCP, с последующей
его стабилизацией или;
выход на ПУ, задаваемый с пульта FCP в процессе выполнения
режима, с последующей его стабилизацией.
Условия включения режима
Режим «Путевой угол» может быть включен на высоте больше 35 ft при
любом из следующих условий:
на высоте 35 ft после взлета, если отсутствует «готовность» режима
«Горизонтальная навигация» (LNAV);
при включении режима «Уход на второй круг»;
нажатие на кнопку HDG/TRK при включенном режиме HDG;
нажатие на задатчик HDG/TRK если «ПУ вынужденно включен»;
нажатие на задатчик HDG/TRK, когда ПУ предварительно задан;
при включении AP/FD если ПУ предварительно задан.

31.

Условия выключения режима:
Включение другого бокового режима (LNAV или LOC),
Выключение AP/FD.
Условия вынужденного включения режима
Режим «Путевой угол» включается и отображается как «вынужденно
включен» при любом из следующих условий:
при отказе режимов «выход на курсовую зону» (LOC CAPT) или
«стабилизация курсовой зоны» (LOC);
отказ горизонтальной навигации при выполнении режима неточного
захода на посадку (LNAV APP).

32.

Режим «Горизонтальная навигация» (LNAV)
Режим «Горизонтальная навигация» обеспечивает отработку заданного
крена, формируемого вычислительной системой самолетовождения (FMS).
Условия включения режима
Режим LNAV включается «по запросу» при следующих условиях:
нажата кнопка LNAV на пульте FCP и;
доступен план полета и;
LNAV не находится в состоянии «подготовка».
Режим LNAV включается «автоматически» при следующих условиях:
LNAV находится в состоянии «подготовка» и,
после взлета высота достигает 400 ft.

33.

Условия выключения режима
Режим LNAV выключается, если выполняется одно из следующих
условий:
включается другой боковой режим;
план полета в горизонтальной плоскости недоступен;
отказ FMS;
отключение AP/FD.
Условия состояния «Подготовка LNAV»
LNAV включается в состояние «подготовка», если выполняются все
следующие условия:
самолет находится на земле более 30 s;
в FMS введен план полета.
Условия снятия состояния «Подготовка LNAV»
Состояние «подготовка» режима LNAV снимается, если выполняется
одно из следующих условий:
включается другой боковой режим;
нажатие кнопки LNAV;
AP/FD не включены.

34.

РЕЖИМЫ УПРАВЛЕНИЯ В ПРОДОЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ
Режим «Набор высоты» (CLIMB, CLB)
Режим «Набор высоты» обеспечивает стабилизацию скорости или числа М
в канале тангажа при выходе на заданную высоту, большую, чем высота на
момент включения режима. «Сопряженным» режим автомата тяги для
режима CLIMB является режим «тяга»:
при всех работающих двигателях: «максимальная тяга набора высоты
(MCL);
при одном работающем двигателе: максимальная продолжительная тяга
(MCT).
Источником заданной скорости может быть пульт FCP (задатчик SPEED)
или FMS.
Условия установки заданной скорости аналогичны условиям для режима
автомата тяги «Скорость» (SPD) за исключением следующего:
если был включен режим «Взлет/Начальный набор» с установленной
заданной скоростью на FCP, то при включении режима CLIMB заданной
скоростью становится текущая скорость на момент включения режима.

35.

Условия включения режима
Режим может быть включен на высоте более 400 ft при одном из
следующих условий:
нажатие на задатчик ALT, если выставлена высота больше, чем
текущая, на величину не менее 750 ft;
нажатие
на
задатчик
SPEED
если
выполняется
режим
«Взлет/начальный набор» или «Уход на круг»;
при выполнении режимов «Взлет/начальный набор» или «Уход на круг»,
если РУД вручную устанавливается ниже положения MCL при всех
работающих двигателях (или MCT при одном работающем двигателе).
Условия выключения режима:
Режим «Набор высоты» выключается при любом из следующих условий:
включение другого режима управления в вертикальной плоскости;
установка на пульте FCP высоты меньшей, чем текущая высота (в этом
случае
«вынужденно включается» режим «вертикальная скорость»);
отключение AP/FD.

36.

Режим «Снижение» (DESCENT, DES)
Режим «Снижение», аналогично режиму «Набор высоты», обеспечивает
стабилизацию скорости или числа М в канале тангажа при выходе на
заданную высоту, меньшую, чем высота на момент включения режима.
«Сопряженным» режим автомата тяги для режима «Снижение» является
режим «тяга» МГ (Idle).
Источником заданной скорости может быть пульт FCP (задатчик SPEED) или
FMS (по умолчанию после взлета с исправной FMS или при нажатии кнопки
AUTO на пульте FCP).
Условия включения режима
Режим «Снижение» включается нажатием на задатчик ALT если
выполняются все следующие условия:
текущий режим не «Взлет/Начальный набор» и не «Уход на круг»;
текущая высота более 400 ft;
выставленная заданная высота меньше, чем текущая, на величину не
менее 750 ft.
Условия выключения режима
Режим «Снижение» выключается при любом из следующих условий:
включение другого режима управления в вертикальной плоскости;
установка на пульте FCP высоты большей, чем текущая высота (в этом
случае «вынужденно включается» режим «вертикальная скорость»);
отключение AP/FD.

37.

Режим «Вписывание в высоту» (ALT ACQUIRE, ALT ACQ)
Режим «Вписывание в высоту» обеспечивает плавное уменьшение
вертикальной скорости из режимов набора или снижения при подходе к
заданной высоте.
«Сопряженным» режимом автомата тяги для режима «вписывание в
высоту» является режим «скорость».
Если в процессе выполнения режима «вписывание в высоту» изменяется
установка давления или производится переход с QNE на QNH/QFE и
наоборот, режим ALT ACQ снимается с «вынужденным включением»
режима «вертикальная скорость».
Состояние предварительного задания высоты Заданная высота
рассматривается как «предварительно заданная» если включен режим
«стабилизация высоты» (ALT) и производится поворот задатчика высоты.
При этом изменения заданной высоты для режима ALT не происходит.
Снятие состояния предварительной установки высоты при отключении
режима ALT заданная высота становится равной установленной
предварительной заданной высоте.

38.

Условия включения режима
Режим «вписывание в высоту» включается из состояния «подготовка»
по достижении высоты захвата, которая вычисляется для выхода на
заданную высоту без перерегулирования с комфортной перегрузкой.
Условия выключения режима
Режим «вписывание в высоту» выключается при одном из следующих
условий:
включение любого другого режима управления в вертикальной
плоскости;
при изменении на пульте FCP высоты так, что вновь задаваемая
высота пересекает текущее значение;
отключение AP/FD.

39.

Режим «Стабилизация высоты» (ALT)
Режим
«Стабилизация
высоты»
обеспечивает
выдерживание
барометрической высоты заданной с пульта FCP и соответствующей
установке давления на момент включения режима. «Сопряженным»
режим автомата тяги для режима «стабилизация высоты» является
режим «скорость».
При изменении установки давления при включенном режиме
«стабилизация высоты» значение стабилизируемой высоты не
изменятся.
Условия включения режима
Режим «Стабилизация высоты» включается автоматически из
включенного режима «Вписывание в высоту» , когда разница между
текущей и заданной высотой становится меньше порога.
Условия выключения режима
Режим «Стабилизация высоты» выключается при одном из следующих
условий:
включение любого другого режима управления в вертикальной
плоскости;
отключение AP/FD.

40.

Режим «Вертикальная скорость» (VS). Режим «Приведение к Vy=0»
(LVL OFF)
Режим «Вертикальная скорость» является «базовым» в продольном
канале и обеспечивает:
стабилизацию Vy на момент включения режима или;
выход на Vy, предварительно заданный с пульта FCP, с последующей
его стабилизацией или;
выход на Vy, задаваемый с пульта FCP в процессе выполнения
режима, с последующей его стабилизацией.
Условия включения режима
Режим «Вертикальная скорость» может быть включен пилотом на
высоте больше 35 ft при одном из следующих действий:
нажатие задатчика VS/FPA;
кнопки LVL OFF если не включен режим «Угол наклона траектории»;
нажатие кнопки VS/FPA если включен режим «Угол наклона
траектории»;
перезапуск CPIOM/AFA в полете.

41.

Режим «Вертикальная скорость» может быть включен автоматически
при одном из следующих условий:
на высоте больше 35 ft если не включен ни один другой вертикальный
режим;
при включении AP/FD когда отсутствует предварительно заданный
режим «Угол наклона траектории».
Режим «Приведение к Vy=0» может быть включен кнопкой LVL OFF.
После выхода на заданное значение подключается режим стабилизации
высоты, но индикация VS сохраняется.
Условия выключения режима
Режим «Вертикальная скорость» может быть выключен при одном из
следующих условий:
включение другого режима управления в вертикальной плоскости;
отключение AP/FD.

42.

Режим «Угол наклона траектории» (FPA)
Режим «Угол наклона траектории» (УНТ) обеспечивает:
стабилизацию УНТ на момент включения режима или;
выход на УНТ, предварительно заданный с пульта FCP, с последующей
его стабилизацией или;
выход на УНТ, задаваемый с пульта FCP в процессе выполнения режима,
с последующей его стабилизацией.
Условия включения режима
Режим может быть включен на высоте больше 35 ft при одном из
следующих действий:
Нажатие на кнопку VS/FPA при включенном режиме «Вертикальная
скорость»;
Нажатие на задатчик VS/FPA если предварительно задан режим УНТ;
Нажатие на задатчик VS/FPA если режим УНТ «вынужденно включен»;
Включение AP/FD если режим УНТ предварительно задан.
Условия выключения режима
Аналогично режиму «Вертикальная скорость», т.е.
включение другого режима управления в вертикальной плоскости;
отключение AP/FD.

43.

Режим «Вертикальная навигация при снижении (VERTICAL
NAVIGATION, VNAV)
Режим
VNAV
обеспечивает
отработку
вертикальной
скорости,
формируемой вычислительной системой самолетовождения на этапе
снижения в зону аэродрома. Сопряженным режимом АТ для VNAV
является режим «Скорость».
Условия включение режима
Режим VNAV включается из состояния «Подготовка» при установке
заданной высоты ниже текущей нажатием кнопки VNAV.
Условия выключения режима
Режим VNAV выключается при одном из следующих условий:
не включен ни один из режимов - «Горизонтальная навигация» или
«Заход по курсовой зоне» или «Заход по курсовой зоне обратным
курсом»;
включен другой режим управления в вертикальной плоскости;
отключение AP/FD.

44.

РЕЖИМЫ АВТОМАТА ТЯГИ (АТ)
Реализованы два типа режимов АТ – управление скоростью (режим
SPEED) и управление тягой (режимы THRUST и Alpha Floor).
РЕЖИМ «СКОРОСТЬ» (SPEED)
В режиме «Скорость» обеспечивается стабилизация приборной скорости
или числа М.
Заданная скорость может задаваться:
с пульта FCP задатчиком SPEED или;
от FMS.
Переход в режим стабилизации числа М может производиться
автоматически при отработке скорости от FMS или вручную нажатием
кнопки CAS/MACH. Если в режиме «Скорость» устойчиво не
обеспечивается стабилизация заданной скорости или режим «Скорость»
включается при «защите по скорости» и также не может обеспечить выход
на заданную скорость, он индицируется как «деградированный».

45.

Условия включения режима
Режим «Скорость» включается при одном из следующих условий:
при включении автомата тяги как режим, сопряженный с режимами
AP/FD «вертикальная скорость», «угол наклона траектории»,
«вписывание в высоту», «стабилизация высоты», стабилизация
глиссады, «Вертикальная навигация при снижении»;
при включении АТ когда AP/FD отключен;
при нажатии на задатчик SPEED когда режим «Скорость»
предварительно задан.
Условия выключения режима
Режим «Скорость» выключается при одном из следующих условий:
включение режима «Тяга» (THRUST);
отключение АТ на обеих сторонах (двигателей);
включение режима Alpha Floor;

46.

РЕЖИМ «ТЯГА» (THRUST)
В режиме «Тяга» обеспечивается стабилизация заданной тяги в
зависимости от включенного режима AP/FD.
Условия включения режима
Режим «Тяга» включается при одном из следующих условий:
при включенном АТ включается режим AP/FD «Взлет/начальный
набор» или «Уход на круг» или «Набор высоты» или «Снижение»;
при включенном АТ если режим VNAV включается при положении
РУД на МГ.
Условия выключения режима
Режим «Тяга» выключается при одном из следующих условий:
включение или «вынужденное включение» режима «скорость;
отключение АТ.

47.

РЕЖИМ «ВЫВОД ДВИГАТЕЛЕЙ НА ВЗЛЕТНЫЙ РЕЖИМ» (Alpha Floor)
При выходе на угол атаки αFloor система управления самолетом выдает
сигнал в CPIOM/AFA на включение автоматом тяги взлетного режима
двигателей. Угол атаки αFloor выше αprot на 3 º, т.е. находится вне
диапазона режимов автопилота и может быть достигнут только при
ручном управлении самолетом при «противодействии» пилотом активной
защите системы управления самолетом по углу атаки.
Включение режима
Режим Alpha Floor включается автоматически, независимо от состояния
функции «автомат тяги» (если выключена, то принудительно включается)
при получении сигнала из системы управления самолетом.
Отключение режима
Режим выключается при одном из следующих условий:
снятие сигнала от системы управления самолетом при выходе из
условий Alpha Floor (уменьшение угла атаки);
выход обоих РУД на NTO.

48.

РЕЖИМ «ВЗЛЕТ» (TO)
Режим TO является «комплексным» режимом управления и имеет
следующие фазы:
начальный набор высоты до THRUST REDUCTION ALTITUDE;
разбег и набор высоты 35 ft.
При отрыве и вблизи земли режим TO выполняется по фиксированной
тангажной директорной планке и автоматом тяги в режиме стабилизации
взлетной тяги. С высоты 35 ft подключается канал управления по крену
(режим TO TRK), а в продольном канале включается стабилизация
скорости в канале тангажа. Обеспечиваются режимы взлета с пониженной
тягой FLEX, DERATE.
Условия включения режима
Режим TO включается при следующих условиях:
самолет находится на земле более 30 s;
в FMS введена скорость V2 или установлена заданная скорость с
пульта FGCP;
автомат тяги был в состоянии «Подготовка» и РУДы были переведены
вручную в положение выше 50% и нажата кнопка TOGA или РУДы
вручную установлены в положение NTO.
Условия выключения режима
Режим TO может быть отключен включением другого режима управления
в вертикальной плоскости.

49.

РЕЖИМ «УХОД НА ВТОРОЙ КРУГ» (GA)
Режим GA является «комплексным» режимом управления и
предназначен для прекращения захода на посадку и безопасного
ухода от земли для выполнения повторного захода. В боковом
канале выполняется режим GA TRK.
Условия включения режима
Режим GA включается одним из следующих способов:
нажатием кнопки TOGA или;
установкой хотя бы одного РУД в положение NTO;
самолет находится в полете;
не включен режим TO;
механизация крыла не в убранном положении.
Условия выключения режима
Режим GA может быть отключен включением другого режима
управления в вертикальной плоскости.

50.

Дополнительный режим наземного контроля САУ
Кроме основного автоматизированного контроля работоспособности САУ
в составе вычислительной системы авионики (включается при подаче
электропитания на борт) предусмотрен дополнительный режим
наземного контроля САУ для обеспечения следующих возможностей:
проверка фактической работоспособности автомата тяги;
проверка исправности кнопок отключение автопилота и автомата тяги;
проверка исправности цепей индикации и сигнализации включения и
выключения АР и АТ;
проверка исправности кнопок (цепей включения режима) “Уход на
второй круг”;
проверка функционирования в СДУ механизма увеличения
дополнительной нагрузки БРУ при включении автопилота.

51.

Включение
Режим дополнительного наземного контроля САУ может быть включен
после подачи электропитания до запуска первого двигателя нажатием
кнопок АР и (или) А/Т:
при нажатии кнопки АР происходит включение функции автопилота без
включения режима управления и выдачи командного сигнала отклонения
рулей в СДУ. Светосигнализатор кнопки АР на пульте FCP загорается, на
FMA PFD индицируется трафарет AP;
при нажатии А/Т происходит включение функции автомата тяги без
включения режима управления с выдачей тестового сигнала отклонения
РУД. Светосигнализатор кнопки АР на пульте FCP загорается, на FMA PFD
индицируется трафарет A/Т. РУДы совершают медленное, качающееся
движение с амплитудой 1 °;
при нажатии кнопок TOGA на РУД.
Выключение
Включенные функции АР и(или) АТ могут быть отключены всеми
предусмотренными способами выключения АР и АТ с соответствующей
сигнализацией.
Дополнительный тестовый режим САУ (если включен) принудительно
выключается при запуске первого двигателя с выдачей сигнализации
нештатного выключения АР (А/Т).

52.

РАБОТА АВТОПИЛОТА
Командные сигналы автопилота
Командные
сигналы
автопилота
формируются
каждым
вычислительным каналом САУ и выдаются из CPIOM/COM в каждый из
трех PFCU. Из системы управления самолетом в CPIOM поступает
постоянно формируемый в PFCU признак «разрешения AP». Признак,
соответствующий отсутствию «разрешения AP», свидетельствует об
отказе/прекращении приема командного сигнала автопилота со
стороны системы управления самолетом и необходимости отключить
(снять попытку включения) автопилота со стороны AFA/CPIOM.
Сигнал «разрешение АР» снимается в следующих случаях:
при выходе из диапазона разрешенных режимов автопилота.
Повторное включение автопилота обеспечивается при условии
восстановления «разрешения АР»;
при выводе из нейтрального положения БРУ (на 1 град.) или
педалей. Повторное включение автопилота обеспечивается при
условии восстановления «разрешения АР»;
при отказе управления стабилизатором, при потере управления
рулем направления, при потере управления одной половиной руля
высоты, элерона или при отказе двух гидросистем. Включение
автопилота блокируется до конца полета;

53.

при отказе входного интерфейса АР в PFCU;
при неисправности данных командных сигналов и потере одного из
двух аналоговых сигналов включения автопилота производится
переход на другой вычислительный канал САУ (если такой переход
возможен по исправности другого канала).
Диапазон разрешенных режимов автопилота
Функция AP может быть включена, если выполняются следующие
условия, соответствующие диапазону разрешенных режимов АР:
Тангаж от -10 до +22 °;
Крен до 40 °;
Максимальная скорость не более 308 Knots (580 km/h);
Максимальное число М не более 0,81;
Угол атаки не более α prot;
Вертикальная перегрузка (избыточная): от -0,5 g до +0,5 g.

54.

«Защита по скорости»
«Защита по скорости» - алгоритмы переключения, отключения режимов
и изменения заданных параметров, реализуемые в AFA для
выдерживания диапазона скоростей VLS-VMS в режимах управления
полетом.
VLS и VMS– «минимальная и максимальная задаваемая скорости» вычисляются в системе предупреждения сваливания (SWS) для
текущей конфигурации и условий полета.
Диапазон VLS-VMS находится «внутри» диапазона разрешенных
режимов автопилота.
«Защита по скорости» предусмотрена как для автоматических, так и
для директорных режимов в сочетании с автоматом тяги и без него.

55.

Условия включения АР
Функция АР включается кнопкой на пульте FCP, если:
доступны все необходимые датчики;
исправны все входные разовые команды;
нет срабатывания контроля COM/MON по командным сигналам АР;
нет срабатывания контроля по сигналам включения АР;
успешно завершены тесты встроенного контроля АР;
нет срабатывания контроля CPIOM со стороны базового программного
обеспечения;
кнопка АР на FGCP не «залипла» в состоянии «земля»;
кнопки на БРУ не «залипли» в состоянии «обрыв»;
«АР разрешен» со стороны системы управления самолетом и;
самолет находится в полете более 5 s после достижения высоты 35 ft
или;
самолет находится на земле и не начат запуск ни одного двигателя. В
последнем случае функция АР включается вне режима управления;
загорается светосигнализатор кнопки АР без какой-либо индикации
включенных режимов на PFD. Сигнал на включение АР выдается в PFCU
без командных сигналов управления.

56.

Условия отключения АР
Включенная функция АР отключается при одном из следующих условий:
нажата кнопка на любой БРУ,
нажата кнопка АР на пульте FCP,
снято «разрешение АР»,
самолет на земле и начат запуск одного двигателя,
обжатие обоих основных стоек шасси при автоматической посадке,
обнаружен отказ функции АР средствами встроенного контроля
CPIOM/AFA,
система управления самолетом переходит в режим «минимальный».
Индикация АР
Включение АР индицируется символом АР зеленого цвета в первой строке
зоны индикации функций САУ на PFD и зеленым светосигнализатором
кнопки АР на пульте FGCP.

57.

ОПИСАНИЕ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ НА FGCP
Рисунок 13. Пульт управления автопилотом FGCP

58.

Органы управления на лицевой панели FGCP сгруппированы в четырех
основных зонах:
управление скоростью;
управление горизонтальными режимами;
управление автопилотом и автоматом тяги;
управление режимами захода на посадку;
управление вертикальными режимами.
Органы управления на FGCP (а также кнопки FD на EFCP) позволяет
экипажу выполнять:
включение и выключение функций САУ (FD, AP, AT);
включение режимов управления полетом и установку заданных
значений параметров соответствующих режимов.

59.

Зона управления скоростью
Задатчик SPEED
Поворот задатчика:
предустановка скорости или числа М (начиная с текущего или
последнего предустановленного значения), или;
изменение заданного значения скорости или числа М, при включенных
режимах «Скорость/Число М», «Набор», «Снижение», «Взлет», «Уход на
второй круг».
скорость: 100 – 399 kts; MACH: 0.10 – 0.99.;
Один полный оборот задатчика соответствует приблизительно 32 kt/s или
0.32 MACH.
Нажатие на задатчик:
из режима управления скоростью от FMS переключение на отработку
скорости (числа М) задаваемой с FCP. В момент нажатия заданная
скорость становится равной текущей или предустановленной.

60.

Кнопка CAS/MACH
Предназначена для:
перехода из режима
стабилизации скорости, заданной с
FCP в режим стабилизации числа
М и обратно;
перехода в состояние
предустановки режима
«Стабилизация числа М».
Кнопка AUTO
Предназначена для:
перехода из режима
управления скоростью от FCP
(в любом режиме AP/FD) в
режим управления скоростью
от FMS.

61.

Зона управления горизонтальными режимами
Задатчик HDG/TRK
Поворот задатчика:
Задатчик HDG/TRK;
изменение заданного значения курса или путевого угла при
включенных режимах «Курс» или «Путевой угол»;
изменение заданного значения курса или путевого угла при
включенных режимах «Курс» или «Путевой угол»;
Диапазон ввода значений: 0–359 °;
Один полный оборот задатчика соответствует приблизительно 32 °.
Нажатие на задатчик:
Включение режима «Курс» или «Путевой угол» (если
предустановлен). Заданное значение курса (путевого угла) становится
равным текущему на момент нажатия или предустановленному.

62.

Кнопка HDG/TRK
Предназначена для:
перехода из режима
«Курс» в режим «Путевой
угол» и обратно:
перехода в состояние
предустановки режима
«Путевой угол».
Кнопка LNAV
Предназначена для:
включения режима
LNAV в полете;
снятия/включения
состояния «Подготовка»
LNAV (ARM) на земле.

63.

Кнопка АР
Предназначена для
включения автопилота.
Может использоваться
для выключения
автопилота. Кнопка
имеет встроенный
светосигнализатор
зеленого цвета,
используемый как
дополнительное
средство индикации
включенного
автопилота.
Кнопка AT
Предназначена для включения автомата тяги.
Может использоваться для выключения
автомата тяги. Кнопка имеет встроенный
светосигнализатор зеленого цвета,
используемый как дополнительное средство
индикации включенного автомата тяги.
На земле используется для перевода автомата
тяги в состояние «Подготовка» (ARM) и снятия
этого состояния повторным нажатием. В
состоянии АТ «Подготовка» светосигнализатор
не высвечивается.

64.

ПАХОМОВ
Система автоматического управления полетом состоит из двух независимых
каналов (AFA1 и AFA2), каждый из которых, в свою очередь, состоит из:
управляющего (AFA1 COM и AFA2 COM) и контрольного – мониторного (AFA1
MON и AFA2 MON) каналов управления пространственным положением, канала
директорного управления и канала управления тягой. Функция автоматического
управления полетом представляет собой программное приложение, размещенное в
вычислителях CPIOM, относящихся к центральным вычислителям авионики.
Для реализации функции используются следующие аппаратные компоненты:
Вычислители CPIOM_R11, CPIOM_R12, CPIOM_R21, CPIOM_R22 [4], в
которых реализовано программное обеспечение автоматического управления
полетом,
Коммутаторы сети AFDX – SWM11, SWM12, SWM21, SWM22 [5],
обеспечивающие передачу данных между вычислителями и системой
индикации и сигнализации,
Двухканальный пульт управления автопилотом на солнцезащитном козырьке
кабины экипажа FGCP [2] обеспечивающий включение и переключение
режимов работы системы автоматического управления полетом,
Сборка рычагов управления двигателями TQA [3], обеспечивающая управление
работой силовой установки,
Кнопки быстрого отключения автопилота, расположенные на левой и правой
боковых ручках управления самолетом [2].

65.

1. Функции системы автоматического управления полетом
Система автоматического управления полетом реализует следующие функции
[2]:
Функция траекторного управления (FG) – вырабатывает команды для
выдерживания заданной траектории полета, которая задается либо пилотом
с пульта управления FCP, либо автоматически формируется вычислителями
самолетовождения FMS,
Функция автопилота (AP) – замещает команды в систему управления
самолетом от боковых ручек управления и педалей для отработки команд
функции траекторного управления,
Функция директорного управления (FD) – обеспечивает выдачу пилоту
заданных значений крена и тангажа для обеспечения отработки команд
функции траекторного управления или для ручного пилотирования,
Функция автоматического управления тягой (AT) – обеспечивает
автоматическое перемещения рычагов управления двигателями для
обеспечения команд функции траекторного управления или для ручного
пилотирования,

66.

Функции «автопилот» и «пилотажный директор» реализуются в следующих
режимах управления полетом:
Режимы управления в боковой плоскости:
курс (HDG);
путевой угол (TRK);
горизонтальная навигация (LNAV);
Режимы управления в продольной плоскости:
набор высоты (CLB);
снижение (DESC);
вписывание в высоту (ALT ACQ);
стабилизация высоты (ALT);
стабилизация вертикальной скорости (VS);
приведение к Vy=0 («выполаживание») (LVL OFF);
стабилизация угла наклона траектории (FPA);
вертикальная навигация при снижении (VNAV);
«Комбинированные режимы»:
взлет/начальный набор высоты (TO);
заход на посадку – «точный» по ILS (APP) или «неточный» от FMS (NonPrecision Approach).

67.

Подрежимы точного захода на посадку:
- выход на курсовую зону (LOC CAPT)
- стабилизация курсовой зоны (LOC TRK)
- захват глиссады (GS CAPT)
- стабилизация глиссады (GS TRK)
- выравнивание (FLARE)
- доворот на ВПП (DECRAB)
заход на посадку только по КРМ (LOC), включая заход по «обратному лучу»
(LOC BC);
уход на второй круг (GO AROUND);
Автоматическое управление тягой реализуется в следующих режимах
управления полетом:
стабилизация приборной скорости/числа М (SPEED/MACH);
стабилизация тяги (THRUST);
уборка на «малый газ» при автоматической посадке (RETARD);
вывод двигателей на взлетный режим по сигналу от системы управления
самолетом (ALFA FLOOR).