Вычислительная система самолётовождения FMCS

Вычислительная система самолётовождения или FMCS — одна из пяти основных подсистем системы управления полётами (FMS). Другими четырьмя основными подсистемами являются:

• цифровая система управления полётом (DFCS)

• система автоматической тяги (A/T)

• инерциальная справочная система (IRS)

• электронная система бортовых приборов (EFIS)

FMCS обеспечивает функции навигации, бокового наведения (LNAV), вертикального наведения (VNAV), планирования полёта и оптимизации характеристик самолёта. Эти функции помогают пилоту управлять полётом и самолётом.

Вычислительная система самолётовождения позволяет оператору планировать весь полёт. Эти процедуры упрощаются благодаря интеграции в FMCS функций навигации, навигации и управления производительностью. В сочетании с другими компонентами системы управления полётами FMCS обеспечивает автоматическое боковое наведение, вертикальное наведение и контроль скорости (в пределах ограничений управления воздушным движением). 

Функция предварительного планирования полёта позволяет планировать маршрут от пункта отправления до пункта назначения на основании данных, хранящихся в базе данных навигации. FMCS рассчитывает минимальные профили полёта для набора высоты, крейсерского режима и снижения, которые могут использоваться цифровой системой управления полётом (DFCS) и системой автоматической тяги (A/T) для автоматического управления полётом через режимы бокового и вертикального наведения. Кроме того, все рассчитанные значения отображаются, чтобы помочь пилоту летать по оптимальному профилю с помощью ручного управления.

FMCS состоит из трех блоков: двух блоков управления и индикации (CDU) и одного компьютера управления полётом (FMC). Дисплеи управления расположены на электронной панели переднего пульта управления пилотов (P9). Компьютер управления полётом расположен на стойке E-1 в главном центре оборудования.

Основные системы самолетов и индикаторы, которые связаны с FMCS, перечислены ниже:

• Система контроля компрессора

• Система автоматической тяги

• Цифровая система предупреждения о срыве

• Система индикации количества топлива

• Тепловая антиобледенительная система Wing

• Приборы для измерения давления воздуха

• Электронная система бортовых приборов

• Инерциальная справочная система

• Навигационная система VOR/ILS

• Система предупреждения о приближении к земле

• Система измерения расстояния (DME)

• Капюшон против обледенения

• Переменная система выпускного клапана

• Система тахометра двигателя

Блок управления и индикации позволяет оператору выбирать режимы работы FMCS. Блок дисплея альтернативного навигационного управления (ANCDU) после установки имеет дополнительную возможность функционировать в качестве независимого источника навигации. В этом режиме CDU обеспечивает боковую навигацию в качестве альтернативного источника боковой навигации от компьютера управления полётом (FMC). Переключатель навигации позволяет капитану или первому офицеру выбрать FMC или CDU в качестве источника боковой навигации.

Вычислительная система самолётовождения обеспечивает боковую и вертикальную навигацию и наведение, оптимальные по скорости и тяге цели, а также данные о пределе процента N1. Эти цели и данные могут быть связаны с цифровой системой управления полётом самолёта (DFCS), от начала фазы набора высоты до перехвата глиссады или развёртывания закрылков. FMCS доступен на протяжении всего полёта. Тем не менее, все другие системы автоматического управления полётом, инерциальные и радионавигационные в самолете работают, с FMCS или без.

Вычислительная система самолётовождения выполняет множество рутинных задач по системной интеграции. Кроме того, FMCS выступает в качестве координационного центра для управления автоматическим полётом самолёта. FMCS выполняет следующие функции для обеспечения возможности автоматического управления полётом:

1. Расчет оптимальной производительности

2. Навигация и определение местоположения

3. Управление воздушными данными и навигационными датчиками

4. Планирование полёта

5. Навигация и рулевое управление, как сбоку, так и вертикально

6. Самопроверка

Основа возможностей FMCS лежит в программном обеспечении компьютера управления полётом. Программное обеспечение включает в себя базу данных производительности и базу данных навигации. Аэродинамические и двигательные характеристики модели самолёта сохраняются в базе данных рабочих характеристик. Сохранённая информация используется для прогнозирования эксплуатационных характеристик, которые определяют оптимальный вертикальный профиль самолёта. База навигационных данных содержит всю информацию, необходимую для работы в определённой географической области. Эта информация включает навигационные данные о станциях VORTAC, путевых точках, аэропортах, взлётно-посадочных полосах, воздушных трассах по маршруту и ​​маршрутах компании. Данные навигации действительны в течение указанного периода времени. В конце периода времени новая база навигационных данных должна быть загружена в FMC. Когда самолет находится на земле, новая база навигационных данных может быть загружена в компьютер управления полётом с помощью внешнего портативного загрузчика данных. Программное обеспечение программы также включает в себя логику, которая управляет цифровой системой управления полётом и системой автоматической тяги. Сенсорные системы на самолёте обеспечивают ввод данных о воздухе, навигации и рабочих характеристиках самолёта. Эти входные данные принимаются и проверяются вычислительной системой самолётовождения, а затем используются для обновления навигационной информации, которая обеспечивает автоматическое управление полётом и настройку радионавигационной системы.

С помощью клавиш клавиатуры блока управления и индикации (CDU) оператор выбирает режимы работы компьютера управления полётом. Кроме того, оператор может получить большой выбор консультативных данных, касающихся текущего состояния самолёта, а также данные о других вариантах полёта. Данные CDU появляются на экране в чёткой и лаконичной форме. Посредством операций CDU и процедур ввода данных, а также посредством использования простого текста функциональные дисплеи FMCS объединяются в единую группу страниц блока управления и индикации. Эти страницы ведут пилотов через предполётную и бортовую эксплуатацию системы.

Встроенное испытательное оборудование (BITE) является функцией вычислительной системы самолётовождения. BITE обеспечивает непрерывный мониторинг компьютера управления полётом и блока управления и индикации. Также BITE обеспечивает постоянный мониторинг датчиков и компонентов, которые взаимодействуют с FMCS. Когда самолёт находится на земле, встроенное испытательное оборудование также выполняет общую проверку системы управления полётами по требованию обслуживающего персонала. CDU выполняет функции фокусного контроля и отображения при тестировании и мониторинге состояния оперативной готовности вычислительной системы самолётовождения (FMCS), цифровой системы управления полётом (DFCS), системы автоматической тяги (A/T), инерциальной справочной системы (IRS) и электронной системы бортовых приборов (EFIS). История отказов различных сенсорных систем также отслеживается и сохраняется для последующего использования.

1. Компьютер управления полётом (FMC)
   
   FMC выполняет вычислительную, логическую и входную/выходную навигационную обработку, необходимую для функции планирования полёта и выполнения инструкций. Выходы FMC представлены в цифровом формате ARINC 429.
   
   

2. Блок управления и индикации (CDU)
   
   CDU включает дисплей и клавиатуру, которая позволяет оператору взаимодействовать с FMC. CDU отображает данные инициализации самолёта, справочную информацию, план полёта и рабочие характеристики. Клавиатура CDU позволяет оператору вводить значения параметров для поддержки обработки функций управления полетом.
   
   CDU также предоставляет средства для инициирования, контроля и отображения работы и статуса BITE для системы управления полётом.
   
   

3. Количество топлива

   Блок суммирования топлива обрабатывает и суммирует сигналы от отдельных индикаторов топливного бака, чтобы определить общее количество топлива. Модуль суммирования предоставляет эту общую информацию о топливе в FMC.
   
   

4. Инерциальная справочная система (IRS)
   
   IRS является основным компонентом самолёта для измерения положения и определения местоположения. IRS использует кольцевой лазер в качестве средства инерциальной привязки. Каждый IRS предоставляет текущее положение, направление, скорость, высоту, скорость относительно земли и вертикальную скорость для FMC.
   
   

5. Компьютерная система цифровых воздушных данных (DADC)
   Система DADC предоставляет FMC информацию о высоте, скорости полёта, числе Маха и температуре.
   
   

6. Капитанские часы
   
   Часы обеспечивают вывод времени по Гринвичу (GMT) или времени и даты на FMC. 
   
   

7. Дискретные сигналы
   
   FMC принимает дискретные входные сигналы от систем защиты от обледенения, защиты двигателя от обледенения и откачки воздуха из двигателя. Эти системы при активации вызывают снижение тяги двигателя. FMC использует эти дискретные сигналы для обеспечения соответствующих сокращений до расчетных значений производительности.
   
   

8. Компьютер автоматической тяги (A/T)
   
   Выходной сигнал от FMC предоставляет A/T пределы для набора высоты и ухода на второй круг, а также данные о весе брутто и температуре.
   
   

9. Цифровая система управления полётом (DFCS)
   
   Панель управления режимом DFCS обеспечивает логику режима взаимодействия бокового (LNAV) и вертикального (VNAV) наведения, данные выбора высоты и положение заслонки для FMC.
   Выходные данные от FMC предоставляют компьютеру управления полётом DFCS целевую скорость полёта и число Маха, целевую высоту, целевую вертикальную скорость и команду крена.
   
   

10. Электронная система бортовых приборов (EFIS)
    FMC предоставляет EFIS информацию о плане полёта, навигации и карте.