某型飛機(jī)自動著陸無拉起信號設(shè)計的分析

張　清

(國營蕪湖機(jī)械廠，安徽 蕪湖 241007)

某型飛機(jī)自動著陸無拉起信號設(shè)計的分析

張清

(國營蕪湖機(jī)械廠，安徽 蕪湖 241007)

摘要：從設(shè)計理念上分析自動著陸時無拉起信號設(shè)計的原因?！袄稹狈绞绞菫榱说涂诊w行防撞地設(shè)計。在穩(wěn)定無線電高度時，當(dāng)飛機(jī)離地面小于60米時，自動控制系統(tǒng)САУ設(shè)計飛機(jī)自動拉起。在自動著陸下滑到60米，則沒有“拉起”信號。兩者的區(qū)別往往容易混淆。

關(guān)鍵詞：自動著陸；拉起；下滑道；人工操縱

某架飛機(jī)大修出廠試飛時，試飛員提出一個疑問，在自動著陸階段下滑到60米時飛機(jī)沒有“拉起”信號，為什么？針對這個問題，一方面我們查看飛行參數(shù)記錄和視頻記錄，比對其它飛機(jī)自動著陸階段飛行姿態(tài)和一次性指令情況，證實(shí)該飛機(jī)自動著陸階段都沒有出現(xiàn)拉起現(xiàn)象；另一方面，查看技術(shù)資料，沒有資料表明自動著陸應(yīng)有“拉起”現(xiàn)象。并與試飛員進(jìn)行了理論上的交流，打消了試飛員的疑慮。為什么該型飛機(jī)在自動著陸階段下滑時沒有設(shè)計“拉起”信號呢？本文試圖作一個推理分析。

1“拉起”工作方式

“拉起”方式是穩(wěn)定幾何高度方式的子方式，在低高度飛行時，為了防止撞地而設(shè)置了“拉起”方式。遇到下列情況其中之一，自動控制系統(tǒng)САУ由穩(wěn)定幾何高度方式 Нрв自動轉(zhuǎn)入“Увод”(拉起)方式，迅速將飛機(jī)向上拉起，以免撞擊障礙物。

a) 大氣信號系統(tǒng)СВС和無線電高度表故障；

b) 自動控制系統(tǒng)組合故障；

c) 垂直下降速度大于15米/秒；

d) 當(dāng)前高度(Нтек)達(dá)到危險高度值(Нон)；

其中：K·fув——與飛機(jī)垂直速度有關(guān)的計算部分；

e) 當(dāng)前高度低于60米。

當(dāng)出現(xiàn)上述因素的任何一個時，自動控制系統(tǒng)自動接通“Увод”(拉起)方式，發(fā)出“拉起”指令[1]。此時，飛機(jī)的縱向操縱通道迅速增大θ，產(chǎn)生(2 ～4)個單位過載，使飛機(jī)迅速爬高，而側(cè)向通道則將當(dāng)前傾斜角改為γтек=0 ，隨后就穩(wěn)定這一角度。

在θ增大時，ПР-200操縱臺上“Нрв”(穩(wěn)定幾何高度)信號燈熄滅，而“АВТОМ”(自動)按鈕信號燈繼續(xù)亮，“人工操縱”信號盤燃亮，此時要求飛行員通過駕駛桿操縱飛機(jī)。

可見拉起方式下，飛機(jī)有向上爬升現(xiàn)象，但“АВТОМ”(自動)按鈕信號燈不熄滅。

2自動著陸的下滑飛行

飛機(jī)返航時，當(dāng)“穿云”階段結(jié)束后，到達(dá)第三(四)轉(zhuǎn)彎點(diǎn)，開始執(zhí)行著陸前的機(jī)動飛行。自動控制系統(tǒng)便自動轉(zhuǎn)入“著陸”方式，即自動著陸階段，此時，ПР-200操縱臺上“НАВИГ”(導(dǎo)航)和“ПОСАД”(著陸)信號燈燃亮。

在著陸狀態(tài)中，自動控制系統(tǒng)САУ的側(cè)向通道和縱向通道分別受由近距導(dǎo)航系統(tǒng)РСБН提供的εк、εг信號控制，同時，САУ系統(tǒng)還需由電傳控制系統(tǒng)СДУ發(fā)送給它的“СДУ良好”和“СДУ著陸”信號。

著陸階段分為二個階段，第一階段Нрв狀態(tài)，根據(jù)Нг、εк信號飛行，εк信號控制航向，Нрв狀態(tài)的飛機(jī)進(jìn)入下滑信號作用范圍內(nèi)自動斷開[1]，進(jìn)入第二階段，并由εк、εг信號控制，沿下滑道下降到60米時，“人工操縱”信號盤燃亮，提醒飛行員將САУ系統(tǒng)的自動狀態(tài)斷開，按指令操縱飛機(jī)進(jìn)行著陸。

因此，自動著陸階段下滑到60米的狀態(tài)與“拉起”方式下飛機(jī)狀態(tài)有明顯的不同，自動著陸下滑到60米后，САУ系統(tǒng)自動狀態(tài)雖不有斷開，“人工操縱”信號盤燃亮，但無“拉起”方式下人拉起動作，沒有產(chǎn)生向上(2～4)個單位過載的爬升動作。飛行員可以據(jù)此進(jìn)行分別。

3設(shè)計意圖分析

飛機(jī)在自動著陸下滑到60米，САУ系統(tǒng)自動斷開，飛機(jī)改由飛行員操縱，飛行員此時的意圖是著陸，可以想象，如果此時飛機(jī)產(chǎn)生一個向上(2～4)個單位過載爬升動作，飛行員就會潛意識地推桿，以期飛機(jī)繼續(xù)著陸，但由于飛機(jī)操縱的延時性和飛行高度非常低，飛機(jī)可能造成向下猛烈俯沖，極易撞地，這是非常危險的。即使飛行員通過拉桿避免觸地，為了繼續(xù)著陸，也又可能重復(fù)上述的人—機(jī)交互動作，極易產(chǎn)生更嚴(yán)重的PIO(Pilot Induced Oscillations)駕駛員誘發(fā)振蕩，甚至造成機(jī)毀人亡的后果。

從飛機(jī)下滑著陸幾何尺寸示意圖[2]見圖1，可以發(fā)現(xiàn)：如果飛行員花費(fèi)太多時間調(diào)整飛機(jī)姿態(tài)，即使避免再重復(fù)產(chǎn)生人—機(jī)交互動作，那么著陸距離可能不足正常地著陸，如果跑道長度不夠長時，甚至不能完成著陸操作。所以飛機(jī)著陸設(shè)計絕對需要避免存在不受控制地向上動作，避免飛機(jī)因為糾偏而人為產(chǎn)生撞地的可能。因此不能設(shè)計有“拉起”方式。

圖1 下滑著陸示意圖

相反地，飛機(jī)自動著陸時，飛機(jī)一直沿下滑道下滑飛行，不僅要避免存在向上爬升動作，還要設(shè)計有其它避免撞地的措施，所以飛機(jī)在自動著陸下滑階段，雖然由εк、εг信號控制，穩(wěn)定幾何高度方式被斷開，但無線電高度表設(shè)計有 “危險高度”一次性指令作為提醒飛行員駕駛，一般地利用無線電高度表設(shè)計的200米危險高度一次性指令[3]，當(dāng)飛機(jī)從“穿云”段進(jìn)入600米后自動著陸下滑段，當(dāng)飛機(jī)下滑到200米，無線電高度表發(fā)出“嘟”、“嘟”、“嘟”的提示音，提醒飛行員此時應(yīng)關(guān)注駕駛。

當(dāng)САУ自動控制系統(tǒng)系統(tǒng)通過近距導(dǎo)航系統(tǒng)εк、εг信號計算得出飛機(jī)已下滑到60米時，“人工操縱”信號盤燃亮。飛行員應(yīng)該斷開“АВТОМ”(自動)狀態(tài)，并按指令操縱飛機(jī)進(jìn)行著陸。

4結(jié)論

飛機(jī)自動著陸下滑到60米，飛機(jī)只是提示飛行員進(jìn)行人工操縱，但不給出控制信號改變姿態(tài)，沒有“拉起”信號的設(shè)計存在，是為了飛機(jī)操縱安全設(shè)計上的考慮。

本文通過對某型飛機(jī)自動著陸下滑到60米無“拉起”信號設(shè)計的推理分析，加深理解與“拉起”工作方式的區(qū)別：“拉起”方式是為了低空飛行防撞地設(shè)計，幾何高度穩(wěn)定下，當(dāng)飛機(jī)離地面小于60米時，自動控制系統(tǒng)САУ設(shè)計飛機(jī)自動拉起，而自動著陸下滑到60米，目的是為了著陸，雖是為了防止飛機(jī)撞地，卻不能設(shè)計有“拉起”信號，都是為了飛行安全設(shè)計。所以飛行目的不同，則系統(tǒng)狀態(tài)控制設(shè)計不同，燈光顯示不同，操縱動作也不同。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏瑞軒. 飛行導(dǎo)航與控制系統(tǒng)(下冊)[Z].西安：空軍工程大學(xué)，1998.

[2] 申安玉. 自動飛行控制系統(tǒng)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003.

[3] 海軍裝備部. ГУ1.000.048РЭ РВ-21無線電高度表技術(shù)使用指南[Z].張國柱，譯, 2001.

[編校：楊琴]

Analysis of the Design of Automatic Landing without Pull up Signal for a Certain Aircraft

ZHANG Qing

(State-ownedWuhuMachineryFactory,WuhuAnhui241007)

Abstract：The article analyses the reason of no 'pull up' signal design for an aircraft's automatic landing from design philosophy。'Pull up' is designed for anti-collision when an aircraft is flying at low altitude. In steady radio altitude stage，the aircraft can be pulled up by automatic control system when net height is less than 60 meters。But，in the landing stage the aircraft can not be pulled up.

Key words：automatic landing; pull up; glide slope; manual control

收稿日期：2016-01-30

作者簡介：張清(1966- )，男，安徽桐城人，高級工程師，研究方向為飛行控制系統(tǒng)的修理。

中圖分類號：V249.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-9654(2016)02-036-03