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高清可复制 HB 8434-2014(2017) 民用飞机飞行管理系统通用规范

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  • 类别:航空航天民航
  • 更新日期:2026-05-12
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关键词:复制   民用   飞行   统通   飞机
资源简介

  ICS 49.090 V 45

  HB 8434-2014

  民用飞机飞行管理系统通用规范

  General specification of flight management system for civil aircraft

  2014-05-19 发布 2014-10-01 实施

  中华人民共和国工业和信息化部 发 布

  前 言

  本规范按照 GB/T 1. 1-2009 给出的规则起草。

  本规范由中国航空综合技术研究所归口。

  本规范起草单位:中国航空无线电电子研究所、中国航空综合技术研究所。

  本规范主要起草人:孙丽华、顾世敏、田力伟、朱占奎。

  民用飞机飞行管理系统通用规范

  1 范围

  本规范规定了民用飞机飞行管理系统(以下简称飞行管理系统)的功能、性能、接口等技术要求以及相应的验证要求和交货准备。

  本规范适用于民用飞机飞行管理系统的研制。

  2 规范性引用文件

  下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

  HB 5940 飞机系统电磁兼容性要求

  HB 7271 电子设备中测试装置设计准则

  ARINC 414 设备和安装设计概要(General guidance for equipment and installation designers)

  ARINC 424 导航系统数据库(Navigation system data base)

  ARINC 429 数字信息转换系统(Digital information transfer system)

  ARINC 600 空中运输航空电子设备接口(Air transport avionics equipment interfaces)

  ARINC 656 飞行管理和通信管理功能航空电子设备接口定义(Avionics interface definition for flight management and communications management functions)

  ARINC 739A 多功能控制显示单元(Muti-purpose control and display unit)

  RTCA/DO-160G 机载设备环境条件和试验程序(Environmental conditions and test procedures for airborne equipment)

  RTCA/DO -178B 机载系统和设备合格审定中的软件考虑(Software considerations in airborne systems and equipment certification)

  RTCA/DO-236 区域导航性能的最低航空系统性能标准 (Minimum aviation system performance standards: required navigation performance for area navigation)

  3 缩略语

  下列缩略语适用于本文件。

  AHRS——姿态航向基准系统(altitude heading reference system)

  ATC——空中交通管制(air traffic control)

  CMU——通信管理单元(communications management unit)

  DME——测距仪(distance measurement equipment)

  EFIS——电子飞行仪表系统(electronic flight information system) ETA——估计到达时间(estimated time of arrival)

  FMS——飞行管理系统(flight management system)

  GNSS——全球导航卫星系统(global navigation satellite system) GPS——全球定位系统(global positioning system)

  ILS——仪表着陆系统(instrument landing system)

  IRS——惯性基准系统(inertial reference system)

  IRU——惯性基准单元(inertial reference unit)

  LOC——定位信标(localizer)

  MCDU——多功能控制显示单元(multi-purpose control display unit)

  NDB——导航数据库(non-directional beacon or navigation data base)

  RNP——所需导航性能(required navigation performance)

  RTA——期望到达时间(required time of arrival)

  UTC——世界协调时间(universal time coordinated)

  VOR——甚高频无线电全向信标(VHF omni-range navigation)

  4 要求

  4.1 尺寸

  FMS 中电子设备的外形和安装尺寸应按 ARINC 600 的规定,其余各设备外形尺寸和形式应按专用规范的规定。

  4.2 重量

  FMS 各设备的重量应按专用规范的规定。

  4.3 颜色

  FMS 各设备的外表面颜色为黑色或应按专用规范的规定。

  4.4 外观质量

  FMS 各设备的外观不应有腐蚀及影响外观的伤痕,毛刺、气泡、漆层不应有脱落、龟裂等现象。 FMS 各设备的外观质量应符合下列要求:

  a) 表面不应有凹坑、裂纹、锈蚀、毛刺等明显缺陷;

  b) 涂镀层应均匀、平滑,不应有脱落、划痕、流痕等明显缺陷;

  c) 外露件应固定牢靠、无损伤。

  4.5 标志和代号

  4.5.1 总则

  FMS 各设备和软件的标志(包括文字、符号、代号、图形、颜色等)应简明、清晰、耐久、明显、易读,标志不应影响设备的机械和电气性能。

  4.5.2 设备标志

  FMS 各设备上应设置防火和不易损坏的清晰的标牌或标记,其内容应包括产品名称、产品型号、制造厂家的名称、TSO/CTSO 编号、制造序列号、生产日期、计算机软件等级以及能够表明硬件和软件的更改状态的标识等。

  4.5.3 软件标志

  软件程序应有易识别的编号和修订版本号。该编号和修订版本号应尽量显示在显示器上, 若不可行时,应标在设备的机箱上。

  4.6 功能

  4.6.1 总则

  FMS 应具有以下基本功能:

  a) 飞行计划管理;

  b) 导航管理;

  c) 飞行引导;

  d) 性能管理计算;

  e) 监视和告警管理;

  f) 数据库管理。

  4.6.2 飞行计划管理

  4.6.2.1 总则

  飞行计划管理应满足以下要求:

  a) 应能生成、修改和选择现行和第二飞行计划;

  b) 应能从数据库中获得航空公司特定的公司飞行计划,导航台,航路,航路点和公布的离场及达到程序,进近以及错失进近程序等信息;

  c) 飞行计划数据的选择应通过 MCDU、数据链或者是可选的指点装置。

  4.6.2.2 飞行计划状态管理

  飞行计划的状态管理应满足以下要求:

  a) 当输入了一条航线或者选择现行飞行计划时,该飞行计划就应作为所有引导和建议数据的引用基础。

  b) 应能对现行飞行计划做出修改,并且应在不影响现行飞行计划的情况下检查修改的情况。

  c) 修改过程应允许使用单独的修改的飞行计划。当使用单独的修改的飞行计划时, 完成所有的修改后,驾驶员应激活修改的飞行计划成为新的现行飞行计划,并且取代原来的现行计划,继而清除修改的飞行计划。所有的引导和建议数据将基于新激活的飞行计划。

  d) 第二飞行计划应可以拷贝成现行飞行计划。

  4.6.2.3 水平飞行计划

  水平飞行计划应满足以下要求:

  a) 飞行计划一般应根据以下数据构建:

  1) NDB 程序;

  2) 航线;

  3) 预存储的公司航路;

  4) 航路点;

  5) 导航台;

  6) 跑道;

  7) 补充/临时航路点;

  8) 以上各项的组合。

  b) 水平飞行计划功能应提供以下方式让驾驶员按要求修改水平飞行计划:

  1) “直飞/切入”选项:“直飞/切入”选项允许驾驶员选择任意一个定位点作为当前航路点。选择“切入”选项,即选择了进入这个航路点的期望航向;选择“直飞”选项,该航路点则应变成当前航路点,水平飞行计划则应指示从现在的飞机位置飞到该航路点。

  2) 插入航路点:应允许在飞行计划中的任何点插入航路点。这些航路点应来自导航数据库、补充数据库或临时数据库。应能显示所选择航路点的坐标, 允许驾驶员做出选择,或者提供自动选择的逻辑。

  3) 水平飞行计划连接:应提供连接功能,选择水平飞行计划中的部分,将该部分与水平飞行计划中的其他部分重新连接起来。

  4) 水平飞行计划删除:应提供删除功能,从水平飞行计划中删去不必要的部分。

  5) 程序选择:应提供从数据库中选择新程序代替早先程序的选择功能,如果当前航路点是早先选择程序中的航路点,则应保留。

  6) 等待模式和程序转弯:等待模式和可选的程序转弯应既允许在数据库中定义也允许根据当前位置和任何选择的航路点人工指定。所有的等待模式和程序转弯参数都应是可编辑的。

  7) 使用数据链编辑水平飞行计划:系统应提供数据链构建与编辑水平飞行计划的功能。当收到一个水平飞行计划数据链,应在驾驶员面前显示一个信息请求。系统应提供查询, 接受或拒绝数据链的功能。

  c) 水平飞行计划功能应允许水平飞行计划中包括错失进近程序,但是当使用基于 RNP 的 FMS 和GPS/GNSS 进近程序时,应不允许人工创建错失进近程序。

  d) 水平偏置构建能力:水平飞行计划应能根据方向和距离产生“平行”飞行计划,其中距离最多

  183.348 km(99 n mile)。

  4.6.2.4 垂直飞行计划

  垂直飞行计划应满足以下要求:

  a) 垂直飞行计划应由以下要素组成:

  1) 航路点的速度和高度限制;

  2) 分段爬升;

  3) 分段下降(该项可选);

  4) 巡航爬升(该项可选);

  5) 航路点或者下降阶段的风。

  b) 垂直飞行计划应向驾驶员提供选择和输入以下各种性能限制的便利:

  1) 爬升模式;

  2) 巡航模式;

  3) 下降模式;

  4) 等待航段时间/距离/速度;

  5) 机场速度限制;

  6) 推力减少高度;

  7) 爬升加速高度;

  8) 性能校正因素如阻力因素和燃油流因素;

  9) 成本指数;

  10) RTA 航路点,时间和时间公差;

  11) 爬升和下降风;

  12) 巡航航路点风;

  13) 温度;

  14) 对流层高度;

  15) 机动限制;

  16) 最小巡航时间;

  17) 最小爬升速率;

  18) 最小巡航速率;

  19) 最小熄火爬升速率;

  20) 防冰带;

  21) 分段爬升大小和可输入的缺省值。

  注:其中的列项 15)~列项 21)是在生成垂直航迹和性能功能计算时才应补充考虑的参数。

  c) 风和大气模型:爬升、巡航、下降阶段的风模型应满足以下要求:

  1) 爬升阶段使用的风模型应是一组不同高度的风的大小和方向,并根据这些数值和传感器测得的当前风值计算任一高度的风值;

  2) 巡航阶段使用的风模型应允许输入在航路点上的风值(大小和方向),也可是一个或多个风/高度的组合,同时系统应将这些输入的值和传感器测得的当前风值加权混合;

  3) 下降阶段使用的风模型应允许输入不同高度上的风值(大小和方向),同时系统应根据这些值和传感器测得的当前的风值计算任一高度的风值。

  4.6.3 导航管理功能

  4.6.3.1 总则

  FMS 应能为驾驶员提供连续的、实时的三维信息,且应具有以下导航输出:

  a) 估计的飞机位置(纬度、经度、高度);

  b) 飞机速度(包括水平速度和垂直速度);

  c) 偏航角(可选择的);

  d) 航迹角;

  e) 磁偏角(可选择的);

  f) 风速和风向;

  g) 时间;

  h) 所需导航性能和真实性能的估计;

  i) 航向姿态;

  j) 飞行路径角。

  4.6.3.2 多传感器组合导航

  FMS 应实现多传感器组合导航:

  a) 导航输出数据的计算应使用以下传感器的输入:

  1) 惯性基准单元,或姿态航向基准系统或垂直陀螺仪/方位陀螺仪;

  2) GNSS 接收机;

  3) DME 应答机;

  4) VOR/LOC 接收机;

  5) ILS/MLS 接收机;

  6) 大气机。

  b) 导航功能应自动选择可用的传感器组合。

  c) 导航功能应运用传感器精度数据,传感器原始数据以及当前条件信息,选出定位传感器(GNSS、 IRU 、DME 和 VOR 等)的最佳组合来减少位置测定误差。

  d) 最小化的导航功能应提供 GNSS 数据、航向/姿态传感器和大气数据系统进行综合。

  4.6.3.3 导航模式

  在使用可用的导航传感器数据更新飞机位置之前,FMS 应满足以下要求:

  a) 飞机上装有 IRU 时,应提供 IRS 航向、高度、位置和速度,以及与GNSS 或源自DME、战术空中导航系统、VOR 和 LOC/MLS 的甚高频无线电数据组合的 IRS 位置速度等数据;

  b) 飞机上没有 IRU 时,应提供来自有效传感器的位置和速度以及来自 AHRS 或垂直陀螺/方位陀螺的航向和高度等数据;

  c) 无论传感器是否有效或发生改变,导航功能应表现稳定;

  d) 当转向基于 RNP 的导航时,应不再需要标准导航传感器。

  4.6.3.4 基于 RNP 的导航

  FMS 基于 RNP 的导航应满足飞行 RNP 空域所要求的精确性、完整性和可用性准则:

  a) 应包括位置估计、航路定义、航路控制和跟踪以及计算位置的不确定性。

  b) 应提供评估和减少飞行技术错误方法。

  c) 应是评估和确定整体的飞机系统 RNP 操作性能的基础。

  d) 应提供设计、功能和操作完好性以确保令人满意的、可重复的和正确的性能。

  e) 应能提供有关导航状况的清晰明确的指示,当导航系统不满足空域 RNP 要求时向飞机驾驶员告警。

  f) 应为确定飞行计划路径终端(航段)、程序或环境的 RNP 值提供合理的 RNP 值选择和输入,从高到低优先级如下:驾驶员人工输入 RNP、导航数据库中对飞行计划每一个航段所指定的值、缺省 RNP 值。

  g) 应能明显的区别人工输入 RNP 值。当人工输入值超界时, 应向驾驶员提出适当的告警或通知。

  h) 当删除了人工输入记录时,系统应依据 RNP 优先级返回相应的 RNP 值。应将人工输入值保留为现用的 RNP 值,直至驾驶员删除为止。

  i) 应能从 NDB 中检索 RNP 值。

  j) 应能存储各种导航环境(洋面上,航路,终端区,进近)下的 RNP 缺省值。

  k) 应为导航系统性能评估提供位置估计误差、航路定义误差、飞行技术误差等主要数据。

  l) 应提供清楚明确的飞机导航系统状态的指示,包括态势识别信息及告警。

  m) 应提供能判断设备功能正确与否的信息。

  n) 应向操作者提供判断所用的导航传感器和实际导航性能的水平指示。

  o) 当导航系统违反空域、航路、程序 RNP 规定时,应向飞行驾驶员告警或通知。

  4.6.3.5 手动和自动无线电调谐

  手动和自动无线电调谐应满足以下要求:

  a) 应提供设备供驾驶员人工调谐 DME/VOR 无线电使用;

  b) 当没有足够满足自动调谐的通道时,导航功能应使用合适的人工调谐台;

  c) 选台准则应设计为将导航台切换活动限制到一个最小范围。

  4.6.3.6 实时时钟

  FMS 应从 GNSS 接收实时(UTC)时钟数据作为内部时钟备份。当丢失外部输入时,内部时钟在飞行期间应保持 UTC 在±1s 的精度。

  4.6.4 飞行引导

  4.6.4.1 总则

  a) 系统应提供全自动的性能优化的沿着现行飞行计划定义的二维、三维或四维路径的引导功能,包括水平引导和垂直引导。

  b) 水平引导应需要现行的飞行计划。

  c) 垂直导航最少应需要输入飞机的全重、成本指数和巡航高度。

  d) ATC 限制值也应按照飞行计划按顺序输入,以限制飞机的水平和垂直路径。

  e) FMS 系统应为飞行控制计算机产生引导命令。

  f) FMS 应在不修改飞行计划的情况下,为驾驶员提供改变当前引导命令的临时性干预输入:

  1) 高度目标;

  2) 速度目标;

  3) 方向/航向目标;

  4) 垂直速度目标。

  4.6.4.2 水平引导

  飞机的水平引导应通过使用由导航功能得到的位置数据和由水平引导功能得到的一条引导路径来完成。

  水平操纵应产生一个基于以上数据的横滚指令,引导飞机沿着输入的航路点之间的航段和航段相交处的过渡路径飞行。其中生成的横滚指令应满足 ATC 提出的限制、飞行计划、自动飞行控制系统和飞机的飞行特性。

  水平引导应提供航线、终端区和进近区域的操作包括标准仪表离场、标准仪表进场、进近、等待模式、水平偏置、程序转弯、直飞到一个航路点和错失进近等,具体应满足以下要求:

  a) 水平基准路径构建:水平功能应为所有已生成的飞行计划计算独立的连续水平路径。这个计算应综合考虑垂直航迹。系统应生成所有符合 ARINC 424 定义的航路点/航段类型和它们之间相应的过渡路径。

  b) 水平航段过渡:应提供航段到航段的过渡。在航段之间应有一个连续的路径,它是根据航段间的航向变化、下一个航段的类型、过点飞越与否、坡度角的限制和过渡段的速度预测来计算的。为了在 RNP 空域内飞行,航段过渡路径的构建必须符合 RTCA/DO-236 规定的空域限制值之内。应有以下在 RTCA/DO-236 规定中的三种转弯类型:

  1) 非过点转弯:分成 2 类,高高度(大于 195 飞行高度层)和低高度(小于 195 飞行高度层);

  2) 过点转弯:NDB 航段定义中的一部分,低高度(小于 195 飞行高度层);

  3) 固定半径过渡。

  c) 特殊水平路径构建:所有程序路径如等待模式,程序转弯,程序等待应是连续的路径,这些构建的路径应满足空域限制和 RTCA/DO-236 中规定的路径地理情况要求。

  d) 自动飞行横滚指令:应根据导航功能提供的飞机当前位置和存储的参考路径,向自动飞行仪发送一个包含大小和速度限制的横滚操纵指令。

  e) 水平路径基准显示:应提供和各飞行计划有关的信息,显示到显示设备上。水平引导功能还应向 EFIS 提供完整的水平路径。输出应包括:

  1) 待飞距离(到当前航路点);

  2) 在飞航段的指令航向;

  3) 下面航段的距离和航向;

  4) 航迹角和航迹角误差;

  5) 交叉航迹误差;

  6) 到各航路点的方位;

  7) 水平航迹变化告警指示。

  f) LOC/MLS 截获:当所选择的进近有 LOC/MLS,水平功能在进近期间应提供引导,以便获得最好的 LOC/MLS 信号。

  4.6.4.3 垂直引导

  垂直导航功能应提供对所有飞行阶段计算的飞机轨迹的垂直导航。在飞机沿着飞行计划定义的水平路径飞行时应向驾驶员提供监视和控制飞机垂直飞行必须的信息,以及为飞行控制计算机提供垂直引导控制目标和指令,并满足以下要求:

  a) 轨迹预测:应计算一个沿着指定水平路径的完整的飞机飞行轨迹。该轨迹应包括起飞段、爬升

  段、巡航段(包括巡航高度变化)和包括进近到跑道(若在飞行计划中包括了)的下降段:

  1) 轨迹从起飞机场(或者在空中的即时位置)到目的机场应是连续的。

  2) 轨迹应满足飞行计划中指定的所有的高度限制,速度限制和指定的坡度限制。

  3) 当由于飞机性能的原因不能满足这些限制值,或者限制值之间有冲突,应就问题向驾驶员提供适当的建议。

  4) 在轨迹计算中应遵循“在爬升阶段不要试图进行下降操作,在下降阶段不要试图进行上升操作”基本原则。

  5) 计算的上升或下降轨迹应满足飞机包线的要求。所有的轨迹应考虑飞机性能、选择的速度安排和过渡速度、场压修正、飞机缝翼配置变化、环境因素、控制模式和其他驾驶员垂直飞行计划选择比如减推力操作等因素。最后得出的轨迹必须是飞机能够飞行的。

  6) 垂直轨迹应和水平路径综合起来,以便用于计算垂直参数的水平航路点间的距离可以对水平航段间的光滑过渡负责。

  7) 轨迹应周期更新,当飞行计划或者性能有改变时就应更新。

  8) 应计算所有飞行计划(现行的,修改的,第二)轨迹。

  9) 对于飞行计划中的每个航路点,应计算和显示速度、机上燃油、ETA 等垂直轨迹参数。

  10) 应能显示变化的速度变化点、爬升顶点、分段爬升、下降顶点、进近段的垂直切入点(滑行着陆)等垂直轨迹点的位置。

  11) 应能基于水平和垂直飞行计划、飞行计划航段、输入和测量的风、输入和测量的温度、飞机升力和阻力特性模型、发动机推力和燃油流量特性模型、飞机速度和高度限制、飞机重量和重心、飞机和发动机模型调整因素、驾驶员选择的引导模式等数据进行性能预测。

  b) 垂直引导:当选择垂直引导的管理模式时,FMS 应提供俯仰指令、俯仰速率指令和相应于目标速度、目标推力和目标高度的推力控制参数。垂直引导应为飞行控制计算机和推力管理功能提供方式指令和自动的飞行阶段切换功能。在飞行中, 垂直引导功能应提供飞行阶段的自动切换。系统还应提供飞行阶段飞行前、爬升、巡航和下降之间转换的逻辑。具体要求如下:

  1) 爬升阶段操作:系统应按所选的适合于爬升轨迹的性能速度模式提供引导,应提供合适的速度目标和推力指令以按照预定的爬升轨迹飞行。另外, 还应为垂直轨迹的下一目标高度提供高度指令。目标高度应是飞行计划高度限制和驾驶员可选高度的函数。ETA 和到下一飞行计划高度限制的距离应作为告知信息显示在显示器上。当选择 RTA 性能模式时,应显示时间差。应在地图上显示爬升顶点。

  2) 巡航阶段操作:系统应按飞行的巡航阶段所选的性能速度模式提供引导,应提供合适的速度目标和高度指令。目标高度应是巡航高度或分段高度。ETA 和到下降顶点的距离应作为建议信息显示。当选择 RTA 性能模式时,应显示时间差异。当进入分段爬升或分段下降时,系统应提供符合选择操作模式的引导指令。当 ATC 给了一个障碍高度许可或者在一个没有高度限制的自由飞行环境中飞行时,系统应为巡航爬升模式提供垂直引导。

  3) 下降阶段操作:系统应按下降轨迹所选的性能模式速度计划提供引导,应通过同时使用路径和速度控制模式提供合适的速度目标、推力指令、俯仰指令、或者垂直速度指令, 使飞机按照相应的飞行轨迹飞行。另外,应为垂直轨迹的下一个目标高度提供一个高度指令。

  目标高度应是飞行计划高度限制值和驾驶员可选高度值的函数。在垂直模式反转逻辑中,应提供过速保护功能,当在不能同时保持高度和速度时,引导模式应由路径控制切换到速度控制。在预测到过速或者速度/高度限制冲突,应在进行模式反转前先向驾驶员提供提示信息。在整个下降阶段的飞行中都应提供的垂直偏差信息。

  4) 符合选择高度:不允许处于垂直引导控制下的飞机在爬升或下降阶段穿越一个选定的高度。在进近操作中,允许驾驶员预选一个高度来执行错失进近程序。

  5) 终端区域操作的气压高度修正:在终端区域操作中应使用气压高度校准,以便气压高度得到更精确的地面参考值。由于气压参考调整产生的高度参考值不连续性应在指定的高度限制和极限值范围内得到光滑处理。局部高度参考应是修正海平面气压,或者是跑道的气压。应告知垂直引导使用何种参考的信息,以便作适当的调整。

  6) 速度和高度限制:垂直功能应一直观察在爬升和下降中遇到的速度和高度限制,直到飞越相关的限制点,以免飞机加速或上升时超过这些限制值。为了在飞越限制点前满足速度限制的要求应提供足够的下降距离。

  c) RTA:系统应提供控制飞机在指定时间到达任意指定点的控制模式。这个功能的精确度应为航路±30s,终端区域±5 s。当预测发现不能满足 RTA,应向驾驶员提示并连续重新评估引导,以满足 RTA 的需求。在地面上时,FMS 应计算能满足 RTA 航路点要求的起飞时间。所有的RTA 计算应考虑速度包线限制及所有的飞行计划限制。FMS 应预测 RTA,提供飞机到达航路点的最早和最晚时间。在预测 RTA 的可行性时还应考虑燃油备份。

  4.6.5 性能计算管理

  4.6.5.1 总则

  FMS 应能利用飞行计划和性能数据库计算出在显示设备上显示的相关的性能参数。

  4.6.5.2 性能模式

  FMS 应具有以下性能模式:

  a) 爬升模式,支持的速度模式包括:

  1) 经济计算空速/马赫数(基于成本指数):最低成本操作;

  2) 飞行员输入计算空速/马赫数:人工选择;

  3) 最大角爬升:相对于距离的最大角爬升速率;

  4) 最大爬升速率:相对于时间的最大爬升速率;

  5) 所需到达时间:满足时间限制的可变速度。

  b) 巡航模式,支持的速度模式包括:

  1) 经济计算空速/马赫数(基于成本指数):最低成本操作;

  2) 飞行员输入计算空速/马赫数:人工选择;

  3) 最长持续时间:最长时间;

  4) 远程巡航:最大距离;

  5) 所需到达时间:满足时间限制的可变速度;

  6) 分段爬升和分段下降(用于巡航高度层变化)。

  c) 下降模式,支持的速度模式包括:

  1) 经济计算空速/马赫数(基于成本指数):最低成本操作;

  2) 飞行员输入计算空速/马赫数:人工选择;

  3) 最大下降速率:相对时间的最大下降速率;

  4) 所需到达时间:满足时间限制的可变速度。

  由经济速度计划表计算出的下降路径,应按照航路点速度/高度限制手动选择速度计划,当飞机可以沿着构造的路径飞行,应考虑用成本指数优化飞机性能。

  4.6.5.3 最高和最佳高度计算

  FMS 的最高和最佳高度计算应满足以下要求:

  a) 根据飞机/发动机机型、重量、大气条件和垂直飞行计划参数等计算最优和最高高度;

  b) 最佳高度算法应计算最大成本效率的飞行高度;

  c) 最高高度算法应计算当飞机以指定的爬升极限速率爬升时的最高可到达的高度,且最佳高度应小于等于最高高度;

  d) 在算法设计中应消除敏感性,计算发动机熄火时的最高高度。

  4.6.5.4 航程高度计算

  FMS 的航程高度计算应满足以下要求:

  a) 应为指定航路计算一个推荐的巡航高度;

  b) 算法应寻找一个高度,既能保证由驾驶员或航空公司政策指定的最小巡航时间,又能满足爬升和下降的要求;

  c) 在算法中应考虑所有垂直飞行计划参数。

  4.6.5.5 备降目的地计算

  FMS 的备降目的计算应满足以下要求:

  a) 计算应从即时位置直接到备降机场,或先到当前机场,然后错失进近,再到备降机场;

  b) 应计算到备降机场的距离、燃油和估计到达时间、最佳航程巡航高度,并显示数据;

  c) 应根据在当前位置和当前燃油状态及所需燃油计算到这些备降机场的等待时间;

  d) 除了备降机场的预测,还应根据需要提供最近机场检索。

  4.6.5.6 分段爬升/下降计算

  FMS 的分段爬升/下降计算应满足以下要求:

  a) 算法应考虑所有垂直飞行计划参数以及输入的风数据;

  b) 应计算到指定高度的最佳分段点的时间和距离并显示数据;

  c) 应计算和显示分段爬升/下降相对于当前飞行计划的节约或损失百分比。

  4.6.5.7 巡航爬升计算

  FMS 的巡航爬升计算应满足以下要求:

  a) 应计算在全发和熄火情况下最佳巡航爬升引导参数;

  b) 应考虑燃油消耗和预测的风高度剖面;

  c) 到达高度限制时,系统应自动将模式过渡到巡航高度层。

  4.6.5.8 顶点计算

  FMS 的爬升顶点(T/C)/下降顶点(T/D)/中间下降点计算应满足以下要求:

  a) 应计算到 T/C ,T/D 的距离;

  b) 在爬升和下降阶段,应计算到下一高度限制的距离和 ETA;

  c) 在下降时,应计算到下一中间 T/D 的距离和 ETA。

  4.6.5.9 推力限制数据计算

  FMS 的推力限制数据计算应满足以下要求:

  a) 应根据当时的大气条件和飞机/发动机的型号,引气参数的设置计算起飞、爬升、巡航、复飞和连续等操作模式的推力限制数据;

  b) 驾驶员应可以人工选择推力限制模式作为当前推力限制输出,或者可以选择自动模式,根据飞行控制计算机和 FMS 的逻辑判断做出推力限制决策。

  4.6.5.10 起飞基准数据计算

  FMS 的起飞基准数据计算应满足以下要求:

  a) 应根据选择的襟翼设置、跑道、大气和重量/重心条件计算 V1、VR 和 V2 起飞速度或者输入这些速度;

  b) 应根据驾驶员的选择在飞行仪表显示以上速度数据值;

  c) 应计算起飞配置下的速度,并作为基准数据进行显示。

  4.6.5.11 进近基准数据计算

  FMS 的进近基准数据计算应满足以下要求:

  a) 应提供着陆配置选择供不同飞机选择;

  b) 应允许驾驶员选择进近配置,且能将所选择的数据输出到其他系统;

  c) 应计算进近配置下的速度,并作为基准数据进行显示。

  4.6.5.12 备份燃油计算

  FMS 的备份燃油计算应满足以下要求:

  a) 应根据现行飞行计划和输入/测量的燃油总重量进行计算;

  b) 计算值应作为缺省备份燃油值;

  c) 人工输入值可以代替这个计算值。

  4.6.5.13 单发停车性能计算

  当有一台发动机停车时,FMS 应提供下列的发动机停车性能预测:

  a) 以单发停车爬升速度爬升;

  b) 以单发停车巡航速度巡航;

  c) 以飘降速度飘降到最大单发停车高度;

  d) 最大连续推力的运用;

  e) 三发和四发飞机双发停车预测。

  4.6.5.14 其他预测

  FMS 应提供其他的预测和性能参数的计算,具体可选功能包括:

  a) 最大航程计算:应根据输入/测量的燃油量和规定的备份燃油计算出飞机的最大航程;应计算并恰当地显示相应于备份燃油和零燃油的最大航程。

  b) 最大久航时间计算:应根据输入/测量的燃油量和规定的备份燃油计算出最大久航时间;应计算并恰当地显示相应于备份燃油和零燃油的久航时间。

  c) 下降能量圈:对于选定的固定航路点和相关高度限制,应计算出从当前高度到高度限制的下降距离;该数据应在导航显示中显示成以定位点为中心的区域范围。

  4.6.6 监视和告警管理

  4.6.6.1 传感器状态

  传感器状态应满足以下的要求:

  a) 传感器警告输入的实现应按 ARINC 429 中的要求将有效状态包括在数据格式中;

  b) 在所有输入失败的情况下,应提供恰当的传感器故障报警和降级状态通告。

  4.6.6.2 系统状态告警

  系统状态告警应满足以下的要求:

  a) 任何导致降低系统操作性或可用性的状态变化都应告知飞行员或临近的主要飞行仪表;

  b) 应提供删除告警的方法。

  4.6.6.3 故障响应

  故障响应应满足以下的要求:

  a) 应为完好性监视自身健康状况和处理过程;

  b) 当发现故障时,系统应使用非易失机内测试设备日志记录下来,并尝试在可能的情况下恢复系统或修正故障;

  c) 当修复故障失败,应防止在受影响的分区做进一步的处理;

  d) 应针对间歇性故障的恢复逻辑进行设计,将可见飞行驾驶舱的影响及系统可行性损失降到最低。

  4.6.7 数据库管理

  4.6.7.1 总则

  FMS 的数据库存储应满足以下内容:

  a) 数据库应存储在非易失内存中,可以通过数据加载器定期更新或修改;

  b) 各数据库应可以单独加载;

  c) 应为调整数据库内存存储的大小提供扩充能力;

  d) 应建立确保存储的数据完整性的机制。

  4.6.7.2 导航数据库

  数据库更新应通过数据库加载器以适当的时间间隔加载下一时间周期的数据。

  导航数据库应包括用于某一地区操作的所有当前信息,包括以下数据:

  a) VOR ,ILS ,DME 和塔康导航台;

  b) 无向信标;

  c) 航路点;

  d) 机场和跑道;

  e) 标准仪表离场;

  f) 标准终端到达航线;

  g) 途中航路;

  h) 航图等待;

  i) 进近;

  j) 进近和离场过渡;

  k) 公司航路结构;

  l) 终端门;

  m) 备用机场;

  n) 最小安全高度;

  o) 最小航线仪表飞行规则高度;

  p) 最小越障高度;

  q) 格网最低偏离航路高度;

  r) 飞行信息区/高层飞行信息区;

  s) 边界;

  t) 特殊适用空域;

  u) 有效日期;

  v) 航空公司用户数据;

  w) RNP。

  数据库应提供足够的信息供 MCDU 数据页输入或选择,从而为选定的航路形成一个完整的飞行计划。

  4.6.7.3 航空公司可更改信息数据库

  航空公司可更改信息数据库应包括:

  a) 性能管理选项;

  b) 机场速度限制;

  c) 航线运营通信(AOC)数据链参数;

  d) 可裁剪的 MCDU 页面格式;

  e) 飞行测试总线定义;

  f) 特定操作信息,触发事件,特定的航空公司的特定的信息和参数。

  4.6.7.4 性能数据库

  性能数据库应将所包含的必要数据提供给 FMS,以便实现垂直航迹预测、性能计算、垂直引导功能。包含在性能数据库中的数据有下列元素:

  a) 气动数据:

  1) 阻力极线;

  2) 雷诺数阻力修正;

  3) 压缩性阻力;

  4) 配平阻力;

  5) 风车阻力;

  6) 扰流片/速度刹车阻力;

  7) 抖振马赫数/升力系数;

  8) 失速速度;

  9) 坡度角极限。

  b) 推力数据:

  1) 计算每个推力极限的数据(起飞、最大连续、最大巡航);

  2) 计算减推力,灵活起飞的数据;

  3) 引气影响;

  4) 慢车推力设置;

  5) 推力、燃油流量、冲压阻力和推力设置参数。

  c) 性能数据:

  1) 经济爬升速度(全发和单发不工作);

  2) 经济巡航速度(全发和单发不工作);

  3) 经济下降速度(全发和单发不工作);

  4) 飘降速度数据;

  5) 等待速度数据;

  6) 最大久航速度数据;

  7) 远距离巡航速度数据;

  8) 最大角爬升速度数据;

  9) 最大爬升速率数据;

  10) 襟翼/缝翼/起落架速度;

  11) 最大高度(全发和单发不工作);

  12) 起飞时间、燃油距离数据;

  13) 复飞时间、燃油距离数据;

  14) 备用飞行计划时间、燃油、距离数据;

  15) 优化高度/优化阶段重量数据;

  16) 燃油重量和重量中心的关系。

  d) 起飞/进近数据:

  1) 计算 V1、VR 和V2 的数据;

  2) 进近速度数据;

  3) 爬升离场数据。

  性能数据库中的数据应根据飞机生产商提供的数据加载到 FMS 并在加载前进行数据缩减或建模。

  性能数据库应包括足够的数据。加载和在 FMS 中使用数据应验证加载的数据的正确性,以及确保用于特定机型的数据没有被它不适用的机型使用。

  4.6.7.5 磁差数据库

  磁差数据库应支持任何经/纬度、导航台、航路点、机场的磁差计算。数据库中的数据存储格式应易于周期数据的更新。

  4.6.7.6 地形和障碍物数据库

  地形和障碍物数据库应提供地形和障碍物清理信息。

  4.6.7.7 机场地面地图数据库

  机场地面地图数据库应包括所有机场的地面地图,用于引导飞机在目视气象条件或低可见度条件下沿着机场地表飞行。这部分数据包含以下信息:

  a) 跑道和跑道方向;

  b) 滑行道;

  c) 在外等待位置;

  d) 滑行道位置;

  e) 滑行道末端标志;

  f) 滑行道方向;

  g) 停机坪;

  h) ILS/MLS 等待位置;

  i) 跑道安全区和跑道进近区;

  j) 边界;

  k) 交叉;

  l) 飞机加油和服务区;

  m) 门的位置和个数;

  n) 民用飞机操作区;

  o) 军用飞机操作区;

  p) 货物装卸区;

  q) 国际飞行区。

  4.6.7.8 配置数据库

  配置数据库应专为个别系统应用或初始化定义参数,其内容应包括:

  a) 空中交通服务(ATS)数据链参数表;

  b) 传输网络协议;

  c) FMS 配置;

  d) 可用功能选择;

  e) 接口变动;

  f) CMU 专用配置变动;

  g) 可选维修配置;

  h) 重量变量定义。

  4.7 性能

  FMS 一般应满足以下性能要求:

  a) 响应时间:

  1) 接到直飞到某个航路点的命令后,FMS 的响应时间应不超过 3 s;

  2) 接到飞行计划变化命令后,FMS 输出驾驶命令的响应时间应不超过 3 s;

  3) 接到下降航路点修正速度或高度限制的命令后,FMS 的响应时间应不超过 5 s;

  4) FMS 进行全飞行计划预测的响应时间应不超过 15s (取决于飞行计划长度和航路点数量等因素);

  5) 进行软件和数据库加载时,FMS 的响应时间应不超过 15 min。

  b) 分辨率:

  1) 飞机的初始位置以纬度和经度表示,分辨率应不大于 0. 1 弧分;

  2) 飞机总重的分辨率应不大于 45 kg;

  3) 飞机的零燃油重量分辨率应不大于 45 kg;

  4) 外界大气温度的分辨率应不大于 1℃;

  5) 机场高度的分辨率应不大于 3 m。

  c) 数据库存储性能至少满足以下条件:

  1) 1 000 个机场;

  2) 2 000 条跑道;

  3) 2 000 个标准仪表离场;

  4) 2 000 个标准仪表进场;

  5) 2 000 个无线电导航台;

  6) 5 000 个航路点;

  7) 100 条航路,每条航路最多 300 个航路点。

  4.8 环境适应性

  4.8.1 自然环境

  FMS 应能够承受温度、压力、霉菌、盐雾、湿热、砂尘和其他自然环境的极限条件,并在使用寿命期间内能够正常工作。

  4.8.2 诱发环境

  在飞机诱发的振动、噪声、冲击和加速度等机械环境条件下,应保证 FMS 能够正常工作。

  4.9 电磁兼容性

  在电磁干扰、闪电、高能量磁场等环境下, 系统应满足 HB 5940、RTCA/DO-160G 的要求和飞机全机电磁兼容性的总要求。

  4.10 接口

  4.10.1 总则

  FMS 应提供以下与其他系统的接口:

  a) 数字数据输入和输出;

  b) 离散量输入和输出;

  c) FMS 系统之间交互通信;

  d) 与 MCDU 的接口;

  e) 与以太网的接口;

  f) 与 EFIS 的接口;

  g) 与通信管理单元的接口。

  4.10.2 FMS 数字数据接口

  4.10.2.1 FMS 数字数据输入端口

  硬件、软件和计算机周期时间的能力应能允许在需要时使用以下所有的输入:

  a) VOR 输入端口;

  b) DME 输入端口;

  c) ILS/MMR 输入端口;

  d) 大气数据输入端口;

  e) IRS/AHRS 输入端口;

  f) GNSS 输入端口;

  g) 飞行控制系统输入端口;

  h) MCDU 输入端口;

  i) 数据加载器输入端口;

  j) 数据链输入端口;

  k) 系统间数据输入端口;

  l) 推进/配置数据输入端口;

  m) 电子飞行仪表系统输入端口;

  n) 打印机端口;

  o) 数字时钟输入端口;

  p) 维修输入端口;

  q) 载重和平衡系统输入端口;

  r) 模拟器输入端口;

  s) 指点装置输入端口;

  t) 扩展输入保留端口。

  4.10.2.2 FMS 数字数据输出端口

  系统应提供单独的缓存 ARINC 429 数据输出端口去驱动 MCDU 和其他需要 FMS 系统数据的子系统,具体包括:

  a) FMS 系统间输出端口;

  b) 通用数据输出端口;

  c) 主显示器数据输出端口;

  d) MCDU 输出端口;

  e) 数据加载器输出端口;

  f) 数据链输出端口;

  g) 自动油门端口;

  h) 打印机端口;

  i) 机载维修端口;

  j) 模拟器端口;

  k) 扩展保留端口。

  4.10.3 离散量输入和输出

  应通过离散量编程或编码数字配置输入提供离散量数字输入。

  4.10.4 FMS/FMS 系统间交互通信

  FMS/FMS 系统间交互通信的格式和数据内容应由系统完成者优化,并满足但不局限于以下要求:

  a) 导航交叉校验;

  b) 数据录入转换;

  c) 无线电调谐协调;

  d) 状态信息;

  e) 传感器数据;

  f) 交叉加载数据库和软件。

  4.10.5 以太网接口

  应为具有双接口能力的设备如数据加载器、图像打印机和 CMU 提供以太网接口。

  4.10.6 控制显示单元接口

  控制显示单元 MCDU 应按 ARINC 739A 的要求设计。

  4.10.7 电子飞行仪表系统接口

  电子飞行仪表系统接口应满足以下要求:

  a) FMS 应通过主要显示数据输出端口以交叉的方式向EFIS 输出动态显示数据;

  b) FMS 发送的数据类型应和 EFIS 控制面板上的模式、显示距离和符号的选择保持一致,并且数据的次序应和要显示的数据的优先级一致。

  4.10.8 通信管理单元接口

  通信管理单元应按 ARINC 656 的要求设计。

  4.11 软件

  4.11.1 软件开发和需求

  软件开发和需求分析应按 RTCA/DO-178B 的规定。

  4.11.2 语言

  应尽量采用标准高级语言编程,只在有必要时才允许采用汇编语言编程。

  4.12 可靠性

  4.12.1 平均故障问隔时间

  FMS 的平均故障问隔时间(MTBF)最低可接受值和规定值应按专用规范的规定。

  4.12.2 寿命

  在合理使用和适当更换的条件下,FMS 的总工作寿命应不低于 10 000 h,或者 FMS 的贮存寿命与工作寿命之和应不少于 15 a。

  4.13 维修性

  FMS 的维修性一般应满足下列要求:

  a) 应考虑视情维护、监控维修和定期维护的要求;

  b) 应能进行机上人工初始测试以确保系统部件已经正确安装;

  c) 应能将故障隔离到最小的部件,包括航线可更换组件、航线可更换模块或更小的级别;

  d) 应能提供机内自检测以给维护人员提供相应的数据以支持和故障诊断。

  4.14 测试性

  4.14.1 机内自检测

  FMS 应具有下列机内自检测方式:

  a) 自动检测:在 FMS 通电工作时,应有上电自检测和周期性自检测;

  b) 人工启动自检测。

  4.14.2 故障检测

  FMS 机内自检测的故障检测率应不小于 95%,虚警率应不大于 2%。

  4.15 保障性

  4.15.1 地面保障设备

  应在各设备专用规范或合同中规定用于监测性能、校准和故障隔离的地面保障设备。配套的保障设施应符合 HB 7271 的规定。

  4.15.2 备件清单

  应提供 FMS 各设备的详细备件清单,由用户选择订购。

  4.16 安全性

  4.16.1 产品安全

  FMS 各设备应具有下列自身安全防护能力:

  a) 应具有断电保护功能;应防止连锁反应式故障;对外信号接口应采取隔离措施,防止由于外接信号线接地等原因造成产品损坏;

  b) 应具有防误操作措施,以避免人为差错;

  c) 外部传感器及预留的连接器应有保护措施。

  4.16.2 使用、维修人员的要求

  经专门培训的合格人员,方可使用、维修 FMS。

  4.17 互换性

  FMS 的可更换单元(包括组件、分组件、元器件、零件)都应可互换,并满足 ARINC 414 中 1.6 的要求。

  5 验证

  5.1 检验分类

  本规范规定的检验分类如下:

  a) 鉴定检验;

  b) 验收检验;

  c) 周期检验。

  5.2 检验条件

  5.2.1 试验场所条件

  除另有规定外,本规范所述的各项检验均应在下列条件下进行:

  a) 温度:15℃~35℃;

  b) 相对湿度:20%~80%;

  c) 大气压力:84 kPa~107 kPa。

  5.2.2 试验设备精度

  FMS 承制方应备有检验产品性能所必需的仪器仪表和检测装置(试验器),仪器仪表和测试装置的精度应符合国家规定的有关标准和计量部门的检验规程,其精度不低于试验允许的 1/3。

  5.3 鉴定检验

  5.3.1 受检样品数量

  检验样件应是能代表鉴定批次的产品。受检产品的数量应由承制方与订购方共同确定, 并在合同中加以规定。若无明确规定时,承制方应提交 1 套~2 套产品进行鉴定检验。

  5.3.2 检验项目

  按表 1 规定的检验项目或专用规范规定的检验项目进行鉴定检验,检验顺序由专用规范规定。

  5.3.3 合格判据

  除另有规定外,提交鉴定检验的 FMS 在完成 5.3.2 规定的所有检验项目后,若全部符合本规范要求时,则判定为合格。若有任一检验项目不符合本规范要求,应找出原因。在采取纠正措施后再复检相关项目,若检验合格,则判为鉴定检验合格。复检项目和次数由专用规范规定。有关故障和修复情况应通知订购方。

  5.4 验收检验

  5.4.1 检验项目

  试验项目和顺序按表 1 的规定进行。经订购方同意,顺序可适当调整。

  5.4.2 抽样

  应对每套产品都进行验收检验,而不进行抽样。

  5.4.3 合格判据

  全部检验项目符合本规范规定时判为验收检验合格。凡任一项不符合本规范要求时允许返修,经返修后的产品重新完成全部试验项目或从不合格的项目开始继续进行试验,合格后判定为合格产品,并把有关故障和修复情况通知订购方。

  表 1 检验项目表

  5.5 周期检验

  5.5.1 检验项目

  试验项目和顺序按表 1 的规定进行。经订购方同意,顺序可适当调整。

  5.5.2 抽样

  除另有规定外,周期检验应从已通过验收检验的产品批次中抽取 1 台样品进行。

  5.5.3 合格判据

  全部检验项目符合本规范规定时判为周期检验合格。凡任一项不符合本规范要求时,则本次周期检验为不合格。判定为不合格的产品批次, 在查明原因、采取有效措施排除故障后, 可再次提交周期检验,但抽样数量应加倍;经第二次周期检验仍不合格时,则本周期检验所代表的批次为不合格。

  5.6 检验方法

  5.6.1 尺寸

  用准确度不低于 0.02 mm 的测量工具进行检测,其结果应满足 4. 1 的要求。

  5.6.2 重量

  用精度为不低于 3%的衡器称重,其结果应符合 4.2 的规定。

  5.6.3 颜色

  用目视检查各设备的颜色,其结果应满足 4.3 的要求。

  5.6.4 外观质量

  在正常照明情况下,用目视检查,其检查结果应满足 4.4 的要求。

  5.6.5 标志和代号

  用目视检查,其结果应满足 4.5 的要求。

  5.6.6 功能

  利用开发综合设备和综合测试设备等对 FMS 的功能进行测试,其结果应满足 4.6 的要求。

  5.6.7 性能

  应对 FMS 的性能进行计算机 LRU 级检验,其结果应满足 4.7 的要求。

  5.6.8 环境适应性

  5.6.8.1 自然环境

  参照 RTCA/DO-160G 中第 4 章、第 5 章、第 6 章、第 12 章、第 13 章和第 14 章的要求,通过分析和自然环境条件试验,以证明系统在所有自然环境极限条件下,FMS 所具有的耐受能力和工作能力,其结果应满足 4.8. 1 的要求。

  5.6.8.2 诱发环境

  参照 RTCA/DO-160G 中第 7 章、第 8 章和第 9 章的要求,通过分析和诱发的机械环境条件试验,以证明 FMS 在运行期间可能会遇到的各种诱发的机械环境条件下能够正常工作,其结果应满足 4.8.2的要求。

  5.6.9 电磁兼容性

  参照 RTCA/DO-160G 中第 15 章、第 19 章、第 21 章、第 22 章和第 23 章的要求,通过分析、地面和飞行试验验证系统的电磁兼容性,其结果应满足 4.9 的要求。

  5.6.10 接口

  应进行信号类型和组件接口的分析以及通信和接口路径的组件化和综合测试验证 FMS 的接口,其

  结果应满足 4. 10 的要求。

  5.6.11 软件

  按 RTCA/DO-178B 的规定进行验证,其结果应满足 4. 11 的要求。

  5.6.12 可靠性

  应根据 FMS 研制过程所有试验和从外场收集的统计数据对 FMS 的可靠性进行验证,其结果应满足

  4. 12 的要求。

  5.6.13 维修性

  应通过维修性演示对 FMS 的维修性指标进行验证,其结果应满足 4. 13 的要求。

  5.6.14 测试性

  在 FMS 正常工作时,利用其内部独立的自检测功能自动进行周期性自测试,检验方法和测试点按专用规范的规定,其结果应满足 4. 14 的要求。

  5.6.15 保障性

  按专用规范的规定进行 FMS 保障性的评定,其结果应满足 4. 15 的要求。

  5.6.16 安全性

  按专用规范的规定进行 FMS 安全性的评定,其结果应满足 4. 16 的要求。

  5.6.17 互换性

  按专用规范的规定进行 FCCS 互换性的评定,其结果应满足 4. 17 的要求。

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