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HB 8439-2014
民用飞机自动驾驶仪通用规范
General specification for civil aircraft autopilot
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:北京青云航空仪表有限公司、中国航空综合技术研究所。
本规范主要起草人:杨玉芬、王旭峰、王 颂、舒振杰、宋金凤、李立红、杨 云。
民用飞机自动驾驶仪通用规范
1 范围
本规范规定了民用飞机自动驾驶仪的要求、验证及交货准备。
本规范适用于民用飞机自动驾驶仪的设计、制造、验收和交付。
2 规范性引用文件
下列文件中的有关条款通过引用而成为本文件的条款,凡注日期或版次的引用文件,仅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。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 4892 硬质直方体运输包装尺寸系列
HB 5872 航空辅机产品运输包装设计
HB 7102-1994 民用航空器自动驾驶仪最低性能要求
HB/Z 295-1996 机载系统和设备合格审定中的软件考虑
ATA 100 民用航空器系统/部件通用代码
RTCA/DO-160F 机载设备环境条件和试验程序
RTCA/DO-254 机载电子硬件设计保证指南
SAEARP 4754 关于高度集成度或复杂飞机系统的适航合格审定考虑
SAEARP 4761 机载系统及设备安全性评估程序指南和方法
S1000D 基于公共源数据库的技术出版物
《中国民用航空规章第 25 部〈运输类飞机适航标准〉》(CCAR-25-R4) 中国民用航空总局
2011 年 11 月 7 日 民航总局令第 209 号
3 术语、定义和缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
自动驾驶仪 automatic pilot
通过给出相对于某个确定参考量的偏离,能够自动地启动对飞机飞行姿态(内回路)和轨迹(外回路)的纠正,完成包括计算和作动等必要的功能,并保持飞机飞行在一个稳定的、预先设置的状态上, 而无需驾驶员协助的飞行控制系统。自动驾驶仪通常与飞行指引仪和自动油门系统共同组成一套功能完备的自动飞行控制系统。
3.1.2
自动飞行控制系统 automatic flight control system
能够产生和传输为驾驶员提供协助或减轻其工作负担的自动控制指令,并能够自动完成给定控制功
能。
注 1:AFCS 由电气、电子、机械和液压部件及相关功能软件等组成。
注 2:其组成通常包括(但不限于)自动驾驶仪、飞行指引仪、驾驶杆(盘)操纵、自动油门系统、结构模态控制以及与此类似的子系统或控制功能。
3.1.3
自动着陆系统 automatic landing system
依据航空器机场运行最低标准中对民用飞机执行自动进近着陆运行能力的要求,从飞机完成自动着陆任务所需机载设备的功能架构层次,划分出的由实现自动引导和控制实现飞机安全着陆的全部相关机载设备所构成的系统,通常由自动驾驶仪与着陆系统耦合工作组成,提供自动着陆控制功能。
能适应民航规章规定的 II 级气象条件下工作的自动驾驶仪称为自动进场系统,能适应 III 级气象条件下工作的自动驾驶仪称为自动着陆系统。
自动着陆系统的故障-工作或故障-消极保护特征是规定民用飞机所具备的进近着陆运行能力的重要依据。
3.1.4
自动油门系统 auto throttle system
在给定的高度和速度下,与自动驾驶仪共同工作,或作为自动飞行控制系统的子系统,用于自动调整油门至一定位置以产生所需推力,实现飞机速度控制。
注: 自动油门系统由电气、电子、机械和液压部件及相关功能软件等组成。
3.1.5
故障-消极保护系统 fail-passive systems
在自动驾驶仪及相关设备故障的情况下,故障-消极保护自动驾驶仪至少保持在 4.7.3 中规定的 3级工作状态。故障-消极保护系统发生故障后由驾驶员担负飞机的操纵。
在自动着陆过程中,当该故障-消极保护系统发生故障时,飞机的俯仰配平、飞行航径或姿态不会产生重大的偏差,但不能完成自动着陆。
3.1.6
故障-工作系统 fail-operational system
在自动驾驶仪及相关设备故障的情况下,故障-工作自动驾驶仪保持在 4.7.3 中规定的 1 级工作状态或 2 级工作状态。该系统发生一次故障后降为故障-消极保护系统。
在自动着陆过程中,当该故障-工作系统发生一次故障时,飞机的自动进近、拉平和着陆能用着陆系统的其余部分完成。
3.1.7
警戒高 alert height
根据飞机及 III 类运行所要求的故障-工作自动着陆系统的特性,规定为精密进近过程中驾驶员使用的无线电高度。在警戒高以上, 如果三套或两套自动着陆系统或有关地面设备发生故障,则不再继续进近而开始复飞;在警戒高以下,飞机或有关的 III 类着陆系统发生故障后,可以安全进近、拉平着陆。
3.1.8
决断高 decision height
在精密进近中,如不能建立继续进近所必需的目视参考,则应当开始复飞的特定无线电高度。
3.1.9
精密进近 precision approach
使用仪表着陆系统(ILS)、微波着陆系统(MLS)或精密进近雷达(PAR)等地面导航设备提供方位和下滑引导的进近。
3.1.10
非精密进近 non precision approach
使用甚高频全向信标台(VOR/伏尔)、无方向性无线电信标台(NDB)或航向台(LOC)等地面导航设施,只提供方位引导,不提供下滑引导的进近。
3.1.11
I 类运行 Cat I
决断高(DH)不低于 60 m (200 ft),能见度不小于 800 m 或跑道视程不小于 550 m 的精密进近着陆。
3.1.12
II 类运行 Cat II
DH 低于 60 m (200 ft)但不低于 30m (100 ft),跑道视程不小于 350 m 的精密进近着陆。
3.1.13
IIIa 类运行 Cat IIIa
DH 低于 30 m (100 ft)或无DH,跑道视程不小于 200 m 的精密进近着陆。
3.1.14
IIIb 类运行 Cat IIIb
DH 低于 30 m (100 ft)或无 DH,跑道视程小于 200 m 但不小于 50 m 的精密进近着陆。
3.1.15
IIIc 类运行 Cat IIIc
无 DH 和无跑道视程限制的精密进近着陆。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AFCS——自动飞行控制系统(automatic flight control system)
AH——警戒高(alert height)
A/P——自动驾驶仪(automatic pilot)
A/T——自动油门(automatic throttle)
CSCI——计算机软件配置项(computer software configuration item)
DH——决断高(decision height)
IETM——交互式电子技术手册(interactive electronic technical manual)
ILS——仪表着陆系统(instrument landing system)
LOC——无线电着陆信标(localizer)
4 要求
4.1 尺寸
自动驾驶仪各部件的外形尺寸应符合专用规范的规定。
4.2 重量
在保证强度、刚度和实现所要求的功能、性能的条件下, 应使自动驾驶仪各部件的重量应尽可能最小,各部件的重量应符合专用规范的规定。
4.3 颜色
自动驾驶仪各部件的颜色应符合专用规范的规定。
4.4 外观质量
自动驾驶仪各部件外表面不允许有锈蚀及影响外观质量的划伤、压痕、漆层脱落、变形、气孔和裂纹等缺陷。引出线及连接器应完整无损。
4.5 标志和代号
4.5.1 总则
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 产品标志
自动驾驶仪各部件上应设置防火和不易损坏的标牌或标记,内容应包括产品名称、型号、制造厂家名称、TSO/CTSO 编号、制造序列号、生产日期、计算机软件版本、标明硬件和软件的更改状态的标识等。
4.5.3 软件标志
计算机软件程序应有编号和修订版本号,并标识在按订货方要求交付的设备或相关技术文件上。
4.5.4 通用代码
除另有规定外,供货方编制的各类自动驾驶仪产品技术资料,其编码应符合 ATA 100 规范中自动飞行专业(第 22 章)的系统/部件通用代码规定。
4.6 材料
4.6.1 阻燃性
除了不会明显地促使火势蔓延的小零件(例如:按钮、垫圈以极小的电气元件)之外,自动驾驶仪各部件的所有材料均应是不助燃的或自熄性的,禁止使用镁合金等易燃的金属材料。
4.6.2 材料的选用
其损坏可能对安全性有不利影响的自动驾驶仪部件零件所用材料的适用性和耐久性必须满足下列要求:
a) 建立在经验或试验的基础上;
b) 符合经批准的标准(如工业或军用标准,或技术标准规定),保证这些材料具有设计资料中采用的强度和其他性能;
c) 考虑服役中预期的环境条件,如温度和湿度的影响;
d) 材料质量需经过试验或测试证明其应用的适用性和可靠性;
e) 应选用防霉、耐腐蚀材料;
f) 所选用的材料不应挥发有害气体;
g) 相接触的不同类别金属材料应防止电化学腐蚀;
h) 需要表面保护的零部件应进行防护处理;
i) 凡与具有腐蚀性物质接触的橡胶等材料都要进行水解稳定性试验。
注:列项 a)、b)、c)要求与 CCAR-25-R4§25.603(a)、603 (b)、603 (c)条的要求一致。
4.7 功能
4.7.1 工作方式
4.7.1.1 自动驾驶
接通自动驾驶工作方式后,自动驾驶仪自动地启动对飞机飞行姿态和轨迹的纠正,完成必要的功能,并保持飞机飞行在一个稳定的、预先设置的模态上。
4.7.1.2 驾驶盘(杆)操纵
在自动驾驶工作方式下,驾驶员通过机械操纵系统或侧杆把人工操纵输入叠加到自动驾驶仪中,控制飞机在不改变当前自动驾驶仪工作模态的情况下达到新的姿态或位置。
当退出驾驶盘(杆)操纵时:若已开启了飞行指引仪,则自动驾驶仪应衔接在当前工作模态的自动驾驶工作方式上;若未开启飞行指引仪,则应衔接在默认工作模态(或按订货方要求)的自动驾驶工作方式上。
4.7.1.3 飞行指引
飞行指引仪根据驾驶员预先选择的工作模态,通过控制偏差量或飞机预期位置的方式,在主飞行显示器上对驾驶员的操纵进行提示和指引,保证驾驶员操纵飞机的全部机动能力。
如果自动驾驶仪能同机载导航设备相连,则必须有向飞行机组指示当时工作状态的手段。选择器转换开关的位置不可作为一种指示手段。
注:4.7.1.3 条要求与 CCAR-25-R4§25.1329(h)条的要求协调。
4.7.2 工作模态
民用飞机自动驾驶仪一般具有(但不限于)下列工作模态:
a) 姿态保持,接通姿态保持模态时:
1) 自动驾驶仪控制保持接通时刻飞机的俯仰角和倾斜角,当接通时刻飞机的倾斜角绝对值不超过 5˚(或按专用规范规定)时,侧向控制保持当前的航向角或航迹角;
2) 当驾驶员进行驾驶盘(杆)操纵时,如果飞机的姿态在自动驾驶仪姿态保持模态范围内,那么恢复自动驾驶工作方式时自动驾驶仪应控制保持飞机所处的姿态。
b) 航向/航迹保持:接通航向/航迹保持模态, 自动驾驶仪控制飞机沿最小的差值角方向向机翼水平状态滚转,并保持建立机翼水平(倾斜角绝对值不超过 5˚,或按专用规范规定)时的航向/航迹角。真/磁航向/航迹的基准选择由专用规范规定。
c) 航向/航迹选择:
1) 4.8.1 c)规定的人机交互控制界面组件上的航向/航迹选择器,应具有 360˚的选择范围;
2) 飞机应以最小的角度或驾驶员通过航向/航迹选择器选择的机动方向自动地协调转弯到驾驶员所选择的或预先选定的任何航向/航迹上,并在 4.9.1 所规定的容差内保持该航向/航
迹;
3) 在飞机转弯到所选择的航向/航迹过程中,所建立的倾斜角应提供符合专用规范限制的转弯角速度,并要防止失速;
4) 自动驾驶仪控制飞机进入和改出转弯应是平稳和迅速的。
d) 自动协调转弯:除另有规定外,自动协调转弯功能应在 55 km/h 至飞机最大使用空速范围内,控制飞机实现消除侧滑的转弯。
e) 高度保持:
1) 保持接通模态时的修正海平面高度。当垂直速度小于 10 m/s 接通高度保持功能时,应当选择接通时的修正海平面高度作为基准高度,并将飞机控制到这个高度上。
2) 当飞机垂直速度大于 10 m/s 接通高度保持功能时,自动驾驶仪不应使飞机产生任何不安全的机动。
f) 飞行高度层改变:自动驾驶仪进行俯仰角控制,并自动接通自动油门的推力控制功能,综合控制飞机以稳定选定速度的方式,由当前高度爬升或下降至驾驶员通过人机交互控制界面组件选择的高度。当平滑机动至预选高度时,纵向模态转为高度保持,自动油门转为速度保持。
g) 垂直速度/航迹倾角选择与保持:控制飞机以保持驾驶员通过人机交互控制界面组件选择的垂直速度/航迹倾角的方式,爬升或下降至某一预先选择的高度,之后自动接通高度保持模态控制飞机在预先选择的高度上平飞。
h) 导航控制:自动驾驶仪与航电系统或设备交联,实现水平飞行剖面导航控制、垂直飞行剖面导航控制、自动油门控制、时间限制、到达时间控制等组合导航的控制功能。
i) 进场与着陆:自动驾驶仪使用航向道偏差信号和下滑道偏差信号,控制飞机沿指定的航迹和下滑轨迹,完成进场和着陆。
j) 自动着陆:自动着陆系统接收航向道信标信号和下滑道信标信号,在航空器机场运行最低标准中规定的 I 级、II 级或 III 级气象条件下,自动控制飞机航向道和下滑道,进场和下降至 DH,系统应及时地提供预警信号。分 I 类运行、II 类运行、IIIa 类运行、IIIb 类运行和 IIIc 类运行:
1) I 类运行状态下,自动驾驶仪自动控制下降至 60 m 的 DH。
2) II 类运行状态下,自动驾驶仪自动控制下降至 30 m 的最低 DH。
3) 具备 IIIa 类运行能力的自动驾驶仪(自动着陆系统)要求完成自动拉平直至接地的自动控制,但可不具备自动滑跑控制能力。
4) 具备 IIIb 类运行能力的自动驾驶仪(自动着陆系统)要求与前轮转弯系统交联,完成沿跑道中线滑跑部分或全部的自动控制能力。
5) 具备 IIIc 类运行能力的自动驾驶仪(自动着陆系统)要求完成沿跑道滑跑全部的自动滑行控制能力,无需依赖外部目视标志。
6) 执行 III 类运行要求自动着陆系统必须具备故障-工作系统所要求的余度架构。若探测到自动着陆系统在达到警戒高(AH)之前发生故障导致不具备故障-工作能力,或有关的机场地面设备发生故障,则不再继续进近而开始复飞。在警戒高以下,飞机或有关的 III 类着陆系统发生故障,可以安全进近、拉平着陆。
k) 起飞:自动驾驶仪纵向生成俯仰角指令控制飞机轨迹和速度,侧向生成滚转指令控制航向和倾斜角。或给出相应的指令符号,提示驾驶员按指引指令控制飞机。
l) 复飞:
1) 复飞方式只能通过人工方式接通,驾驶员在 DH 之前接通复飞,可接通自动驾驶仪的自动复飞功能,在 DH 之后接通复飞,则自动驾驶仪应断开;
2) 如果复飞模态设计成与其他自动驾驶仪模态同时工作的,则应由单一的开关位置(如复飞按钮)或单一的驾驶员操作动作,接通所有自动驾驶仪都进入与复飞相应的模态和工作方
式;
3) 自动驾驶仪控制飞机保持当前航向并以一定的航迹角爬升,不应引起飞机做增大下降速度的机动;
4) 在自动驾驶仪复飞模态接通时,如果同时工作的一个或任何几个其他的自动控制系统的组合不能工作,则自动驾驶仪应能满足基于正常复飞程序(包括推力、襟翼和起落架的人工操纵)的性能要求。
m) 自动配平:
1) 应提供能将控制系统对飞机的配平误差降为零的自动配平手段,包括俯仰、滚转和偏航。
2) 自动配平功能包括纵向驾驶杆(或驾驶柱)、横向驾驶杆(或驾驶盘)和脚蹬的配平,在自动驾驶仪接通自动驾驶工作方式时工作,用于消除操纵面舵机上的铰链力矩,避免自动驾驶工作方式断开时由于舵机回中使飞机产生不安全的扰动。
3) 自动配平的工作速率不应对飞机的瞬态产生较大的影响。
4) 自动配平的实现手段包含调整片配平、调效机构配平和安定面配平等。
5) 具有自动配平功能的自动驾驶仪的设计,必须能防止与配平功能相关的操纵系统在飞行中滑移,和在气动与振动作用下出现蠕动现象。
6) 调整片配平操纵必须是不可逆的,除非由驾驶员或由特殊的自动联动装置(如对着陆襟翼的情况)或由增益装置的使用来改变配平装置的位置,否则所有的配平装置应当始终保持在给定的位置上。如果自动联动或增益装置被用于与配平装置连接, 则应当保证在每个联动或增益使用完成后,配平装置应准确地回到它初始配平位置。为此要求配平作动机构必须是自锁的。
7) 具有电动配平系统的多机组人员飞机,应采用电路连锁,防止两个机组成员同时发出指令,在同一时刻引起相反控制。
n) 偏航阻尼:偏航阻尼功能驱动飞机方向舵,增加偏航运动的阻尼,进行协调转弯,抑制荷兰滚。
o) 自动油门:通过自动油门功能实现飞机表速、马赫数、发动机额定转速(N1或N2)或压缩比(EPR)等参数控制。
p) 飞行包线保护:自动驾驶仪接通工作时,应针对飞机所处的飞行高度、飞行速度及飞机姿态进行飞行包线保护,按专用规范要求执行。
4.7.3 工作状态等级分类
自动驾驶仪工作状态等级包括以下分类:
a) 1 级工作状态——飞行品质能确保顺利完成各项预定的飞行任务,乘客没有不舒适的感觉;
b) 2 级工作状态——飞行品质适合于完成各项飞行任务,但驾驶员的工作负担有所增加(或完成任务的效果有所降低,或两者兼有),乘客或有不舒适的感觉;
c) 3 级工作状态——飞行品质能满足安全地操纵飞机,但驾驶员的工作负担过重(或完成任务的效果不好,或两者兼有),飞行任务能够完成,乘客有不舒适的感觉。
4.8 设计与结构
4.8.1 组成
自动驾驶仪的系统组成应以最少的控制和监控满足本规范的功能、性能、安全性、可靠性和维修性等要求,一般由以下一项或几项组件/部件组成:
a) 计算功能组件:带监控支路的自动飞行控制计算机、多台带监控支路的自动飞行控制计算机组成的计算机子系统、驻留于其他开放式机载计算机架构中的自动驾驶仪软件功能模块等;
注:若自动驾驶仪为软件功能模块形式,则其驻留的硬件应能满足实现自动驾驶仪功能所需的相应硬件余度
等级要求。
b) 传感器组件:加速度传感器、角速率传感器、全/动压及静压传感器、攻角/侧滑角传感器、驾驶员操纵传感器等;
c) 人机交互控制界面组件: 自动飞行控制装置/控制板、机载综合显示装置等供驾驶员手动接通自动驾驶仪工作方式和工作模态,并可观测到其接通状态的组件;
d) 执行机构组件:驾驶仪回传作动器、舵机、自动油门执行机构、各类驾驶仪用执行机构的配套钢索及绞盘等。
4.8.2 部件布置与安装
4.8.2.1 部件布置
自动驾驶仪部件的布置应满足下列要求:
a) 应布置在地勤人员便于接近的位置;
b) 应在满足性能、可靠性和不易损坏等要求的条件下,尽可能使传输线路最短;
c) 角速率传感器一般应布置在机体一次弯曲振型的波腹处;
d) 加速度传感器一般应布置在机体一次弯曲振型的波节处;
e) 全/动压、静压传感器的布置应尽可能靠近空速系统的探头处;
f) 攻角、侧滑角传感器的布置应经风洞试验和/或飞行试验确定,并有校正数据;
g) 驾驶员操纵传感器应尽可能与驾驶杆(盘)、脚蹬直接相连;
h) 驱动操纵面的伺服作动器应尽可能与操纵面直接相连,副作动器应尽可能靠近伺服作动器,并便于装卸、检查与调整;
i) 具有相同功能的余度部件间应采用分布式安装;
j) 对电磁干扰敏感的部件的结构和位置,应考虑电磁环境的影响;
k) 自动驾驶仪的每项部件必须保证在安装后功能正常。
4.8.2.2 部件安装
4.8.2.2.1 可达性
自动驾驶仪部件的安装的可达性应满足下列要求:
a) 自动驾驶仪的每个手动操纵器件必须是每个驾驶员易于接近的。
b) 自动驾驶仪的部件和线路应设计成便于地勤人员接近并进行维修。
c) 自动驾驶仪部件及线路的设计、安装、定位以及检查口盖的布置, 应在对飞机不做较大分解的情况下就能进行安装、拆卸、修理和润滑。
d) 应用定位销或类似的方法将自动驾驶仪各部件定位并固定在其行程的某一位置上,如中立位置,以便于正确安装。
e) 自动驾驶仪部件在安装时允许尽可能少地拆下某些其他部件,包括操纵面。
f) 必须具有措施,使能进行为持续适航所必需的检查(包括检查主要结构元件和操纵系统)、更换正常需要更换的零件、调整和润滑。每一项目的检查方法对于该项目的检查间隔时间必须是切实可行的。
g) 如果表明无损检查是有效的并在 CCAR-25-R4 中 25.1529 条的要求的维护手册中规定有检查程序,则在无法进行直接目视检查的部位可以借助无损检查手段来检查结构元件。
注:列项 a)要求与 CCAR-25-R4§25.1329(c)条的要求一致。
4.8.2.2.2 控制器和按钮的安装
自动驾驶仪人机交互控制界面组件上的控制器和按钮,其安装应满足下列要求:
a) 飞机在飞行时,需要进行操作的自动驾驶仪人机交互界面控制组件和按钮应可靠地工作,并应具有很小的间隙和适当的灵活性,以防止在工作中因冲击、振动引起的工作位置的变动;
b) 在所有状态下,控制器和按钮应便于接近,并具有使用方便、易于区分、容易操作的形状和尺寸;
c) 在座舱中的控制器和按钮应符合人机工效的要求,其操作方向和位置应符合 4.8.4.1.4 c)要求。
4.8.2.2.3 防碰撞
在所有由于物品掉落、装货、更换发动机等可能发生碰撞的机上部位,应对自动驾驶仪的部件和线路采取保护、遮盖措施,或对异物进行疏导。
4.8.2.2.4 排放
对可能存在积水、漏油或受其影响的自动驾驶仪部件和线路, 在设计上(包括飞机结构设计)应采取排放措施。
4.8.3 软件及硬件开发
自动驾驶仪软件及硬件开发应满足如下要求:
a) 应依据 SAEARP 4754 中规定的方法,进行自动驾驶仪软件和硬件的研制保证等级分析;
b) 自动驾驶仪软件的开发、质量保证及符合性验证等过程应符合 HB/Z 295-1996 的规定;
c) 自动驾驶仪硬件的开发可参考 RTCA/DO-254。
4.8.4 设计
4.8.4.1 控制
4.8.4.1.1 断开
为保证自动驾驶仪的自动驾驶和自动油门功能从飞机操纵系统中可靠断开,应满足下列要求;
a) 自动驾驶仪应设计成驾驶员能迅速确实地断开,以防其干扰驾驶员操纵飞机;
b) 自动驾驶仪和自动油门功能的快速断开控制器件必须提供给每一个驾驶员;
c) 自动驾驶仪快速断开控制器件应安装在两个驾驶盘上远离油门杆的一侧;
d) 自动油门快速断开控制器件应安装在推力控制杆上;
e) 驾驶员在操纵驾驶盘(或侧杆等等效控制装置)和推力控制杆时应易于接近快速断开控制器件。注:列项 a)、b)要求与 CCAR-25-R4§25.1329(a)条、1329(c)条的要求一致。
4.8.4.1.2 快速卸载
对于使用杆盘操纵方式的飞机,应具有快速卸除自动驾驶仪及自动油门的操纵杆力的能力。
4.8.4.1.3 控制权限
除另有规定外,自动驾驶仪的控制权限和控制范围(依据 HB 7102-1994)应满足下列要求:
a) 自动驾驶仪的权限一般为舵面权限的 30%;
b) 在俯仰±50˚、倾斜±75˚以及偏航±20˚的最小范围内,自动驾驶仪应有使飞机沿三轴恢复到指令姿态的能力;
c) 应当提供限制装置,使飞机通过自动驾驶仪操纵的机动飞行限制在俯仰±30˚和倾斜±45˚的最大范围内,左右转弯角度不受限制;
d) 自动油门的工作范围应使发动机处于正推力控制区内。
4.8.4.1.4 操纵与控制
自动驾驶仪操纵与控制,应按照专用规范的相关规定或满足下列要求;
a) 当飞行机组操纵飞行控制器件用力过度时自动驾驶仪不会产生潜在的危险。
b) 自动油门操作期间,飞行机组去移动推力杆时不要求用过多的力,当飞行机组操纵推力杆用力过度时自动油门不会产生潜在的危险。
c) 为了防止不适当的使用或混淆,每一个自动驾驶仪模态选择或参数装订操作器件的功能和运动方向,必须清楚地标示在每一个控制器件上或其近旁。操纵器件操作动作的直感必须与此种操作对飞机或对被操作部分的效果直感一致,应与飞机预期的运动趋势方向相协调。用旋转运动调节大小的操纵器件,必须从断开位置顺时针转起,经过逐渐增大的行程达到全开位置。
d) 自动驾驶仪模态选择或参数装订的操纵器件相对于驾驶员座椅的位置和布局,必须使任何身高158cm 至 190cm 的最小飞行机组成员就座并系紧安全带和肩带(如果装有)时,每个操纵器件可无阻挡地作全行程运动而不受座舱结构或驾驶员衣着等干扰。
e) 自动驾驶仪的设计和调整必须做到,在驾驶员可以调整的范围内,在适用于自动驾驶仪(含飞行指引)的飞行条件下,不论正常工作或故障(假设驾驶员在合理的时间内开始进行修正),均不会对飞机产生危险的载荷或产生危险的飞行航迹偏移。
f) 必须有可靠的联锁和联接顺序以免系统不正常动作,并应有保护措施,防止由于故障而使交联部件相互产生有害的作用。
4.8.4.1.5 接通—断开瞬态
自动驾驶仪接通—断开瞬态,应按照专用规范的相关规定或满足下列要求;
a) 自动驾驶仪、模态或传感器的衔接或转换导致的飞机航迹瞬变,都不得大于本条 d) 1)中定义的小瞬态状态。
b) 在正常情况下,自动驾驶仪的任何自动控制功能的断开导致飞机航迹的瞬态反应不得大于小瞬态状态。
c) 在非正常情况下,自动驾驶仪的任何自动控制功能的断开导致飞机航迹的瞬态反应不会大于本条 d) 1)中定义的严重瞬态状态。
d) 瞬态为对飞机飞行航迹的一种干扰:
1) 小瞬态状态不会严重减小飞行安全冗余,且机组具有较好的行为能力。小瞬态状态会导致轻微增加机组的工作负担或对乘员带来身体不适。
2) 严重瞬态状态会引起安全冗余严重减小,机组工作负担增加,可能造成机组和乘员非致命性伤害。
4.8.4.2 显示
4.8.4.2.1 人机交互控制界面组件
符合自动驾驶仪基本架构的人机交互控制界面组件,应提供自动驾驶仪接通状态、模态接通、模态转换、可装订参数模态的参数预选值的显示。并满足以下规定,和/或按专用规范规定:
a) 工作模态的名称应用中文文字或约定俗成的英文缩写名称,清晰标注在自动驾驶仪人机交互控制界面组件的面板上。
b) 自动驾驶/飞行指引仪的功能、控制、标示和警告,必须设计成能将机组根据飞行指引进行操纵的失误和混淆最小化。
c) 必须提供不止一种措施或在不同的人机交互控制界面组件上指示当前驾驶仪的工作方式和工作模态信息,包括模态的预位状态及模态被接通的转变事件。选择开关的位置不可作为一种指示手段。
d) 各种界面上的显示必须分类,并以合理和一致的方式,在所有可预期的照明条件下,使驾驶员清晰可见。
4.8.4.2.2 警告及故障显示
自动驾驶仪警告及故障显示应满足下列要求:
a) 自动驾驶仪应能输出必要的告警和状态指示,并区分指示不同的级别;
b) 自动驾驶仪处于自动驾驶工作状态被断开或不在工作状态时,必须给每一个驾驶员提供与驾驶舱其他警告截然不同的视觉和听觉警告,要求立即采取措施;
c) 自动油门系统或功能断开或不能被接通时,必须给每一个驾驶员提供警示,可以要求采取措施;
d) 各种界面上的显示必须被分类,并以合理和一致的方式,在所有可预期的照明条件下对每一驾驶员都清晰可见。
4.8.4.2.3 机内自检测(BIT)显示
如采用机内自检测(BIT),应能显示当前进行的机内自检测的进程,在需要时通知检测人员提供检测所要求的人工输入或交互操作,并能在检测出系统故障状态时,指示出系统未准备就绪。
4.8.4.2.4 故障状态显示
若自动驾驶仪为余度系统,应在飞行全阶段提供允许驾驶员判别其余度工作状态的故障告警显示。自动驾驶仪模态的降级或自动断开,应通过适当的告警显示来指示。
4.8.4.3 极性
自动驾驶仪的控制信号和稳定信号的极性应与型号规定的机体坐标系以及飞机各舵面正确运动方向相对应,其对应关系由专用规范规定。
4.8.4.4 传动比
自动驾驶仪的执行机构或舵面运动量与有关信号之间的比值由专用规范规定。
4.8.4.5 余度设计
应根据飞行安全性和任务可靠性的要求来确定合适的余度配置和余度管理方法,具体如下。
a) 故障-消极保护系统通常使用两套独立的自动驾驶/飞行指引和操纵计算通道(双余度);注 1:若探测到双余度间计算有差异,并且不能确定哪一套计算有误,则系统故障断开。
注 2:故障-消极保护自动着陆系统不提供着陆前拉平控制,限制在 IIIa 类运行。
b) 故障-工作系统至少使用三套独立的自动驾驶/飞行指引和操纵计算通道(3×1 余度)或者由两套独立的自动驾驶(每一套自动驾驶仪提供双重的独立计算,2×2 余度)组成。
注 1:如果在飞行操纵计算过程中探测到计算差异,系统能通过比较正确有效的两套计算,排除来自错误通道的指令,使系统能够使用正确的两套计算继续飞行的引导和操纵。
注 2:故障-工作自动着陆系统可在首次发生故障时仍能保持正常工作,不需要机组介入而安全完成着陆。
4.9 性能
4.9.1 姿态保持精度
在平稳大气中,姿态保持相对于参考基准的静态精度应满足下列要求或按专用规范规定:
a) 对于俯仰姿态(机翼水平)应保持在±0.5˚以内,定常飞行时振幅应保持在±0.25˚以内;
b) 对于倾斜姿态应为±1˚以内,定常飞行时振幅应保持在±0.5˚以内;
c) 对于航向姿态应为±0.5˚以内,定常飞行时振幅应保持在±0.25˚以内。
4.9.2 俯仰瞬态响应
在平稳大气中,相对于参考基准的静态精度,自动驾驶被人工超控使飞机受到±5˚以内的俯仰扰动后,飞机应以不超过初始偏移 20%的一次超调恢复到原先的俯仰姿态,或按专用规范规定。
4.9.3 滚转瞬态响应
在平稳大气中,相对于参考基准的静态精度,当自动驾驶被人工超控且飞机达到±20˚的倾斜角时释放超控控制,飞机应以不超过初始偏移 20%的一次超调恢复到原先的倾斜姿态,或按专用规范规定。
在航向超控并产生相当于 0.15 g 的侧向过载的侧滑角之后,飞机应以不超过初始偏离的 20%的一次超调恢复到原先的航向上,或按专用规范规定。
4.9.4 平稳飞行时的剩余振荡
在平稳大气中,相对于参考基准的静态精度,在飞机的重心处测得的剩余振动应满足下列要求:
a) 法向加速度不超过±0.05 g;
b) 侧向加速度不超过±0.02 g;
c) 俯仰角偏差不超过±0.25˚ ;
d) 倾斜角偏差不超过±0.50˚ ;
e) 航向角偏差不超过±0.25˚。
4.9.5 航向/航迹选择
在平稳大气中,相对于参考基准的静态精度,超调不应大于 1.5˚(襟翼处于收起位置)或 2.5˚(襟翼处于放下位置)。
4.9.6 自动协调转弯
4.9.6.1 稳定倾斜时侧向加速度限制
当飞机稳定倾斜角达到 60˚时,不协调的侧滑应不超过 2˚, 或侧向加速度不超过 0.03 g,择其要求严格者。在所有情况下,各轴的侧向加速度应是中心处沿机体轴的。
4.9.6.2 滚转时侧向加速度限制
滚转时侧向加速度限制应满足如下要求:
a) 对于具有高达 60˚/s 滚转速率能力的飞机,当飞机基本上做定高度飞行并以该速度从一侧 60˚滚转到另一侧 60˚时,侧向加速度应由自动驾驶仪保持在±0.1g 以内;
b) 对于具有超过 60˚/s 滚转速率能力的飞机,当飞机以其极限滚转速率滚准时,侧向加速度应保持在 0.2 g 以内。
4.9.7 高度保持控制
4.9.7.1 控制精度
在飞机推力—阻力能力范围内,并在稳定倾斜角时,自动驾驶仪应满足表 1 规定的控制精度,或按专用规范的规定。
表 1 控制精度
4.9.7.2 剩余振荡周期
在表 1 规定的精度范围内,自动驾驶仪应满足下列要求:
a) 任何剩余振荡的周期应不小于 20 s;
b) 所产生的法向过载增量应不超过 0.2 g。
4.9.8 飞行高度层改变
在高度保持模态的工作范围内,从任何接通高度过渡到预选高度应是平滑的,自动驾驶仪应满足下列要求或按专用规范规定:
a) 其瞬态的第一次超调不应超出所保持高度的 5%;
b) 高度选择的预选范围应为(0~12000)m。
4.9.9 垂直速度/航迹倾角保持
在爬升或下降阶段,自动驾驶仪接通垂直速度/航迹倾角模态时应满足下列要求:
a) 垂直速度的控制精度应不低于 1 m/s;
b) 航迹倾角的控制精度参考 4.9.1 俯仰角控制。
4.9.10 垂直速度/航迹倾角选择
自动驾驶仪垂直速度/航迹倾角选择应满足下列要求或按专用规范规定:
a) 垂直速度的预选范围至少应为±30 m/s;
b) 航迹倾角的预选范围至少应为±10˚。
4.9.11 导航控制
在导航控制功能下,自动驾驶仪-飞机组合是整个导航系统回路中的一个环节,该环节必须满足的要求取决于导航回路、导航算法和导航系统机载设备配置的性能要求,或由专用规范确定。
在使用导航控制功能时,自动驾驶仪进行姿态、水平航迹、垂直轨迹、高度、空速等参数控制的精度,应基于导航系统传感器提供的精度,并符合本规范 4.9 自动驾驶仪姿态保持控制和高度保持控制等相关性能的控制精度要求。
4.9.12 进场与着陆
4.9.12.1 航向道控制
当选择此模态时,自动驾驶仪应能使飞机飞到所选航向且以平稳的状态捕获和追踪航向信标。应满足下列要求:
a) 在无风情况,对于离开跑道入口 10 km 处切入角小于 45˚的情况,向航向波束机动跟踪。捕获过冲应小于 0.33˚。
b) 当初始切入角为 45˚至 60˚对航向信标进行截获时,初始超调不应超过 50%(75μA),系统阻尼比不应小于 0.1。在航向信标跟踪过程中,系统阻尼比不应小于 0.2。
c) 初始跟踪阶段(从 ILS 台外指点信标至高出跑道 90 m),自动驾驶仪应能保持飞机的 2σ 位置(95%的概率)在航向信标波束中心 0.47˚(35μA)的范围内。
d) 末端跟踪阶段(高出跑道 90 m 至 30 mDH),自动驾驶仪应能保持飞机的 2σ 位置在航向信标波束中心 0.33˚(25μA)的范围内。
e) 本条提及的性能要求应当在下列合理情况下被满足:
1) 逆风 13 m/s,顺风 5 m/s,中等紊流,侧风 8 m/s;
2) 在离地 30 m 时平均速度为 2 m/s 的风切变(II 类运行);
3) 在离地 30 m 时平均速度为 4 m/s 的风的切变(III 类运行)。
f) 航向道控制模态中不应存在持续的振荡。
4.9.12.2 下滑道控制
当接通仪表着陆下滑模态时,自动驾驶仪应使飞机以平稳的状态捕获下滑道,对下滑波束进行跟踪。应满足下列要求:
a) 捕获下滑道第一次超调不应超过偏离下滑信号波束中心 0.16˚(35μA)的误差,此后自动驾驶仪的阻尼比不应小于 0.2。
b) 当初始切入角为 45˚至 60˚对航向信标进行截获时,初始超调不应超过 50%(75μA),系统阻尼比不应小于 0.1。在航向信标跟踪过程中,系统阻尼比不应小于 0.2。
c) 当应用 II 级 ILS 地面设施时,在下滑信标台基准以上 210 m 至 30 mDH 之间,自动驾驶仪应控制飞机保持下滑信标天线位置的 2σ 偏差在下滑信标波束中心的 0.16˚(35μA)范围内或波束中心的±3.7 m 范围以内,取大者。
d) 本条提及的性能要求应当在下列合理情况下被满足:
1) 逆风 13 m/s,顺风 5 m/s,中等紊流,侧风 8 m/s;
2) 在离地 30 m 时平均速度为 2 m/s 的风切变(II 类运行);
3) 在离地 30 m 时平均速度为 4 m/s 的风的切变(III 类运行)。
4.9.13 自动着陆
自动驾驶仪自动着陆除需满足 4.9.12 的要求外,还应满足下列要求:
a) III 类运行时,从 30 m 到接地,飞机应逐渐精确跟踪航向信标,到接地时的精度为 0.73˚。
b) 在 30 m 时,下滑道精度追踪到 3.7 m 之内,下降速率应小于 2.4 m/s。
c) 按 2σ 概率(95%)计算,自动着陆系统控制的飞机主起落架接地点,平均接地点纵向应在下滑道与跑道交点以外不超过 460 m,接地点侧向不应在波束中心的±8 m 范围外。
d) 本条提及的性能要求应当在下列合理情况下被满足:
1) 逆风 13 m/s,顺风 5 m/s,中等紊流,侧风 8 m/s;
2) 在离地 30 m 时平均速度为 2 m/s 的风切变(II 类运行);
3) 在离地 30 m 时平均速度为 4 m/s 的风的切变(III 类运行)。
4.9.14 复飞
4.9.14.1 自动驾驶仪复飞纵向控制
除另有规定外,自动驾驶仪复飞纵向控制应使飞机产生足够平稳的俯仰运动,以建立正的爬升率,并使飞机与有关文件规定的越障安全高度面相交的概率不高于 10E-6。如果恰好在自动复飞之前,或者在复飞的过程中出现偶然的单台发动机失效的情况,则在进场设计速度的基础上,自动驾驶仪在这一模态接通 30 s 内,不应引起飞机临近失速。如果工作程序要求在出现单台发动机偶然失效时需断开这一模态,则应及时警告驾驶员立即实施断开操作程序,在这种情况下,断开应由人工完成。
4.9.14.2 自动驾驶仪复飞侧向控制
除另有规定外,自动驾驶仪复飞侧向控制应保持飞机在 4σ 位置在有关文件所规定的越障安全高度面的横向边界内。
4.9.15 自动配平
自动驾驶仪自动配平控制性能指标应按专用规范规定。
4.9.16 偏航阻尼
自动驾驶仪应满足下列要求表 2 规定的偏航阻尼控制精度,或按专用规范的规定。
表 2 偏航阻尼控制精度
4.9.17 自动油门
4.9.17.1 空速保持
自动驾驶仪应满足下列要求并保证周期性震荡至少应有 20 s 的周期:
a) 空速的稳态误差应不超过±9 km/h 或±2%以内,择其大者;
b) 空速的预选和微调范围至少应为±10 km/h。
4.9.17.2 马赫数保持
自动驾驶仪应满足下列要求并保证周期性震荡至少应有 20 s 的周期:
a) 马赫数的稳态误差应不超过±0.02;
b) 空速的预选和微调范围至少应为±0.05。
4.9.17.3 推力保持
对喷气式航空发动机 N1 或N2 转速的稳态控制误差应不超过±0.3%。当接通复飞时, 应能达到专用规范所要求复飞阶段推力控制性能。
4.9.18 飞行包线保护
应按专用规范规定设置飞行包线保护功能以保证飞机的安全,可选用迎角限制、侧滑角限制、倾斜角限制、失速保护、垂直速度限制、过载限制、滚转速率限制、偏航速率限制、低高度拉起等保护措施。
4.10 电气特性
4.10.1 电源
自动驾驶仪电源应满足下列要求:
a) 自动驾驶仪应使用机上正常和/或不间断汇流条提供的直流电源供电,供电电压按专用规范规定;
b) 当仅使用不间断/备用电源进行供电时,自动驾驶仪应断开;
c) 除非专用规范另有规定,自动驾驶仪的输入信号与相应的反馈信号应使用同一电源,以防止由于电压的差异引起指令值与实际值之间的误差;
d) 自动驾驶仪所属部件用电应与飞机供电电源特性相容,当承受来自飞机电源的浪涌、尖峰电压等特性时,仍能正常工作,并应符合专用规范的规定;
e) 工作电源应具备余度,应给关键或飞行阶段关键的飞行控制系统提供有保障措施的备用电源,并能自动接通;
f) 当使用地面电源时,自动驾驶仪应能正常工作,并满足对控制系统的全部性能要求。
4.10.2 能源波动
除另有规定外,则在电压不超过额定值±10%和/或频率在额定值的±5%范围内和/或气压或液压不超过额定值的±30%范围内,自动驾驶仪应能正常工作。这些值为稳定状态的值。
在上述范围内的瞬态变化和超过范围的变化均不应引起不安全的操纵。由于特殊使用要求, 超过这些值的变化不应引起自动驾驶仪的损坏,导致不安全状态。
4.10.3 绝缘电阻
自动驾驶仪各部件的电路之间、电路与壳体之间的绝缘电阻值应符合表 3 的规定,或按专用规范的规定。在包含绕组线圈、电阻、电容等元件的回路不进行该项检查。
表 3 绝缘电阻
4.10.4 绝缘介电强度
自动驾驶仪各部件的电路之间,电路与壳体之间,在表 4 或按专用规范规定的绝缘介电强度条件下,应无击穿、跳火花或电晕现象。在包含绕组线圈、电阻、电容等元件的回路不进行该项检查。
表 4 绝缘介电强度
4.11 接口
4.11.1 电气接口
自动驾驶仪各部件的电气接口应满足下列要求:
a) 控制信号是通过总线接口输出时,信号的刷新周期应能满足控制回路的精度和动态性能要求,并对信号的刷新周期进行监控处理;
b) 控制信号是通过数模转换接口输出时,采样速率和数模转换器的分辨率应能满足控制回路的精度和动态性能要求,而采样和数字化过程中产生的噪声不应使计算机输出饱和或引起操纵面运动;
c) 控制信号是通过模拟电路接口输出时,模拟电路的增益波动和零位漂移大小应能满足控制回路的精度和动态性能要求,产生的噪声不应使计算机输出饱和或引起操纵面运动。
4.11.2 机械接口
自动驾驶仪各部件的机械接口应满足下列要求:
a) 自动驾驶仪或自动油门执行机构的输出轴和机上的操纵杆系通过机械接口相连。
b) 机械接口应保证自动驾驶仪及自动油门的正常工作。
c) 机械接口的设计应保证自动驾驶仪及自动油门的控制权限,并保证自动驾驶仪控制的安全性。
d) 下列任一情况下,每个自动驾驶仪部件上可卸的螺栓、螺钉、螺母、销钉或其他可卸紧固件,必须具有两套独立的锁定装置:
1) 它的丢失可能妨碍在飞机的设计限制内用正常的驾驶技巧和体力继续飞行和着陆;
2) 它的丢失可能使俯仰、航向或滚转操纵能力或响应下降至低于 CCAR-25-R4 中B 分部的要求。
4.12 环境适应性
4.12.1 温度—高度
4.12.1.1 地面耐受低温和低温短时工作
自动驾驶仪各部件应能经受RTCA/DO-160F 第 4 章规定的地面耐受低温试验和低温短时工作试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪功能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.1.2 低温工作
自动驾驶仪各部件应能经受 RTCA/DO-160F 第 4 章规定的低温工作试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪功能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.1.3 地面耐受高温和高温短时工作
自动驾驶仪各部件应能经受RTCA/DO-160F 第 4 章规定的地面耐受高温试验和高温短时工作试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪功能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.1.4 高温工作
自动驾驶仪各部件应能经受 RTCA/DO-160F 第 4 章规定的高温工作试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.2 高度、减压和过压试验
4.12.2.1 高度
自动驾驶仪各部件应能经受RTCA/DO-160F 第 4 章规定的高度试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.2.2 减压(按需)
自动驾驶仪各部件应能经受RTCA/DO-160F 第 4 章规定的减压试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.2.3 过压(按需)
自动驾驶仪各部件应能经受过压 RTCA/DO-160F 第 4 章规定的试验,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.3 温度变化
自动驾驶仪各部件应能经受 RTCA/DO-160F 第 5 章规定的温度变化试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.4 湿热
自动驾驶仪各部件应能经受RTCA/DO-160F 第 6 章规定的湿热试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10 和专用规范中对部件电气特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.5 工作冲击和坠撞安全
4.12.5.1 工作冲击
自动驾驶仪各部件应能经受 RTCA/DO-160F 第 7 章规定的工作冲击试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.5.2 坠撞安全
自动驾驶仪各部件应能经受 RTCA/DO-160F 第 7 章规定的坠撞安全试验条件,包括坠撞冲击试验和坠撞持续载荷试验。经过坠撞安全试验后, 安装连接件不应出现破坏,自动驾驶仪部件与安装试验架应不分离。
4.12.6 振动
自动驾驶仪各部件应能经受RTCA/DO-160F 第 8 章规定的振动试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.7 爆炸性大气
自动驾驶仪各部件在可燃性气体中工作而不引起爆炸的能力,或带外壳的部件隔断其内部发生的火焰不至于蔓延到外部的能力,应满足 RTCA/DO-160F 的要求,试验过程中自动驾驶仪各部件不应引起爆炸,并具备火焰隔离能力。
4.12.8 砂尘(按需)
自动驾驶仪各部件暴露在砂尘中的部件对飞散砂尘环境的适应能力应满足 RTCA/DO-160F 的要求。试验后自动驾驶仪的性能应符合专用规范规定。
4.12.9 霉菌
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 13 章规定的霉菌试验条件,试验时间为 28 d,试验后其霉菌生长情况应符合专用规范的规定。
4.12.10 盐雾
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 14 章规定的盐雾试验条件,试验时间根据受试产品的使
用环境由专用规范规定,试验后自动驾驶仪应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.11 磁影响
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 15 章规定的磁影响试验条件,应满足专用规范对其预定安装类别的要求。自动驾驶仪的磁效应不应对安装在同一飞机内的其他设备的工作产生不利影响。
4.12.12 电源输入
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 16 章规定的电源输入试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 条或专用规范的要求。
4.12.13 电压尖峰
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 17 章规定的电压尖峰试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.14 音频传导敏感性
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 18 章规定的音频传导敏感性试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.15 感应信号敏感性
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 19 章规定的感应信号敏感性试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.16 射频敏感度
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 20 章规定的射频敏感度试验条件,试验量级由专用规范规定,试验中自动驾驶仪应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.17 射频能量辐射
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 21 章规定的射频能量辐射试验条件,应满足专用规范所规定的设备类型所允许的射频能量辐射要求。
4.12.18 雷电感应瞬态敏感度
自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 22 章规定的雷电感应瞬态敏感度试验条件,试验量级由专用规范规定,试验中应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
4.12.19 静电放电和防静电保护
自动驾驶仪静电放电和防静电保护应满足下列要求:
a) 自动驾驶仪应能经受 RTCA/DO-160F 第 25 章规定的静电放电试验条件,试验期间应能正常工作,并能满足 4.10、4.11 或专用规范中对部件电气特性、接口特性的要求。进行自动驾驶仪性能试验,则应满足 4.9 或专用规范的要求。
b) 电搭接和防静电保护的设计,必须使得造成如下危害的静电积聚最小:
1) 人员电击受伤;
2) 点燃可燃气体;
3) 干扰安装的电子电气设备。
c) 通过如下方法,以证明符合本条 b)段要求:
1) 将部件对机身进行可靠搭接;
2) 采取其他可接受的方法消除静电,使其不再危及飞机、人员或其他安装的电子电气系统的正常运行。
4.12.20 结冰
自动驾驶仪各部件在遇到 RTCA/DO-160F 中温度、压力和湿度急剧变化而结冰的情况下, 所有机械联结到主空气动力操纵面和配平操纵面上的部件应能正常工作。
4.13 可靠性
4.13.1 一般要求
自动驾驶仪应设计成:如果系统中出现单一故障(陀螺机械故障除外),不应有信号在多于一个主空气动力操纵面和配平动力操纵面轴上引起 4.15.3 所确定的加到飞机上的最大执行机构操纵力。
4.13.2 定量要求
自动驾驶仪的平均故障间隔时间(MTBF)由专用规范规定。
4.14 维修性
4.14.1 一般要求
自动驾驶仪维修性应满足如下要求:
a) 应依据专用规范要求,制定自动驾驶仪维修方案。
b) 自动驾驶仪故障状态维修时间及维修时的调整应最小。所有部件的安装均应采用具有锁紧措施的紧固件,不得使用保险丝,并应采用在安装时起对准定位作用的定位销。
c) 应提供便于进行控制系统参数地面调整的装置,但这种装置应最少,并且应使驾驶员不能接触。
d) 控制系统应具备监控装置,并具有故障记录和报告的手段。
e) 没有订货方的书面批准,部件或组件不得封装或永久性密封,以保证任何时候都能进行必要的修理。
4.14.2 定量要求
自动驾驶仪的平均维修时间(MTTR)由专用规范规定。
4.14.3 防差错措施
自动驾驶仪防差错措施应满足如下要求:
a) 为避免设备、线路在安装、连接方面的人为差错, 自动驾驶仪在有关结构型式、尺寸及连接方式上应采取防错措施;
b) 禁止仅通过采用颜色或标志识别的方法作为防错措施;
c) 在设计上应采取措施,防止各种控制器的错误安装、错误连接和反向工作。
4.14.4 维修等级
4.14.4.1 非计划性维修
4.14.4.1.1 停机坪现场维修项目
停机坪现场维修主要依靠 BIT 检测、确定和隔离故障, 仅限于对 LRU 级部件的更换。部件和设备的安装、测试或故障隔离到 LRU 级,应不要求专用的地面支持设备。应规定 MTTR 和最大维修时间,除非另有规定,更换自动驾驶仪部件应不超过 0.5 h。
4.14.4.1.2 机场修理厂维修项目
机场修理厂级维修主要用于对自动驾驶仪的功能进行全面测试,进行 LRU 级故障的详细定位或被授权进行部件软件升级,需要必要的地面支持设备。应分别规定 LRU 和 SRU 的 MTTR 和最大维修时间。
4.14.4.1.3 设备承制厂维修项目
设备承制厂级维修对自动驾驶仪进行性能检测、故障隔离、设备分解、修理、更换 SRU 级元器件、软件升级、组装和性能试验等,需要必要的地面支持设备。
4.14.4.2 计划性维修
4.14.4.2.1 飞行前和飞行后检测
飞行前和飞行后检测可结合自动驾驶仪的 BIT 功能实现,或按专用规范要求。
4.14.4.2.2 定期检查
对自动驾驶仪进行功能性定期检查,具体要求按专用规范要求执行。
4.14.5 外场测试接口
自动驾驶仪及部件应能与外场维修所需的设备相连接。应通过引线或连接件引到系统或部件所选定的测试点。应提供足够的测试点以利于检查和排除故障。
4.15 安全性
4.15.1 一般要求
安全性应满足下列一般要求:
a) 根据 SAEARP 4761 规定的安全性评估程序开展自动驾驶仪的安全性评估工作,应识别自动驾驶仪的功能危险事件,使用故障树分析、共模故障分析等可靠性分析工具, 进行自动驾驶仪的功能危险分析,在研制阶段适时开展初步系统安全性评估和系统安全性评估,并进行必要的共模分析,以满足飞机专用规范的要求。
b) 通过地面装机试验,验证在系统出现单个故障或故障组合情况下,飞机仍是可操纵的。
c) 自动驾驶仪与部件的设计,在单独考虑以及与其他系统一同考虑的情况下,必须符合下列规定:
1) 发生任何妨碍飞机继续安全飞行与着陆的失效状态的概率极不可能(概率为大不超过 10E -9);
2) 发生任何降低飞机能力或机组处理不利运行条件能力的其他失效状态的概率不大可能(概率大于 10E-9 且不超过 10E-5)。
4.15.2 系统连锁
如果自动驾驶仪综合来自辅助控制器的信号或向其他设备提供信号,则必须有确实的联锁和联接顺序以免系统不正常动作。同时还要求有保护措施,防止由于故障而使交联部件相互产生有害的作用。
注:本条的内容与 CCAR-25§25.1329(g)条的要求一致。
4.15.3 执行机