某型飛機自動著陸無拉起信號設計的分析

張　清

(國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007)

某型飛機自動著陸無拉起信號設計的分析

張清

(國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007)

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

關鍵詞：自動著陸；拉起；下滑道；人工操縱

某架飛機大修出廠試飛時，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記錄和視頻記錄，比對其它飛機自動著陸階段飛行姿態和一次性指令情況，證實該飛機自動著陸階段都沒有出現拉起現象；另一方面，查看技術資料，沒有資料表明自動著陸應有“拉起”現象。并與試飛員進行了理論上的交流，打消了試飛員的疑慮。為什么該型飛機在自動著陸階段下滑時沒有設計“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，為了防止撞地而設置了“拉起”方式。遇到下列情況其中之一，自動控制系統САУ由穩定幾何高度方式 Нрв自動轉入“Увод”(拉起)方式，迅速將飛機向上拉起，以免撞擊障礙物。

a) 大氣信號系統СВС和無線電高度表故障；

b) 自動控制系統組合故障；

c) 垂直下降速度大于15米/秒；

d) 當前高度(Нтек)達到危險高度值(Нон)；

其中：K·fув——與飛機垂直速度有關的計算部分；

e) 當前高度低于60米。

當出現上述因素的任何一個時，自動控制系統自動接通“Увод”(拉起)方式，發出“拉起”指令[1]。此時，飛機的縱向操縱通道迅速增大θ，產生(2 ～4)個單位過載，使飛機迅速爬高，而側向通道則將當前傾斜角改為γтек=0 ，隨后就穩定這一角度。

在θ增大時，ПР-200操縱臺上“Нрв”(穩定幾何高度)信號燈熄滅，而“АВТОМ”(自動)按鈕信號燈繼續亮，“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。

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

2自動著陸的下滑飛行

飛機返航時，當“穿云”階段結束后，到達第三(四)轉彎點，開始執行著陸前的機動飛行。自動控制系統便自動轉入“著陸”方式，即自動著陸階段，此時，ПР-200操縱臺上“НАВИГ”(導航)和“ПОСАД”(著陸)信號燈燃亮。

在著陸狀態中，自動控制系統САУ的側向通道和縱向通道分別受由近距導航系統РСБН提供的εк、εг信號控制，同時，САУ系統還需由電傳控制系統СДУ發送給它的“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，根據Нг、εк信號飛行，εк信號控制航向，Нрв狀態的飛機進入下滑信號作用范圍內自動斷開[1]，進入第二階段，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系統的自動狀態斷開，按指令操縱飛機進行著陸。

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

3設計意圖分析

飛機在自動著陸下滑到60米，САУ系統自動斷開，飛機改由飛行員操縱，飛行員此時的意圖是著陸，可以想象，如果此時飛機產生一個向上(2～4)個單位過載爬升動作，飛行員就會潛意識地推桿，以期飛機繼續著陸，但由于飛機操縱的延時性和飛行高度非常低，飛機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，為了繼續著陸，也又可能重復上述的人—機交互動作，極易產生更嚴重的PIO(Pilot Induced Oscillations)駕駛員誘發振蕩，甚至造成機毀人亡的后果。

從飛機下滑著陸幾何尺寸示意圖[2]見圖1，可以發現：如果飛行員花費太多時間調整飛機姿態，即使避免再重復產生人—機交互動作，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。所以飛機著陸設計絕對需要避免存在不受控制地向上動作，避免飛機因為糾偏而人為產生撞地的可能。因此不能設計有“拉起”方式。

圖1 下滑著陸示意圖

相反地，飛機自動著陸時，飛機一直沿下滑道下滑飛行，不僅要避免存在向上爬升動作，還要設計有其它避免撞地的措施，所以飛機在自動著陸下滑階段，雖然由εк、εг信號控制，穩定幾何高度方式被斷開，但無線電高度表設計有 “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計的200米危險高度一次性指令[3]，當飛機從“穿云”段進入600米后自動著陸下滑段，當飛機下滑到200米，無線電高度表發出“嘟”、“嘟”、“嘟”的提示音，提醒飛行員此時應關注駕駛。

當САУ自動控制系統系統通過近距導航系統εк、εг信號計算得出飛機已下滑到60米時，“人工操縱”信號盤燃亮。飛行員應該斷開“АВТОМ”(自動)狀態，并按指令操縱飛機進行著陸。

4結論

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

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

參考文獻：

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

[2] 申安玉. 自動飛行控制系統[M].北京：國防工業出版社，2003.

[3] 海軍裝備部. ГУ1.000.048РЭ РВ-21無線電高度表技術使用指南[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的修理。

中圖分類號：V249.1

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9654(2016)02-036-03