民用飛機(jī)失速告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

王延剛

【摘 要】飛機(jī)失速會導(dǎo)致飛機(jī)失控，進(jìn)而造成惡劣的飛行事故。失速警告系統(tǒng)的功能就是在發(fā)生失速前向飛行員提供警告。本文論述失速告警系統(tǒng)原理、功能以及基本架構(gòu)設(shè)計(jì)，為民用飛機(jī)失速告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；失速告警；失速保護(hù)；迎角指示器；低速指示帶

0 引言

在危及飛行安全的各種因素中，失速一直是對飛行安全的重要影響因素之一。飛機(jī)失速是飛機(jī)迎角超過臨界迎角，機(jī)翼升力面出現(xiàn)嚴(yán)重的氣流分離，導(dǎo)致飛機(jī)升力驟然下降，阻力急劇增大的現(xiàn)象。伴隨著飛機(jī)失速，還會出現(xiàn)抖振，操縱桿、腳蹬抖動，并出現(xiàn)非指令性的轉(zhuǎn)動，如機(jī)翼下墜，機(jī)頭上仰，俯仰震蕩等現(xiàn)象，許多飛行事故都是由于進(jìn)入失速引起的。

為保證飛行安全，避免飛機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài)，各國適航當(dāng)局很早就在條款中規(guī)定失速告警系統(tǒng)作為民用飛機(jī)必須裝備的設(shè)備。適航條款對失速告警系統(tǒng)的一般要求是：在各種正常使用構(gòu)型或故障構(gòu)型下并結(jié)合結(jié)冰氣象，必須給飛行員以有效清晰可辨、具有足夠余量的警告提示。

1 失速告警系統(tǒng)功能架構(gòu)

失速告警系統(tǒng)由傳感器、失速告警計(jì)算機(jī)和警告裝置組成，其功能架構(gòu)如圖 1所示。

2 失速告警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)飛機(jī)迫近失速時，失速告警計(jì)算機(jī)向機(jī)組提供包括觸覺、聽覺和視覺的警告，以減少飛行員不經(jīng)意拉桿使飛機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài)的可能性。

2.1 失速告警計(jì)算機(jī)

失速告警計(jì)算機(jī)是失速告警系統(tǒng)核心處理設(shè)備，可以是獨(dú)立的電子設(shè)備，通常以軟件的形式駐留在飛控計(jì)算機(jī)或航電計(jì)算機(jī)內(nèi)。

迎角傳感器將測量的飛機(jī)迎角信號發(fā)送到失速告警計(jì)算機(jī)，后者將瞬時迎角與預(yù)設(shè)的失速告警迎角比較，當(dāng)飛機(jī)的瞬時迎角大于失速告警迎角時接通警告裝置，向飛行員發(fā)出警告信號。

由于失速迎角隨飛機(jī)襟翼位置、起落架狀態(tài)、馬赫數(shù)＼空速、迎角、姿態(tài)角速率而變化，失速告警計(jì)算機(jī)要首先將飛機(jī)的瞬時迎角對這些參數(shù)進(jìn)行修正。在結(jié)冰、大氣、高升力等傳感器故障情況下，失速告警邏輯計(jì)算還會采用不同提前量。

2.2 失速告警形式

失速告警系統(tǒng)一般通過觸覺、聽覺和視覺三種方式發(fā)出警告和措施，并對應(yīng)不同的告警裝置。為滿足適航條款規(guī)定的安全性要求，現(xiàn)代民飛機(jī)通常會兩種或三種并用。

1）觸覺警告：

觸覺警告主要是依靠裝在駕駛桿上的振桿器或裝在腳蹬上的振蹬器由電動機(jī)帶動的偏心輪構(gòu)成。當(dāng)收到告警指令時，電源被接通，電動機(jī)帶動的偏心輪旋轉(zhuǎn)，引起駕駛桿或腳蹬振動，從而提醒飛行員立即采取措施。

2）聽覺警告：

失速聽覺警告是利用音響設(shè)備發(fā)出清晰響亮的語音提示，更易于飛行員察覺并立即采取措施，防止進(jìn)一步失速。

3）視覺警告：

失速視覺警告實(shí)現(xiàn)形式較多，由于當(dāng)駕駛員視野處于其警告范圍才能被察覺，因此作為輔助的警告手段。除與其他機(jī)組告警共用的警戒燈外，民用飛機(jī)還可加裝迎角指示器（獨(dú)立設(shè)備或平視儀子功能），并在刻度處標(biāo)記參考的失速告警角度；在速度指示帶上可顯示與失速告警迎角相對應(yīng)的失速告警速度，提示飛行員當(dāng)前迎角和空速距離觸發(fā)預(yù)設(shè)失速警告的接近程度。

3 結(jié)語

失速告警系統(tǒng)是民用飛機(jī)必須裝備的系統(tǒng)設(shè)備，為飛機(jī)提供失速保護(hù)功能。本文論述失速告警系統(tǒng)原理、功能以及基本架構(gòu)設(shè)計(jì)，為民用飛機(jī)失速告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國民用航空規(guī)章第25部，運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)，CCAR-25-R4，2011.

[2]Federal Aviation Regulation，Part25-Airworthiness Standards：Transport Category Airplanes.

[3]傅璟裔.淺談民用飛機(jī)失速告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].技術(shù)與市場.2015（22）8：232.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]endprint