国外民用飞机飞行管理系统发展现状与趋势 原创论.doc

国外民用飞机飞行管理系统发展现状与趋势飞行管理系统（ FMS ）是大型飞机数字化电子系统的核心，它通过组织、协调和综合机上多个电子和机电子系统的功能与作用，生成飞行计划，并在整个飞行进程中全程保证该飞行计划的实施，实现飞行任务的自动控制。现代飞机上广泛采用的飞行管理系统是综合化的自动飞行控制系统（ AFCS ），它集导航、制导、控制、显示、性能优化与管理功能为一体，实现飞机在整个飞行过程中的自动管理与控制。装备了飞行管理系统的飞机，不仅可以大量节省燃油，提高机场的吞吐能力，保证飞机的飞行安全和飞行品质，而且可以大大提高驾驶舱的综合化、自动化程度，减轻驾驶员的工作负担，带来巨大的无可估量的经济效益。目前，一个典型的飞行管理系 统不仅能够根据飞机、发动机性能、起飞着陆机场、航路设施能力、航路气象条件及其装载情况，生成具体的全剖面飞行计划，而且能够实现多种功能，包括：通过主飞行显示系统显示和指示有关飞行信息；通过无线电通信与导航系统获得通信、空中交通和无线电导航数据；通过飞行操纵系统控制飞机的姿态；通过自动油门系统调节发动机功率；通过中央数据采集系统收集、记录和综合处理数据；通过空地数据链系统收发航行数据；通过机上告警系统提供系统监控和告警等功能。 1 飞行管理系统的发展历程 飞行管理的概念最早可以追溯到 20 世纪 20 年代。自从 1929 年杜立特上尉历史性的盲目飞行后，人们感到借助一个系统摆脱完全依靠飞行员的感官进行飞行的重要性。但飞行管理系统直到 20 世纪 60 年代才真正开始发展起来，并大致经历以下 5 个发展阶段：区域导航系统、性能管理系统、飞行管理系统、四维导航和新一代飞行管理系统。 2 飞行管理系统的基本构成和功能 飞行管理系统通常由一个飞行管理计算机系统（ FMCS ）和所需的相关接口设备组成，如电子飞行仪表系统（ EFIS ）和自动飞行系统等设备。而一个典型的 FMCS 通常由飞行管理计算机（ FMC ）和控制与显示单元（ CDU ）两种组件构成。一个飞行管理系统通常能完成或辅助飞行员完成的基本功能包括：飞行计划、导航与制导、性能优化与预测、电子飞行仪表系统显示、人 / 机交互和空地数据链。 3 国外民用飞机飞行管理系统发展现状 目前，美国是世界上飞行管理系统的产品的主要供应方，核心技术主要掌握在美国霍尼韦尔公司等少数公司手中。为保障欧洲电子核心产品逐渐进入民用飞机的装备领域，从上世纪 80 年代起，在航空电子系统承包时，欧洲空中客车公司就十分强调以欧洲公司为主，扶植研发欧洲自己的飞行管理系统，以凭借飞机平台的发展机会，为欧洲航空电子厂家创造掌握核心知识产权的机会和条件。同时对于飞机的市场销售采取了灵活的应用方式，即由飞机买主决定装备欧洲还是美国的飞行管理系统产品。这样既削弱了美国供应商一家独大的局面，降低机载设备的装备成本，增强了市场竞争力，又在后继型号发展中不断深入消化、逐步吸纳霍尼韦尔的先进技术，提高欧洲的自研能力，保障其飞机及航空电子系统的核心技术和知识产权效益不断增长。 4 世界主要的 FMS 生产商及其 FMS 系统 从当前世界上飞行管理系统的应用情况来看，目前生产飞行管理系统产品的公司主要有美国的霍尼韦尔有限公司、罗克韦尔 柯林斯公司和通用航空电子系统集团，英国的史密斯航空航天公司，法国的泰莱斯航空电子公司和加拿大的 CMC 电子组件有限公司。具体情况如表 1 所示。 表 1 飞行管理系统产品应用情况国家 研制公司 FMS 型号 应用现状 美国 霍尼韦尔有限公司 FMZ-900/920 、 FMZ-2000 、 Primus EpicTM 、 Pegasus 、等 应用于多种类型的军用民用飞机，包括 全球快车 、 B717/727/757/767 、 MD-11/90 、 A320/330/340 等 罗克韦尔 柯林斯公司 AMS-5000 、 FMS-800/ 3000/4000/4200/5000/6000 等 适用于多种飞机，包括支线飞机、远程公务机、轻 / 中型喷气机和涡轮螺旋桨飞机 通用航空电子系统集团 UNS-1B/1E/1F/1K/1M 等 UNS-1K 适用于多种支线飞机、其他型号均处于制造阶段 英国 史密斯航空航天公司 FMCS 、 FMS 等 FMCS 处于制造阶段； FMS 处于制造和服役阶段，应用于 B737/747 、 VC-25 和 E-6 等多种军用民用飞机 法国 泰莱斯航空电子公司 有 FMS 、 AFCS 、 AFDS 等类型，包括 FMS-400 、 AFDS 95-1/2 等 应用于多种军用民用飞机、包括 A400M 、 A330/340 等 加拿大 CMC 电子组件有限公司 CMA-900/3000/2082M 等 应用于 B707/727/737/747 、 DC9-30 、 DC9-50 、 EMB-110 和 MD-81/82/83/87 等飞机 国际合作 泰莱斯航空电子公司 / 史密斯航空航天公司 用于空中客车的 FMS 和 New FM 应用于空中客车公司的多种机型，包括： A318/319/320/321/330/340 5 飞行管理系统的种类及其在各类民用飞机上的应用 不同用途、不同航程的飞机所采用的飞行管理系统也各不相同，例如罗克韦尔 柯林斯公司的 FMS 系列中， FMS-3000 是用于短程公务机的 FMS ， FMS-5000 是用于中程公务机的 FMS ， FMS-6000 是用于远程公务喷气机的 FMS ， FMS-4200 是用于支线客气的 FMS 。目前国外不仅大型民用客机均采用了新一代 FMS ，公务机、军用运输机以及无人机也采用了 FMS 。各航空公司可根据自己的需要选装某一公司的 FMS 产品，同一型号的飞机不同国家、不同公司甚至同一公司不同批次的飞机都可能选装不同的公司的 FMS 系统。 表 2 世界主要公务机采用的 FMS 系统 国家或公司 装备机型 FMS 型号 生产商 Raytheon 公司 Hawker 800XP FMS-6000 Rockwell Collins Bombardier Canadair Challenger 604 FMS-6000 Rockwell Collins Gulfstream Gulfstream G100/G200 FMS-6100 Rockwell Collins 法国达索公司 Falcon 20 FMS-6100 Rockwell Collins 法国达索公司 Falcon 50EX FMS-6100 Rockwell Collins 法国达索公司 Falcon 2000 FMS-6100 Rockwell Collins Bombardier CL604 Pro line 4/FMS-6000 Rockwell Collins Bombardier CL300 Pro Line21/FMS-5000 Rockwell Collins 美国比奇公司 King Air 350 UNS-1E Universal Gulfstream 新 Gulfstream G150 Pro Line 21 Rockwell Collins Cessna Citation 750 NZ 2000 Honeywell Gulfstream G V NZ 2000 Honeywell Gulfstream G IV (G IV-SP, G 300, G 400) NZ 2000 或 NZ 900 Honeywell Bombardier Global Express Primus 2000 XP/NZ2000 Honeywell Bombardier Global 5000 Primus 2000 XP/NZ2000 Honeywell 法国达索公司 Falcon 900EX NZ2000 Honeywell Gulfstream G IV-X (G 350, G 450) Epic FMS Honeywell Gulfstream G V-SP (G 500, G 550) Epic FMS Honeywell Cessna Citation 560. GNS-XL FMS Honeywell 法国达索公司 Falcon 50 & (EX) GNS-XLS FMS Honeywell 法国达索公司 Falcon 20 series UNS-1D FMS Universal Avionics 法国达索公司 Falcon 50 & (EX) UNS-1D FMS Universal Avionics Bombardier DHC-8 Series 300 UNS-1C+ with SCN 802.0 Universal Bombardier DHC-8 Series 400 UNS-1E with SCN 802.0 Universal Bombardier Learjet 60 UNS-1E with SCN 801.4 Universal Bombardier Learjet 45/40 UNS-1E with SCN 801.4 Universal Bombardier Learjet 60 UNS-1E with SCN 802.2 Universal Bombardier Learjet 45/40 UNS-1E with SCN 802.2 Universal 表 3 运输机采用的飞行管理系统 国家或公司 装备机型 FMS 型号 生产商 Boeing 717s 、 757s 、 767s 、 777s 、 MD-10s 、 MD-90s Pegasus 霍尼韦尔公司 Martinair 航空公司 4 架 Boeing 747 基于 GPS 的 FMSCMA-900 CMC Electronics Inc Kalitta Air 航空公司 11 架 Boeing 747 基于 GPS 的 FMSCMA-900 CMC Electronics Inc Air France 航空公司 8 架 Boeing 747-200 基于 GPS 的 FMSCMA-900 CMC Electronics Inc AirBus A319s 、 A320s 、 A321s 、 Airbus Corporate Jetliner (ACJ) 、 A330s 以及 A340s Pegasus 霍尼韦尔公司 Bae 146/RJ GNLS 910A FMS 罗克韦尔 柯林斯公司 Bombardier CRJ200 Pro line 4/FMS-4200 罗克韦尔 柯林斯公司 Bombardier CRJ700 Pro line 4/FMS-4200 罗克韦尔 柯林斯公司 Bombardier CRJ900 Pro line 4/FMS-4200 罗克韦尔 柯林斯公司 Bombardier Dash 8 Q400 UNS-1E Universal Embraer Embraer 170 Primus Epic Honeywell Embraer EMBRAER 170 / 175/ 190/ 195 NZ2000 UNS-1K ( 603/604 ) HoneywellUniversal Embraer ERJ145 / 135 / LEGACY NZ2000 UNS-1K ( 603/604 ) HoneywellUniversal 6 国外最新一代干线客机 FMS 的特点 全面的基于性能的导航功能。可在规定的时刻把飞机引导到三维空间的某一个点上，它将使飞机按空中交通管制系统的要求准时进场着陆，既保证飞行安全，又降低油耗。把惯导 / 卫星导航 / 无线电导航系统提供的数据加以处理，用于远程途中导航和提高精确着陆导引能力，与飞行控制系统、推力控制系统和飞行仪表系统等配合，实现飞行全过程的自动导航，有效地提高飞行的安全性，改善经济性和大大降低飞行员的工作负担。 具有全面的性能计算功能，可计算如：所需燃油和估计的到达时间（ ETA ）等参数，能基于最大效率或速度设计飞行计划 ；可以设计航线更远、更复杂的飞行计划，包含的航路点最多可达 150 个。使用不同的性能选项对主目的地和备用目的地进行精确的飞行剖面预测，包括所需到达时间（ RTA ）模式，其控制飞行到达时间误差仅为 6 秒；在一些拥挤的空域能实现以规定的所需导航性能 (RNP) 精度飞行。 数据库存储量增长迅速，存储内容也更加丰富。目前的存储量为 20-32M 字节（导航数据库实际使用的仅为 4-5M 字节），可存储多达 3000 个航空公司飞行航路。借助世界范围的导航数据库，具有远程、大圆途中、进近和垂直导航功能。如： A320 系列飞机（ A318/A319/A320/A321 ）的 FMS 不仅包含窄体飞机 FMS 所有的最新特征，而且还含有远程飞机所具有的全球导航特性。 更注重系统的通用性。各种型号的 FMS 的多功能控制显示单元（ MCDU ）最大程度上保持互用性，界面布局基本一致； A320 系列飞机的 FMS 硬件平台与 A330/A340 的相同，采用了部分远程飞机的功能以减少不同型号飞机培训的差异。 图形式人机接口。多功能控制显示单元（ MCDU ）采用彩色液晶显示器（ LCD ），具图形显示功能，可显示气象雷达输出的气象图和 TAWS/EGPWS 产生的彩色地形图，重量更轻、功耗更小、可靠性更高。现有的 MCDU 的 MTBF 为 9000 小时，新的 MCDU 将达到 11000 小时以上。 更强的管理功能。为更好地对飞机进行性能管理和监控，将发动机有关的信息输入飞行管理计算机，并将推力管理系统融入飞行管理系统；同时增强无线电管理功能，可根据信号强弱和导航台位置自动选择最佳 VOR 和 DME 基站。 能满足未来航空导航系统（ FANS ）的功能增长要求。通信、导航、监视 / 空中交通管理 (CNS/ATM) 应用新技术和程序处理不断增加的空中交通流量，提高飞行安全性。新一代 FMS 增加新功能使飞行员能利用日益兴起的 CNS/ATM 提供的优化环境飞行直接航线，并基于效率和飞行速度选择最佳高度，使飞机更有效地飞行。 7 新一代民用运输机 FMS 的关键技术 系统顶层设计和开发 系统功能需求分析。系统功能分析是电子系统解决方案的关键设计环节之一。这包括对飞机运行环境的透彻分析和评估，确定电子系统功能如何满足飞机总体需求，并需要对电子系统全寿命期的功能增长进行较科学地预测，预计满足适航条件的功能、技术先进性及风险折衷的一整套科学定义方法。 系统构型及总体评估。系统构型是执行系统功能需求的具体体现，这包括功能的科学分配、系统安全性和可靠性指标的预测、系统硬件和软件的可用性、系统构型的有效模型、以及系统仿真环境建设及系统快速仿真，这是一项对预定技术途径和任务目标的经济技术全面的数理化衡量的综合系统工程。 系统详细设计 系统功能分解和接口定义。系统功能分解的水平影响着实现所预计的系统经济设计指标的方法和手段，它是系统详细构型的基础，决定了电子系统与飞机各系统的交连关系，系统软硬件需求和接口定义，是一项工程经验和数据要求很强的研发阶段。 系统安全性分析。系统安全性分析是民机电子系统取得适航证的必然步骤，因此是最富有民机航空电子系统特色的研发部分。它分为系统初步安全性分析、系统安全性验证和评估三大阶段，也是国内最为欠缺的工程实践。当前国内所进行的安全分析主要由人工进行，欧美国家已达到计算机辅助分析、自动生成安全性影响概率流程表的能力。 飞行管理 飞行性能管理是飞行管理的核心技术，必须解决从起飞到着陆的全过程的性能管理，这包括飞行各阶段的速度、高度、加速度、俯仰、滚转和各类动态偏差参数的计算，并且根据民机的飞行要求，求出安全的经济的可控指标。 导航管理方面，最新需求是必须满足新航行系统的功能增长，因此，满足新航行系统导航性能需求的动态航路规划成为该项目的关键技术。 引导方面，必须研制满足航空公司运行方式的性能成本控制模型，有效的工程算法和切合飞行实际和大型飞机特性的控制引导指令成为引导管理的关键技术。 人机接口 现代飞机向 玻璃座舱 过渡中飞行员面临的最大挑战之一就是对飞行管理系统 (FMS) 的理解问题。造成这一问题的主要原因之一就是 FMS 晦涩难懂的人机接口。目前的控制显示单元 (CDU) 不断增加的系统功能使菜单结构变得非常复杂。飞行员难于记住进入各个功能的操作和在功能在菜单系统中的位置。 1996 年和 1997 年分别发生在 Strauch 和 Dornheim 的空难的主要诱因与 FMS 模式认知问题直接有关。 通过实验和观察，有关专家提出在 CDU 设计时应注意 2 点： 1 是所提供的功能必须能更直接支持飞行员的操作任务，尤其是在需要空中交通管制（ ATC ）许可的区域； 2 是窗口或页的层次必须具有能提供功能间自然链接和便捷处理的机制。较好的设计应体现在减少飞行员培训要求和改善飞行员操作 FMS 的能力方面。 数据库及建模技术 飞行管理数据库及其管理技术。主要有基于民航的导航数据库及其管理技术、基于军航的导航数据库及其管理技术和包括飞机动力模型和发动机数据模型的性能管理数据库与管理技术； 导航管理模型。主要涉及自主导航与无线电导航综合的定位 / 定向滤波处理技术、多模式（ ILS,MLS,D-GPS ）进近着陆引导处理模型和符合所需导航性能（ RNP ）的航路导航管理模型； 性能优化管理模型。主要是时间为最优的飞行性能处理模型与算法和以成本为最优的飞行性能处理模型与算法。 制导模型建模技术，包括飞行计划管理技术和基于成本指数的横向和纵向操纵指令生成技术。 设计及试验手段与设施 新飞机嵌入式软件的复杂性已超出了目前验证和认证方法的能力范围， FMS 在飞机上执行安全关键性功能，其能正确工作十分重要。基于人工的审查、处理限制和测试进行验证和认证对目前的产品来说已经是太昂贵了，更不用说先进的、以软件为基础的 FMS 系统。软件开发和验证工具采用数学和形式逻辑的理念与技术来说明和推论计算系统，从而提高设计保证，消除设计缺陷。它能对需求和设计进行综合分析，对包括故障条件在内的系统行为进行全面探查。（作者 中国航空工业发展研究中心技术研究所 邓中卫 范秋丽 罗杰） 飞行管理系统Flight Management System以飞行管理计算机（ Flight Management Computer System ）为核心的高级区域导航、制导系统和性能管理系统。由飞行管理计算机系统、惯性基准系统、自动飞行控制系统和自动油门系统等独立系统组成。优点：1）节省燃油2% 5%；2）具备安全自动着陆第级和b级着陆能力。注：级自动着陆 在跑道能见距离大于400m时，能将飞机引导至决断高度70m；b级自动着陆 在跑道能见距离大于400m，无决断高度限制，不依靠外界目视参考，飞机能自动着陆滑行到跑道上。FMS概述 - FMS分类FMS分类三维（空间）和四维（空间加时间）三维FMS 把区域导航和性能管理结合起来，实现最优轨迹自动飞行和性能管理。典型实例： 组成：显示控制组件（CDU）和导航计算机 连接：ARINC429总线 计算：飞机即时位置由惯导系统、罗兰-C系统、VOR系统、GPS系统为参考连续算出，并给出航向、目标轨迹、飞行距离、航程、估计飞行时间、估计到达时间、风速风向、地速 导航点数据库：1）全球范围1200m以上的跑道、仪表飞行着陆机场信息和VOR信息；2）40000多个航路点和200多条固定航线信息；3）飞行员可通过CDU设置最多容纳98个航路点的不同航线，改变原订飞行计划FMS概述 - FMS分类FMS概述 - FMS分类四维FMS 在原三维基础上加上时间因素，控制飞机按空中交通管理系统给定的时间，准确到达机场。原因 空中交通繁忙、不能准时着陆、维持在空中飞行或入场时排队的飞机增加耗油量。优点 缩短航线高峰期、提高安全性、减少油耗。功能： 综合导航、制导、控制、动力、气动力及其它信息，实现飞机在横向和垂直剖面方向飞机性能的自动优化飞行； 100万字容量导航数据库，每条航线最多可有120个航路点； 飞行管理计算机包括推力管理、提高远程导航和减轻驾驶员飞行负荷能力及综合无线电管理、性能自调、微波着陆、GPS导航等； 在航路工作中自动调谐VOR，在终点区自动调谐仪表着陆和微波着陆系统； 在保持全时间自动飞行时，空速和高度允许驾驶员参与操作； 离场和到场时显示高度限制，可显示地图，范围达640 n mile。FMS概述 - 横向和垂直导航横向和垂直导航飞机的飞行状态 水平的横向状态和垂直的上下运动状态FMS的横向导航（LNAV）和垂直导航（VNAV）结合自动油门系统对飞机的飞行状态加以管理。LNAV 使飞机飞行始终沿预定航线到达目的地机场。在飞机起飞离地50英尺（15.24m）时，LNAV自动接通，飞行管理计算机不断调谐所在地区全部信标台和测距台确定自己的位置，并根据当前位置实行横向导航。在无信标台和测距台的地域，飞行管理计算机根据三部惯性基准系统指示位置，进行计算，完成横向导航，直至截获盲降航道。VNAV 使飞机沿预定的垂直轨迹剖面飞行，对飞机各阶段垂直运动剖面进行控制和导航。起飞前根据机场消噪声程序规定，事先选定减少推力的高度和增速收襟翼高度。输入质量后自动算出最大起飞质量、决断速度V1、抬头速度Vr、安全离地速度V2、最佳巡航高度。输入飞机重心位置后，可算出水平安定平面的配平量。飞机高度为400英尺（120.92m）时， VNAV自动接通，在后续爬升、巡航、下降过程中，FMS将给出指示，引导完成飞行。FMS组成FMCS飞行管理计算机系统 FMS的核心 飞行管理计算机（FMC, Flight ManagementComputer） 控制显示组件（CDU, Control Display Unit）IRS惯性基准分系统 IRS FMS的一个特殊的，联接机上其它系统的，输出多种飞行参数的传感器 要求：1）有导航的功能和精度；2）满足飞行控制需要；3）满足武器投放要求的速度精度（军机）。 组成：1）两到三台惯性基准组件(Inertial Reference Unit, IRU);2）方式选择组件(Mode Select Unit)；3）惯性系统显示组件(Inertial System Display Unit)。 惯性基准系统工作方式 导航、姿态、校准、关闭A/ T自动油门分系统（Auto Throttle） A/T 自动油门计算机接受来自各传感器和方式控制板上的工作方式和性能选择数据，经运算处理输出指令，操纵油门机构。 油门机构组成：1) 伺服电磁阀2) 油门杆FMS功能导航数据库和性能数据库地图、飞机性能手册、航图、各种图表和计算器通过CDU可检索出各种信息飞机全过程的导航、制导、飞行计划和各种性能数据在CDU上显示自动飞行输入起飞机场、目的机场、待飞航线（至少指定起飞机场和目的机场之间的一个航路点），即可根据惯性基准系统和无线电导航设备信号，计算出飞机的即时位置，发出指令到飞行控制系统，引导飞机到达目的地优化根据飞机所在位置、性能参数、目的机场经纬度、可用跑道、各航路点位置、无线电导航台、等待航线、进近程序等进行综合分析，确定飞机速度、航向、爬高/下降角、升降速度、阶梯爬高、下降等指令，提供飞机起飞到进近着陆的横向和垂直最优飞行剖面，引导飞机按优化轨迹飞行FMS功能输入飞行计划和性能数据实施LNAV和VNAV计算最省油的速度和推力指令并遵守速度、高度限制计算爬高顶点以最经济速度巡航在电子飞行仪表上显示飞行信息计算分段爬高沿计划航路连续制导评价和预报燃油消耗计算下降起点，由巡航自动转为下降自动遵守速度和高度限制计算下降端点转换到自动着陆系统飞行管理系统，英文缩写为FMS，是一种计算机化的航空电子部件，主要用于商用或公务航空器上，用于辅助飞行员管理导航，飞行计划，飞行控制等方面的工作。飞行管理系统主要由以下四方面的部件组成：飞行管理计算机（FMC） 自动飞行系统（AFS） 导航系统，包括惯性导航系统（IRS）和全球定位系统（GPS） 电子飞行仪表系统 （EFIS） 编辑 飞行管理计算机飞行管理计算机是整个系统的核心，相当于整个系统的大脑。它的主要功能包括：通过显示飞行员预先编制的飞行路线，以及数据库中的其他相关信息，如标准离场和进近程序，给出实时的水平导航信息。这些信息和飞机当前的位置信息组合在一起，形成移动式地图显示。 计算性能数据，预测垂直飞行轨迹。以飞机重量、成本指数和巡航高度为基础，辅以预测风速，飞行管理计算机可以计算出一条最省油的垂直飞行路径。自动飞行系统与纵向和横向导航都接通的情况下，自动飞行系统就可以遵循这条路径控制飞行。 编辑 自动飞行系统如果将飞行管理计算机比喻为这个系统的大脑的话，那么自动飞行系统就相当于这个系统的四肢了。它负责执行飞行管理系统给出的飞行指令。自动飞行系统由自动飞行指引系统和自动油门（如果有的话）组成，在自动导航和自动油门接通的情况下，它们就相当于飞机的四肢。只有在纵向导航模式和横行导航模式同时或部分接通的情况下，自动飞行系统才完全或部分地使航空器沿着飞行管理计算机指定的路径飞行。编辑 导航系统导航系统主要由惯性导航系统（IRS）或姿态方向参考系统（AHRS）、全球定位系统（GPS）以及现有的无线电导航系统（如甚高频全向信标测距仪）组成。GPS是目前可以给出到最精确位置信息的定位系统。惯导系统和姿态方向参考系统可以做到，而GPS做不到的是：惯导系统可以给出原始数据，例如对航空器飞行至关重要的姿态和航向。导航系统将导航信息送给飞行管理计算机去计算，送给自动飞行系统去操纵航空器，送给电子飞行仪表系统去显示。在整个飞行阶段，很少需要飞行员去做什么。编辑 电子飞行仪表系统电子飞行仪表系统，英文缩写为EFIS，严格说来应该称为飞行信息显示系统，主要负责显示飞行信息。其中包括来自飞行管理计算机的实时信息，如姿态、速度、航向、位置和预定飞行路径及航迹等等。它由电子姿态指示器（EADI）及电子水平状态指示器（EHSI）构成，或者在某些航空器上是由主显示器（PFD）和导航显示器（ND）（有时是多功能显示器MFD）组成。它们都可以显示水平或垂直飞行信息。Flight management systemedit Flight Management SystemA flight management system is a fundamental part of a modern aircraft in that it controls the navigation. The flight management system (FMS) is the avionics that holds the flight plan, and allows the pilot to modify as required in flight. The FMS uses various sensors to determine the aircrafts position. Given the position and the flight plan, the FMS guides the aircraft along the flight plan. The FMS is normally controlled through a small screen and a keyboard. The FMS sends the flight plan for display on the EFIS, Navigation Display (ND) or MultiFuction Display (MFD). The modern FMS was introduced on the Boeing 767, though earlier navigation computers did exist. Now, FMS exist on aircraft as small as the Cessna 172. In its evolution an FMS has many different sizes, capabilities and controls. However certain characteristics are common to all FMS.edit Navigation DatabaseAll FMS contain a navigation database. The navigation database contains the elements from which the flight plan is constructed. These are defined via the ARINC 424 standard. The navigation database (NDB) is normally updated every 28 days, in order to ensure that its contents are current. Each FMS contains only a subset of the ARINC data, relevant to the capabilities of the FMS.The NDB contains all of the information required for building a flight plan and information relevant to it. These includeWaypoints, Airways (highways in the sky) Radio navigation aids including DME (Distance Measuring Encoders), VOR (VHF Omnidirectional Range) NDB (Nondirectional beacons) Airports Runways Standard Instrument Departure (SID) Standard Terminal Arrival (STAR) Holding patterns And a variety of related and often installation specific information edit Flight PlanThe flight plan is generally determined on the ground, before departure either by the pilot for smaller aircraft or a professional dispatcher for airliners. It is entered into the FMS either by typing it in, selecting it from a saved library of common routes or (Company Routes) or via a datalink with the airline dispatch center.During preflight other information relevant to managing the flight plan is entered. This can include performance information such as gross weight, fuel weight and center of gravity. It will include altitudes including the initial cruise altitude. For aircraft that do not have a GPS, the initial position is also required.The pilot uses the FMS to modify the flight plan, in flight for a variety of reasons. Significant engineering design minimizes the keystrokes in order to minimize pilot workload in flight and eliminate any confusing information (Hazardously Misleading Information). The FMS also sends the flight plan information for display on the Navigation Display (ND) of the flight deck instruments (EFIS). The flight plan generally appears as a magenta line, with other airports, radio aids and waypoints displayed.Special flight plans, often for tactical requirements including search patterns, rendezvous, in-flight refueling tanker orbits, calculated air release points (CARP) for accurate parachute jumps are just a few of the special flight plans some FMS can calculate.edit Position DeterminationOnce in flight, a principal task of the FMS is to determine the aircrafts position and the accuracy of that position. Simple FMS use a single sensor, generally GPS in order to determine position. But modern FMS use as many sensors as they can in order to determine and validate exactly their position. Some FMS use a Kalman filter to integrate the positions from the various sensors into a single position. Common sensors include:Airline quality GPS