民机自动飞行的适航性要求

民机自动飞行的适航性要求

摘要：本文主要讨论民机在自动飞行时的适航性，首先介绍了适航性的基本概念，然

后指出运输类飞机有关设施、系统及安装的适航标准，其次提出了自动飞行工作模式的适

航要求。

关键词：自动飞行，适航标准，工作模式

Airworthinessofautoflightsystemofcivilaircraft

Abstractinthispaper,airworthinessofcivilaircraftisstudied.Firstly,thebasic

conceptsofairworthinessisintroduced.ThenItidentifiesairworthinessstandards

ofthetransportcategoryaircraftrelatedtoequipment,systems,andinstallations.

Andsubsequentlytheairworthinessofautoflightsystemmodeisidentified.

Keywords:airworthiness,autoflight,mode

1引言

民用飞机的适航性通常是指保证飞机飞行平安应具备的各种品质都符合飞机平安标准

的要求。中国民用航空总局就平安性的要求制定了运输类飞机的适航标准。民机自动飞行

必需验证飞机符合适航标准，满意适航要求，使飞机史于平安运行状态；待飞机取得适航

批准投入使用之后其运行的固有平安性也要符合持续适航性。

2适航性的基本概念

民用飞机的适航性是指该飞机包括其部件及子系统整体性能在预期运行环境和使用限

制下的平安性和物理完整性的一种品质，这种品质要求飞机应始终符合其型号设计，并始

终处于平安运行状态。它通常包括飞机的初始适航性和持续适航性两个方面。初始适航性

是指航空器和每个零部件的设计和生产与适航当局规定的适航标准和法律规范的符合性；

而持续适航性是指航空器在取得适航批准投入使用之后其运行的固有平安性与适航当局批

准的在设计制造时的基本平安标准的符合性。因此，飞机的适航性涉及飞机的设计、制造、

使用和修理的整个过程。

适航性仅限于民用飞机（军、警等政府航空器除外）,它是以预期的操作环境（大气、

机场、航路、空中交通等）与使用限制（速度、高度、重量、平衡、发动机性能等）为范

围，并考虑航空器整体（设计、制造、使用、修理）的平安性。飞机的平安性不仅打算于

飞机机体，还取决于它所安装的发动机和设施。因此，飞机适航性包括飞机机体、发动机

和机载设施的适航性。

引入适航性的概念是出于民众对飞行平安的需要，便利政府对民用航空器的管理。民

用飞机在其规定的使用范围内具有保证航行和乘员平安的性质。飞机满意适航性的条件是:

（1）持续满意其型别设计的要求；（2）持续出于可平安操作状态。飞机适航性的衡量标

准在于它是否符合相应的适航条例（由适航管理机构代表我国制定的、对保障民用航空平

安提出最低标准性要求和规定的法令性文件）0飞机具有适航性的标志是获得相应的适航

证。适航证是适航管理机柢对飞机进行审查确认其符合通航条例以后发给的一种证明文件。

飞机取得适航证只说明它具有平安使用的性质，但能否平安使用，还取决于使用后的其他因

素。

3适航标准

1)CCAR25-R3中有关自动飞行的条款

A)设施、系统及安装

•凡航空器适航标准对其功能有要求的设施、系统及安装，其设计必需保证在各种可

预期的运行条件下能完成预定功能。

•飞机系统与有关部件的设计，在单独考虑以及与其它系统一同考虑的状况下，必需

符合下列规定：

令发生任何阻碍飞机连续平安飞行与着陆的失效状况的概率微小；

令发生任何降低飞机力量或机组处理不利运行条件力量的其它失效状况的概率很小。

•必需供应警告信息，向机组指出系统的担心全工作状况并能使机组实行适当的订正

动作。系统、掌握器件和有关的监控与警告装置的设计必需尽量削减可能增加危急的机组

失误。

•必需通过分析，必要时通过适当的地面、飞行或模拟器试验，来表明符合适抗规定。

这种分析必需考虑下列状况：

＜可能的失效模式，包括外界缘由造成的故障和损坏；

令多重失效和失效未被检测出的概率；

令在各个飞行阶段和各种运行条件下，对飞机和乘员造成的后果；

◊对机组的警告信号、所需的订正动作，以及对故障的检测力量。

B）警告灯、戒备灯和提示灯

假如在驾驶舱内装有警告灯、戒备灯和提示灯，则除适航当局另行批准外,灯的颜色

必需根据下列规定：

•红色，用于警告灯（指示危急状况，可能要求马上实行订正动作的指示灯）；

•琥珀色，用于戒备灯（指示将可能需要实行订正动作的指示灯）；

•绿色，用于平安工作灯。

C）空速指示系统

每个空速指示仪必需经过批准，并必需加以校准，在施加相应的总压和静压时以尽可

能小的仪表校准误差指示真空速（海平面标准大气下）。

D）仪表系统

•必需有措施,能使正驾驶员工作位置处的仪表与独立的工作系统相连接（独立于其

他飞行机组工作位置处的工作系统或其它设施）；

•设施、系统和安装必需设计成当发生任］可单个故障或故障组合后（如未表明其概率

微小），无需增加机组成员的动作，仍能保留一组可供驾驶员使用的、由仪表供应的、对飞

机平安必不行少的信息显示（包拈姿势、航向、空速和高度）;

•附加的仪表、系统和设施不得连接到所要求的仪表工作的系统上，除非有措施保证,

附加的仪表、系统或设施发生任一失灵后（如未表明其概率微小），所要求的仪表仍能连续

正常工作。

有关更具体的适航标准见CCAR-25-R3《运输类飞机适航标准》,其中具体规定了飞

行（性能、配平、稳定性、失速等1结构（飞行载荷、飞行机动、应急着陆状况等X设

计与构造（操作系统、起落架、应急设施等X动力装置（燃油系统、滑油系统等\设施

（仪表、安装、电气系统等1使用限制和资料等方面的适航标准。

E）飞行和导航仪表

下列飞行和导航仪表的安装必需使每一驾驶员从其工作彳立置上看到该仪表：

•空速表。假如空速限制随高度变化，则该表必需指示随高度变化的最大允许速度；

•高度表（敏感性）；

•升降速度表（垂直速度）；

•带有侧滑指示器（转弯倾斜仪）的陀螺转弯仪，但按有关营运条列装有在360度俯

仰和滚转姿势中均可工作的第三套姿势仪表系统的大型飞机，只需有侧滑指示器；

•倾斜俯仰指示器；

•航向指示器（陀螺稳定的磁罗盘或非磁罗盘X

F）自动驾驶仪

•每个自动驾驶仪系统必需经过批准，并且必需设计成驾驶员能快速的确地断开，以

防其干扰驾驶员操纵飞机；

•除非有自动同步装置，否则每个系统必需有设施，向驾驶员准时指示作动装置与受

黑区动的操纵系统是否协调；

•系统的每个手动操纵器件必需是每个驾驶员易于接近的；

•快速断开（应急）操纵器件必需装在两个驾驶盘上远离油门杆的一侧；

•姿势操纵器件必需按CCAR25.777（b）和CCAR25.779（a）对驾驶舱操纵器件

所规定的运动平面和运动直感来操作。运动方向必需清晰地标在每个操纵器件上或其近旁；

・自动驾驶仪系统的设计和调整必需做到，在驾驶员可以调整的范围内，在适于使用

自动驾驶仪的飞行条件下，不论正常工作或失灵（假设在合理的时间内开头进行订正），均

不会对飞机引起危急的载荷或使飞行航迹产生危急的偏离；

・假如自动驾驶仪综合来自帮助掌握器的信号或向其它设施供应信号，则必需有的确

的联锁和联接挨次以免系统不正常动作。同时还要求有爱护措施，防止由于故障而使交联

部件相互产生有害的作用；

・假如自动驾驶仪系统能同机载导航设施相连，则必需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行作为一种指示手段。

G）自动指引系统

假如装有飞行指引系统，则必需有向飞行机组指示其当时工作状态的手段,选择器转

换开关的位置布亍作为一种指示手段

2）工作模式的适航标准

AC25.1329-1B的第六章对自动飞行的工作模式的标准做了具体的法律规范。该标准

将工作模式分为四大类：水平模式、垂直模式、多轴模式、自动油门模式，现将四种模式

进行具体分析。

水平模式

A）航向/航迹保持。该模式下，飞行导引系统应当保持飞机的航向和轨迹。

B）航向/航迹选择。该模式下，飞行指引系统应当快速捕获并保持目标航向或航迹值

（保证舒适度X如该模式是初始执行，飞行指弓I系统应当使飞机转动最小的航向角度来捕

获新的航向。该模式一旦执行，目标航向值的转变引起航向发生转变。

C）水平导航模式

•水平飞行轨迹。飞行指引系统必需捕获、保持飞行管理系统指定的水平飞行轨迹。

•模式的自动切换。在该模式下，假如飞机不在抱负的轨迹，该模式应当进入预位状

态。

•起飞/复飞。在起飞复飞阶段，模式的设计应当具体指出起飞后的机动力量以及飞行

限制。

垂直模式

A）目标高度选择。当用合适的垂直模式时，为避开无约束的爬升或下滑，高度选择

掌握器应当在垂直模式可以选择前设置为新的目标高度。应当考虑与从前选定的目标高度

存在的误差并需要飞行员重新设置选择高度时合适的提示。

R）垂直速度。在垂直速度模式里，飞行指引系统应当平滑地捕获并保持一种选择的垂

直速度。要充分考虑对于所选垂直速度值超过飞机性能的状况。另一种值得考虑的情形是

没有自动油门的垂直速度模式。这些情形都有可能导致消失低速，高速状况以及飞行员意

识脆弱问题。

C）飞行航迹角。在飞行航迹角模式里，飞行指引系统应当平滑捕获并保持选定的飞

行航迹角。对于飞机性能之外的选定角度要充分的考虑。另一种值得考虑的情形是没有自

动油门的飞行航迹角模式，这种模式有可能导致消失或高或低的速度和飞行员意识脆弱。

合适的可遵守的方式包括包线爱护模式的逆转或者准时的通告。

D）指示空速马赫数保持。在速度马赫数模式里，飞行指引系统应当在执行时保持空

速或者马赫数。

E）指示空速马赫数选择。在空速马赫数选择模式中，飞行指引系统捕获并保持所选定

的速度或者马赫数。

F）飞行高度层转变。在飞行高度层转变模式里，飞行指引系统应当通过掌握飞机推力

来协调转变高度。自动驾驶仪将会通过升降舵来保持速度掌握。这个自动油门功能，假如

执行时，将会把推力掌握在合适的值来进行爬升或者下滑。

G）高度捕获

•模式切换。考虑到爬升和下滑速率，高度捕获模式可以使飞行指引系统从一个垂直

模式平滑地捕获并保持选定的目标高度。

•高度捕获模式指南：

◊模式的自动预位。高度捕获模式会自动预位来确保捕获到选定的高度。假如高度捕

获模式始终预位，就不需要预位状态通告。假如飞行指引系统处于高度捕获模式中，应进

行通告。

。任何垂直模式的执行。假如计算的飞行轨迹截获选定的高度并满意了高度捕获标准，

除非特殊规定,高度捕获模式可以对«可一种垂直模式进行预位。

令转变爬升/下滑的指令参考。除了通过高度选择掌握器给出的指令外，爬升/下滑的

指令参考变化不能阻挡目标高度的捕获。

。捕获选定的高度。高度捕获模式应考虑舒适度，通过加速限制来平滑地捕获选定的

高度。

令选定其他的垂直模式。在高度捕获时，选定其他的垂直模式不能阻挡或者影响在目

标高度的拉平。一种方法是假如目标高度没有转变,在高度捕获过程中，要禁止向其他飞

行员可选的垂直模式（高度保持，旋转途径模式除外）切换。假如在高度捕获过程中下滑

道捕获标准得到满意，飞行指引系统应切换至下滑道捕获。

。目标高度的转变。当目标高度在高度捕获过程中变化的时候，飞行指引系统必需削

减飞行员操作的混淆。应当适当提示飞行的阶段。

H）高度保持

•进入模式。可以通过飞行员选定进入或者从另一种垂直模式切换至高度保持模式。

＜飞行员选择。

令自动切换。。

•模式切换通告。从此外一种垂直模式自动切换到高度保持模式时，要给飞行员明确

清晰的通告。

I）垂直导航模式

•飞行管理系统轨迹

令捕获垂直轨迹。在垂直导航模式中，飞行指引系统应当在飞行管理系统的掌握下捕

获并保持垂直飞行轨迹。假如飞机在垂直导航模式模式选定了的时候没有进入期望的飞行

管理系统轨道，飞行指引系统垂直导航模式会进入预位或者为平滑捕获飞行管理系统轨迹

供应指引。飞行员应当在飞行剖面图中建立飞机来截获抱负的飞行管理系统轨迹。飞行指

引系统应当在能够顺当获得和跟踪飞行管理系统轨迹的时候，从预位状态切换到执行状态。

＜垂直轨迹偏差。假如飞机在垂直轨迹中飞行，那么从那个轨迹中得到的误差应当在

主要视窗中显示。

•爬升或下滑

自动油门功能。当选定垂直导航模式进行提升或者下滑的时候，自动油门功能会保持

合适的推力设置。当在垂直导航模式爬升或下滑之后改平常，自动油门功能应保持目标速

度。

多轴模式

A）起飞模式

•垂直指弓I.在起飞模式中，飞行指弓I系统的垂直部分应当供应垂直指弓I来捕获并保

持初始起飞的抬头之后的平安起飞速度。

•水平指引。在起飞模式，飞行指引系统的水平部分应当保持跑道航向或轨迹。应当

供应单独的横向模式通告。

•自动油门。自动油门功能应增加并保持发动机推力，使其达到选定的推力限制。

B）复飞模式

•垂直部分。复飞模式的垂直部分应使飞机抬头或者为飞机抬头供应指引，以实现降

低下滑速度。

•速度。应当在飞机初始爬升时捕获并保持平安的速度。

•自动油门。在爬升中的推力。假如安装了自动油门功能，它会增加推力和保持推力

达到具体的推力限速或者使推力始终适当的平安的爬升。当飞行员选择复飞时，飞机会爬

升直到选定了此外一种垂直模式。设计应当考虑到会导致复飞的引擎失败