某型飞机自动着陆无拉起信号设计的分析

张　清

(国营芜湖机械厂，安徽 芜湖 241007)

某型飞机自动着陆无拉起信号设计的分析

张清

(国营芜湖机械厂，安徽 芜湖 241007)

摘要：从设计理念上分析自动着陆时无拉起信号设计的原因。“拉起”方式是为了低空飞行防撞地设计。在稳定无线电高度时，当飞机离地面小于60米时，自动控制系统САУ设计飞机自动拉起。在自动着陆下滑到60米，则没有“拉起”信号。两者的区别往往容易混淆。

关键词：自动着陆；拉起；下滑道；人工操纵

某架飞机大修出厂试飞时，试飞员提出一个疑问，在自动着陆阶段下滑到60米时飞机没有“拉起”信号，为什么？针对这个问题，一方面我们查看飞行参数记录和视频记录，比对其它飞机自动着陆阶段飞行姿态和一次性指令情况，证实该飞机自动着陆阶段都没有出现拉起现象；另一方面，查看技术资料，没有资料表明自动着陆应有“拉起”现象。并与试飞员进行了理论上的交流，打消了试飞员的疑虑。为什么该型飞机在自动着陆阶段下滑时没有设计“拉起”信号呢？本文试图作一个推理分析。

1“拉起”工作方式

“拉起”方式是稳定几何高度方式的子方式，在低高度飞行时，为了防止撞地而设置了“拉起”方式。遇到下列情况其中之一，自动控制系统САУ由稳定几何高度方式 Нрв自动转入“Увод”(拉起)方式，迅速将飞机向上拉起，以免撞击障碍物。

a) 大气信号系统СВС和无线电高度表故障；

b) 自动控制系统组合故障；

c) 垂直下降速度大于15米/秒；

d) 当前高度(Нтек)达到危险高度值(Нон)；

其中：K·fув——与飞机垂直速度有关的计算部分；

e) 当前高度低于60米。

当出现上述因素的任何一个时，自动控制系统自动接通“Увод”(拉起)方式，发出“拉起”指令[1]。此时，飞机的纵向操纵通道迅速增大θ，产生(2 ～4)个单位过载，使飞机迅速爬高，而侧向通道则将当前倾斜角改为γтек=0 ，随后就稳定这一角度。

在θ增大时，ПР-200操纵台上“Нрв”(稳定几何高度)信号灯熄灭，而“АВТОМ”(自动)按钮信号灯继续亮，“人工操纵”信号盘燃亮，此时要求飞行员通过驾驶杆操纵飞机。

可见拉起方式下，飞机有向上爬升现象，但“АВТОМ”(自动)按钮信号灯不熄灭。

2自动着陆的下滑飞行

飞机返航时，当“穿云”阶段结束后，到达第三(四)转弯点，开始执行着陆前的机动飞行。自动控制系统便自动转入“着陆”方式，即自动着陆阶段，此时，ПР-200操纵台上“НАВИГ”(导航)和“ПОСАД”(着陆)信号灯燃亮。

在着陆状态中，自动控制系统САУ的侧向通道和纵向通道分别受由近距导航系统РСБН提供的εк、εг信号控制，同时，САУ系统还需由电传控制系统СДУ发送给它的“СДУ良好”和“СДУ着陆”信号。

着陆阶段分为二个阶段，第一阶段Нрв状态，根据Нг、εк信号飞行，εк信号控制航向，Нрв状态的飞机进入下滑信号作用范围内自动断开[1]，进入第二阶段，并由εк、εг信号控制，沿下滑道下降到60米时，“人工操纵”信号盘燃亮，提醒飞行员将САУ系统的自动状态断开，按指令操纵飞机进行着陆。

因此，自动着陆阶段下滑到60米的状态与“拉起”方式下飞机状态有明显的不同，自动着陆下滑到60米后，САУ系统自动状态虽不有断开，“人工操纵”信号盘燃亮，但无“拉起”方式下人拉起动作，没有产生向上(2～4)个单位过载的爬升动作。飞行员可以据此进行分别。

3设计意图分析

飞机在自动着陆下滑到60米，САУ系统自动断开，飞机改由飞行员操纵，飞行员此时的意图是着陆，可以想象，如果此时飞机产生一个向上(2～4)个单位过载爬升动作，飞行员就会潜意识地推杆，以期飞机继续着陆，但由于飞机操纵的延时性和飞行高度非常低，飞机可能造成向下猛烈俯冲，极易撞地，这是非常危险的。即使飞行员通过拉杆避免触地，为了继续着陆，也又可能重复上述的人—机交互动作，极易产生更严重的PIO(Pilot Induced Oscillations)驾驶员诱发振荡，甚至造成机毁人亡的后果。

从飞机下滑着陆几何尺寸示意图[2]见图1，可以发现：如果飞行员花费太多时间调整飞机姿态，即使避免再重复产生人—机交互动作，那么着陆距离可能不足正常地着陆，如果跑道长度不够长时，甚至不能完成着陆操作。所以飞机着陆设计绝对需要避免存在不受控制地向上动作，避免飞机因为纠偏而人为产生撞地的可能。因此不能设计有“拉起”方式。

图1 下滑着陆示意图

相反地，飞机自动着陆时，飞机一直沿下滑道下滑飞行，不仅要避免存在向上爬升动作，还要设计有其它避免撞地的措施，所以飞机在自动着陆下滑阶段，虽然由εк、εг信号控制，稳定几何高度方式被断开，但无线电高度表设计有 “危险高度”一次性指令作为提醒飞行员驾驶，一般地利用无线电高度表设计的200米危险高度一次性指令[3]，当飞机从“穿云”段进入600米后自动着陆下滑段，当飞机下滑到200米，无线电高度表发出“嘟”、“嘟”、“嘟”的提示音，提醒飞行员此时应关注驾驶。

当САУ自动控制系统系统通过近距导航系统εк、εг信号计算得出飞机已下滑到60米时，“人工操纵”信号盘燃亮。飞行员应该断开“АВТОМ”(自动)状态，并按指令操纵飞机进行着陆。

4结论

飞机自动着陆下滑到60米，飞机只是提示飞行员进行人工操纵，但不给出控制信号改变姿态，没有“拉起”信号的设计存在，是为了飞机操纵安全设计上的考虑。

本文通过对某型飞机自动着陆下滑到60米无“拉起”信号设计的推理分析，加深理解与“拉起”工作方式的区别：“拉起”方式是为了低空飞行防撞地设计，几何高度稳定下，当飞机离地面小于60米时，自动控制系统САУ设计飞机自动拉起，而自动着陆下滑到60米，目的是为了着陆，虽是为了防止飞机撞地，却不能设计有“拉起”信号，都是为了飞行安全设计。所以飞行目的不同，则系统状态控制设计不同，灯光显示不同，操纵动作也不同。

参考文献：

[1] 魏瑞轩. 飞行导航与控制系统(下册)[Z].西安：空军工程大学，1998.

[2] 申安玉. 自动飞行控制系统[M].北京：国防工业出版社，2003.

[3] 海军装备部. ГУ1.000.048РЭ РВ-21无线电高度表技术使用指南[Z].张国柱，译, 2001.

[编校：杨琴]

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

作者简介：张清(1966- )，男，安徽桐城人，高级工程师，研究方向为飞行控制系统的修理。

中图分类号：V249.1

文献标识码：A

文章编号：1671-9654(2016)02-036-03