AV全程-第十三章FDRS1.ppt

1、第十三章 飛行數(shù)據(jù)記錄體統(tǒng),2003 年 3月,13.1 概述-FDR的功用,自動(dòng)記錄飛機(jī)的飛行狀態(tài)參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)。利用這些參數(shù)： 制造廠用來(lái)改進(jìn)設(shè)計(jì)工藝； 航空公司工程管理部門(mén)用來(lái)確定維修實(shí)施； 評(píng)估飛行員的飛行技術(shù)或培訓(xùn)飛行員； 飛機(jī)墜毀后查找失事原因,13.1 概述-FDR的分類(lèi),FDR按記錄參數(shù)分為四大類(lèi)，目前ICAO要求大/中型飛機(jī)至少記錄88個(gè)基本參數(shù)，如：時(shí)間、航向、高度、空速、航跡、瞬時(shí)位置等。按紀(jì)錄的幀結(jié)構(gòu)分為四類(lèi)： 64字/秒民用商務(wù)運(yùn)輸機(jī)幀結(jié)構(gòu)； 64字/秒直升機(jī)幀結(jié)構(gòu)； 128字/秒民用商務(wù)運(yùn)輸機(jī)幀結(jié)構(gòu)； 128字/秒直升機(jī)幀結(jié)構(gòu),13.1 概述-FDR的分類(lèi)

2、,FDR紀(jì)錄的參數(shù)又分為： 時(shí)間：太陽(yáng)時(shí)，恒星時(shí)等； 環(huán)境參數(shù)：風(fēng)、大氣溫度、氣壓等; 導(dǎo)航參數(shù)：當(dāng)前位置（經(jīng)緯度）、航跡、地速等； 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)：EPR、N1、N2、N3、EGT等,一、FDR記錄器的記錄方式,按FDR記錄介質(zhì)分：目前有磁帶式和固態(tài)記錄器（SSFDR）。 SSFDR與磁帶式記錄器相比優(yōu)點(diǎn)較多，SSFDR利用快速存儲(chǔ)器（CSMU-Crash Survivable memory Unit），存儲(chǔ)量大，記錄速度和記錄時(shí)間可以更改（25小時(shí)或50小時(shí)），便于存取，記錄可靠性高，誤碼率低。而磁帶式記錄器只能記錄固定速度/時(shí)間，誤碼率高，取數(shù)據(jù)不方便。 無(wú)論是磁帶記錄器還是SSFDR都是數(shù)

3、字紀(jì)錄。數(shù)據(jù)采集部件及FDR的電子電路基本相同，只是存儲(chǔ)載體不同罷了；記錄數(shù)據(jù)的保護(hù)殼體也基本相同,二、數(shù)字記錄方式,DFDR磁帶記錄是以二進(jìn)制的“0”和“1”，基于磁帶上磁性層的正向或負(fù)向飽和磁化狀態(tài)的變化而進(jìn)行紀(jì)錄的。 磁帶上磁性層的飽和磁化狀態(tài)變化規(guī)律不同，其編碼方式又分為：歸0制，不歸0制，回偏制，相位制等，但飛機(jī)上的DFDR采用哈佛雙向制記錄格式。各種編碼方式如后面圖所示,1）磁帶記錄器基本結(jié)構(gòu),1）記錄/重放放大器； （2）磁頭（記錄、重放及抹磁頭） （3）磁帶/磁帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 磁頭包括： 鐵芯高導(dǎo)磁率、低磁阻、耐磨性高的軟鐵材料制成； 線圈漆包線，線圈的阻抗與放大器阻抗相匹配； 記

4、錄磁頭線圈匝數(shù)少，而重放磁頭線圈匝數(shù)多，以獲得較大的感應(yīng)信號(hào)輸出,2) 磁帶,塑料基磁帶（聚酯帶基）。在塑料帶基上涂敷上氧化鐵分（Fe2O3），要求磁粉密度高、表面光滑、矯頑磁力強(qiáng),3）記錄和重放原理,記錄磁頭是將電能轉(zhuǎn)化成磁能的過(guò)程，當(dāng)輸入電流i時(shí)，電流流經(jīng)線圈產(chǎn)生磁能，形成磁力線，在鐵芯中流經(jīng)“工作間隙”時(shí)，由于間隙為非導(dǎo)磁材料（設(shè)為空氣），磁阻很大，磁力線就被磁阻很低的磁帶磁性層所旁路，使磁帶上的磁性介質(zhì)被磁化，形成一個(gè)磁化區(qū)域（磁疇）。 當(dāng)磁帶運(yùn)動(dòng)離開(kāi)工作間隙后，磁帶上的磁化現(xiàn)象被保留下來(lái)，即記錄下來(lái)。 重放時(shí)，是將磁能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。當(dāng)被磁化的磁帶通過(guò)重放磁頭時(shí)，重放磁頭的工作間隙

5、將與磁帶橋接，使磁帶上的剩余磁通與重放磁頭的鐵芯形成回路，在線圈中獲得感應(yīng)電勢(shì)e。 所以說(shuō)記錄/重放實(shí)質(zhì)上是電/磁和磁/電的轉(zhuǎn)換過(guò)程,三、數(shù)字紀(jì)錄的幀結(jié)構(gòu),記錄信息的編排格式稱(chēng)為幀結(jié)構(gòu)。所謂“幀”是信息紀(jì)錄的一種單位。 ARINC542格式：記錄參數(shù)少； ARINC573格式：DFDR、QAR、DAR ARINC717格式：是ARINC573的擴(kuò)展形勢(shì)，可以在一個(gè)字槽中的記錄多個(gè)慢變參數(shù) ARINC747.ED55是CIAO最新的法定記錄幀結(jié)構(gòu)，在磁帶式DFDR和SSFDR中普遍使用,數(shù)字紀(jì)錄的幀結(jié)構(gòu)（續(xù),磁帶式FDR與SSFDR相比，其紀(jì)錄的幀結(jié)構(gòu)基本相同，當(dāng)SSFDR慢速記錄時(shí)，與磁帶記錄

6、相同，一秒為一個(gè)記錄子幀，一個(gè)子幀記錄64個(gè)(字槽）數(shù)據(jù)字（64個(gè)參數(shù)值），每個(gè)（字槽）參數(shù)12位，四個(gè)字幀（4秒）為一個(gè)記錄幀。但SSFDR快速記錄時(shí)，其記錄速度增加一倍（128字/秒）。（ 這是 ARINC573/717慢速記錄的格式。應(yīng)用于磁帶式FDR和固態(tài)記錄器SSFDR） 當(dāng)SSDFR記錄128字/秒時(shí)，每個(gè)子幀分8個(gè)分子幀，每個(gè)分子幀16個(gè)數(shù)據(jù)字（16個(gè)參數(shù)），第一個(gè)分子幀的第一個(gè)字為該字幀的同步字，每個(gè)字12位。（這是ARINC747.ED55的快速記錄格式。應(yīng)用于固態(tài)記錄器SSFDR,13.2 通用型飛機(jī)數(shù)據(jù)記錄器（UFDR,所謂通用，即可安裝在老式飛機(jī)上，也可安裝在電氣化較高

7、的飛機(jī)上，也可應(yīng)用在數(shù)字化較高的飛機(jī)上。如下圖所示,1、基本結(jié)構(gòu)外形,后插座與飛機(jī)電纜對(duì)接，輸入115V AC和28V DC電源、控制輸入信息、飛機(jī)系統(tǒng)信息。前插座備用，以連接拷貝機(jī)或測(cè)試設(shè)備。 LED維護(hù)狀態(tài)指燈； ULB水下定位信標(biāo)機(jī)，依靠水壓（大于1個(gè)大氣壓）接通電源及海水的導(dǎo)電性接通電源，以連續(xù)發(fā)射30天的聲納（超聲波）信號(hào)，穿過(guò)水面向空中發(fā)射。因?yàn)樗畬?duì)電波的吸收率高，故不能用電波發(fā)射設(shè)備。橙紅色外殼及反光條以便辨認(rèn)，并有文字標(biāo)記,由前圖可以看出： 數(shù)據(jù)采集部件（FDAU）安裝在UFDR內(nèi)部，當(dāng)DAU只有A5、A6時(shí)，為基本ARINC542型加有A7位ARINC542擴(kuò)展性及573/7

8、17型。當(dāng)飛機(jī)上無(wú)ADC時(shí)，UFDR通入全壓和靜壓加有A9氣動(dòng)部件（未示出），仍為ARINC542型。各部分的信號(hào)傳送關(guān)系，數(shù)據(jù)保護(hù)裝置要求是什么,FDRS包括控制板；航班/日期編碼器；FDR;三軸加速器；飛機(jī)系統(tǒng)輸入。 115V AC和28V DC通過(guò)控制板有條件的加入打FDR。 電源接通后，28V DC加入FDR；但115V AC只有當(dāng)控制板開(kāi)關(guān)由正常位轉(zhuǎn)到“檢查”位時(shí)；空/地開(kāi)關(guān)在“空”位；發(fā)動(dòng)機(jī)（之一）正常工作后，才能加入到FDR，所以FDR工作必須具備以上條件,正常情況下，控制開(kāi)關(guān)再“正?！蔽唬砸慌_(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作或飛機(jī)離地后，F(xiàn)DR自動(dòng)正常工作。地面通電時(shí)，控制開(kāi)關(guān)在“正常”位，

9、紅色（OFF）燈系統(tǒng)狀態(tài)指示燈亮，說(shuō)明115V AC未加上，只有28V DC加入FDR，不一定是故障；但當(dāng)FDR正常工作后，OFF燈亮說(shuō)明FDRS有故障，所以b4系統(tǒng)狀態(tài)指示燈。 FDR面前板上的LED燈亮（維護(hù)狀態(tài)指示燈）說(shuō)明FDR本身又軟件或硬件故障。所以，LED燈亮，則OFF燈亮。 維護(hù)飛機(jī)時(shí)，經(jīng)常檢查ULB有效日起，到規(guī)定時(shí)間更換ULB或更換電池。更換電池時(shí)，注意極性；O型密封圈老化、變形、光潔；封蓋的螺紋及清潔等，以保證封閉不漏水,13.3 DFDR,一般DFDR與DFDAU是分開(kāi)的兩個(gè)設(shè)備，DFDAU安裝在不同的飛機(jī)上，邏輯插頭的邏輯必須與機(jī)型相對(duì)應(yīng)，機(jī)型識(shí)別插頭起到這一作用。 D

10、FDAU可以與IDU對(duì)接（選裝），與ACARS管理組件對(duì)接（選裝）。 DFDAU有磁盤(pán)（或軟盤(pán)）驅(qū)動(dòng)器，記錄飛機(jī)最后飛行（進(jìn)近/著陸）到發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車(chē)前的飛機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)參數(shù)。 DFDAU和DFDR通過(guò)數(shù)據(jù)總線，可以與ARINC尋址報(bào)告系統(tǒng)（ACARS）的IDU和ACARS管理組件對(duì)接。SSFDR無(wú)活動(dòng)的機(jī)電部分，用CSMU紀(jì)錄（存儲(chǔ)）25小時(shí)獲50小時(shí)的飛后飛行數(shù)據(jù)。CSMU以64字/秒或128字/秒速度紀(jì)錄，無(wú)論是DFDR還是SSFDR，都是以串行ARINC429格式接收DAU的數(shù)據(jù),SSFDR可以對(duì)接設(shè)備如下圖所示,DFDAU如下圖所示,功用：采集、處理、綜合各系統(tǒng)及傳感器信號(hào)，變換成ARI

11、NC429格式傳送的哈佛雙相制數(shù)據(jù)到DFDR。 DFDAU輸入信號(hào)： ARINC429格式； 模擬信號(hào)（電壓、頻率、脈沖、同步信號(hào)等）； 離散量信號(hào),DADAU前面板上,三位狀態(tài)顯示窗當(dāng)按壓并保持讀出按鈕時(shí)，提供故障碼顯示； 讀出按鈕； FAIL燈燈亮說(shuō)明DFDAU電源或輸出數(shù)據(jù)失效或EPROM失效； CAUTION燈燈亮說(shuō)明DFDAU輸入電路故障或EPROM失效或CPU1余CPU2之間的數(shù)據(jù)通訊失效； DFDR FAIL燈燈亮說(shuō)明DFDR故障，DFDAU有數(shù)據(jù)傳送到DFDR，但無(wú)DFDR的監(jiān)控反饋數(shù)據(jù),IDU用于ACARS顯示，也可用于DFDAU及飛行報(bào)告的顯示。報(bào)告的內(nèi)容與DFDR和DFDAU軟盤(pán)記錄內(nèi)容基本相同。 IDU是DFDAU或DFDR的人機(jī)對(duì)話(huà)窗口。 觸敏表面顯示MENU（菜單）供人選用，從而進(jìn)行飛機(jī)數(shù)據(jù)的起始，調(diào)出飛機(jī)數(shù)據(jù)報(bào)告、打印等。