民間航空機用のナビゲーション システム。 慣性航法: 地上のランドマークを超えて

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航空機システム。 パイロットスクール


最も重要な計器はパイロットの目の前に配置されていますこれにより、視界が制限されている困難な気象条件でも、航空機の空間位置とシステムパラメータに関するすべての情報を受け取ることができます。

左（2人目のパイロットは右）船外表示装置です または外部（キャビン側に最も近い）ディスプレイ。 このデバイスは、最も重要な飛行パラメータを表示します。

ディスプレイの最上部には、フライト モードを表示する非常に重要な行 (FMA またはフライト モード通知) があります。 左側のセルはオートスロットルの動作モードを表示するために使用され、中央のセルは水平ナビゲーション用、右側のセルは垂直ナビゲーション用です。 写真では、エンジンが公称値 (N1) で動作していることがわかります。中央の LNAV は、飛行が FMC の制御下にあることを示しています。飛行管理コンピュータ、搭載コンピュータ、VNAV SPD は、上昇が停止されていることも意味します。 FMC によっても制御されます

下の文字 CMD は、オートパイロットが接続されていることを意味します。

左側には対気速度インジケーターがあり、スケールの上の上部には航空機が現在加速している目標速度が表示されます（紫色の目標速度の三角形と上向きの緑色の垂直加速トレンド矢印で示されています）。


右上には、目標高度 6000 フィートと現在の高度 4600 ～ 4620 フィートが表示されます。下部の STD インジケーターは、高度が標準気圧 (または 1013.2 Hpa) を使用して測定されていることを示します。

さらに右側には、垂直速度を示す装置であるバリオメーターが見えます。 現在、毎分 1,800 フィートの垂直上昇速度を示しています。

デバイスの中央には、航空機の空間位置が概略的に表示され、ロールインジケーターが上部に表示され、現在は左へのロールを示しています（上部のポインターはロールに戻ります - 左にロール - ポインター）右）約 2 度（飛行機は左旋回中）、ピッチ値が中央に表示されます。つまり、地平線に対する航空機の軸の角度（現在は +9 度）です。

十字を形成する紫色の矢印は FD (フライト ディレクター) と呼ばれ、指定された飛行方向を示します。 飛行中に適用されるルールは、ディレクターが中央にいる（十字を形成する）必要があるということです。 あるいは、有視界飛行などの場合、パイロットが管制官の指示に従わない場合には、電源を切る必要があります。

デバイスの一番下には飛行機がたどるコースが表示され、右側には紫色のポインターが飛行機が旋回する設定コースを示します。

2 番目に重要なディスプレイはナビゲーション ディスプレイです。これはパイロットに航空機がどこにいるか、そしておそらくさらに重要なこととして、将来どこに行くかについての完全な情報を提供します。 したがって、上から下に - 左側には速度の値、すでにおなじみのGS 259ノットとTAS、またはTrue Air Speed - 269ノットの真の対気速度が表示されます。 最初の速度は地表に対する航空機の移動速度であり、航行に最も必要な速度です。 2 番目の速度は主に、私たちの飛行機が時速 900 km の速度で飛行していると誇らしげに言うために必要です。なぜなら、この速度はナビゲーションにとってそれほど重要ではないからです。 これら 2 つの速度の下に、風向きを示す矢印が表示されます。現在の風速は 293 度 13 ノットです。

左側に点線が見えますが、これは離陸したばかりの滑走路からの線の延長です。

デバイスの上部には、飛行機が飛行しているコースとマーク「MAG」（磁気コース）が表示されます。 高緯度では、地球の磁極が地理的な極と一致せず、高緯度で磁方位を使用し続けると飛行機が円を描いて飛行するため、システムは真の進行方位を計算します。

右上には、次のナビゲーション ポイントの名前、そのポイントへの到着時刻 (UTC または GMT - 世界時)、およびそこまでの距離 (マイル単位) が表示されます。

2.5 はマイル単位の縮尺を意味します。ナビゲーションの問題を解決するために地図の縮尺と外観を変更できます (これについては後で詳しく説明します)。 通常、飛行機を操縦するパイロットは、離陸と着陸の段階ではスケールが小さくなります。これは、パイロットが戦術的な問題を積極的に解決しているためであり、できるだけ多くの詳細を見る必要があるためです。

オレンジ色の二重三角形はコースセッターの位置を示します。以前のデバイス (下) で同じマーカーがすでに表示されていました。

オートパイロットパネル (MCP)

自動操縦モードでは航空機を制御し、手動操縦モードでは FD (ディレクター アロー) を制御するための非常に重要なパネルです。

左から右へ: COURSE - ナビゲーション補助に従って飛行のコースを設定します。最も一般的なアプリケーションは ILS、VOR アプローチです。

ボタン N1 トラクション コントロール、FMS によって発行された現在のモードに従ってエンジン モードを設定します。

SPEED ボタンを使用すると、特定の速度を維持するモードを有効にすることができます (これが現在接続されている速度です)

C/O ボタンで速度モードを M 番号または指示速度に切り替えます

IAS/MACH ディスプレイの下にあるハンドルを使用して、この速度を変更できます。

LVL/CHG ボタンは、航空機が低スロットルで所定の速度で降下するモードをアクティブにするか、FMS によって設定された最大エンジン動作モードで高度を獲得します。

VNAV ボタンで FMS から高度制御が可能

次に中央には、HDG ウィンドウと現在設定されているコースの番号、操縦用の最大ロール リミッターが取り付けられているコース変更ハンドル、および航空機が追従するモードをオンにする HDG SEL ボタンが表示されます。コントローラーが設定したコース

さらに右には、上から下に LNAV ボタンがあります - コース制御は FMS から来ます

VOR/LOC - コース制御は、COURSE ノブで設定された周波数とコースに従ってナビゲーションエイドから行われます。

APP - コースとグライド パス システムの取得モードの接続。着陸進入中に使用されます。これは最も頻繁に使用される進入モードです。

上部パネルには次のものがあります。

(上から左下へ)

FLT CONTROL (飛行制御) - 油圧アンプを制御翼面に接続します。
- 代替フラップ - 油圧故障の場合に電気フラップを駆動し、その隣にフラップを制御するためのスイッチがあります。
- スポイラー: スポイラー油圧スイッチ。
- ヨー ダンパー - 旋回中に自動的にヨー ダンピングと舵制御を行うシステムで、横滑りを引き起こすことなく旋回する、調整された旋回を実行します。
- ナビゲーション - ナビゲーションシステムの情報源スイッチ
- ディスプレイ - ディスプレイ上の表示も同様

すぐ下には燃料ポンプのスイッチがあります。 冗長性の目的でタンクごとに 2 つ。 したがって、航空機には中央、左側、右側の 3 つのタンクがあります。

通常、エンジンには中央のタンクまたは各タンクから燃料が供給されますが、タンク間のチャネルを開いてエンジンの一方の側からもう一方の側に燃料を供給するクロスフィード スイッチがあります。

さらに下には、メインヘッドライト、サイドビームヘッドライト、タクシーライトのスイッチがあります。

上部中央には配電盤があります

重要なコントロール:

ディスプレイの下には、DC 電源と AC 電源を示す 2 つのスイッチがあります (電源 直流および変数)、電気システムをテストし、電力パラメータを示すために使用されます。

BAT - バッテリー。 地上電源または発電機 (エンジンまたは APU) からの電力がない場合にメイン システムに電力を供給し、APU を起動するために使用されます。
- CAB/UTIL: 車室内の消費者のスイッチをオフにします
- IFE/SEAT: 助手席の消費者向けスイッチ (例: 音楽)

すぐ下にはスタンバイ電源があります: 電源スイッチです。発電機が故障した場合に航空機システムに電力を供給するために必要です。このときバッテリーは一定の電力を供給し、インバーターを通じて交流電力を供給します。 重要なシステム飛行機。 ソースは、BAT - バッテリーから、OFF - オフ、AUTO - AUTO (自動選択 - 通常の位置) に切り替わります。

さらに下が見えます

GND PWR: 飛行場の電源スイッチ。
- GEN 1.2 (1 番目 - 左、2 番目 - 右); APU GEN (2x) - 準備完了表示付きのエンジン発電機および APU (APU)。

オーバーヘッドの下:
●L、Rワイパー：ワイパー
- APU - APUスイッチ
- エンジン始動: エンジンスターター、左右。
規定:
- GND - 地面から開始
- OFF - スターター/イグニッションがオフになります

CONT/AUTO - 常時点火/自動 (離陸時と着陸中、大雨などの不安定な状況時にオンになり、エンジンが「停止」しません)
- FLT - 飛行中の打ち上げ。

まさに上から下まで

DOME BRIGHT - キャビン内の「大きな光」。
パネルライト - 計器照明

EQUIP COOLING: 機器冷却、NORM (NORMAL) - 通常の位置。

非常出口灯: 非常用照明キャビン内（「出口への道」の照明）。 ARM (「準備完了」) である必要があります

禁煙、シートベルト着用：OFF ON AUTO モードで「禁煙」、「シートベルトを着用」。

ATEND、GND CALL: 客室乗務員または地上技術者に電話します。

右から2列目のスイッチ

WINDOW HEAT：曇りを防ぐためのウィンドウヒーティング、自動

プローブ: ピトー管の加熱 - 航空機の速度測定に不可欠な空気流の受け器

WING ANTI-ICE、ENG ANTI-ICE: 着氷条件下で作動する翼とエンジン用の防氷システム。

HYD PUMPS: 油圧ポンプ。 中央には電気式 (補助) が 2 台あり、側面にはエンジンで駆動される (メイン) が 2 台あります。

すぐ下には、客室の圧力と周囲の圧力との圧力差の指標 (大きな装置) があり、その下には客室内の圧力の変化率 (客室内の圧力の上昇率と低下率) の指標があります。 。

右端の計器欄

上部には、キャビン内の温度と供給空気の流れの温度を示す表示スイッチがあります。

その下にはキャビン内の温度センサーと温度コントローラーがあります

その下にはダクト空気圧インジケーター、つまり左右の吸気システム内の圧力が表示されます。

R RECIR FAN: 空気再循環ファン。

L、R PACK: 室内空調、左右システム OFF AUTO HIGH モード。 ノーマルポジションはAUTOです。

ISOLATION: これら 2 つのシステムの電源を、対応するエンジンからの離陸から切り替えるか、自動で切り替えます。

1、2、APU BLEED: 1 番目と 2 番目のエンジンおよび APU からのエア ブリード。

以下は飛行中の機内圧力制御システムの設定値です。
FLT ALT: 飛行高度
LAND ALT: 自動調整のため目的地の空港を超えています。

調光はさらに低くなります

    ロゴ - 尾翼の航空会社のエンブレムの照明 ポジション - 翼の位置ライトまたはナビゲーション ライト (赤緑) ストローブ - 翼コンソールの白色点滅ライト アンチコリジョン - 赤色で点滅する「ビーコン」 WING - 翼の照明 (通常は飛行中に翼の着氷をチェックするためにオンになりました）

飛行中の緊急無線周波数 - 121.5 MHz

航空計器
パイロットが飛行機を操縦するのを助ける計器類。 航空機搭載計器は、その目的に応じて、飛行・航法装置、航空機エンジン動作監視装置、信号装置に分けられます。 ナビゲーション システムと自動機械により、パイロットは計器の読み取り値を常に監視する必要がなくなります。 飛行および航法計器のグループには、速度計、高度計、バリオメーター、姿勢計、コンパス、航空機位置計器が含まれます。 航空機エンジンの動作を監視する計器には、タコメーター、圧力計、温度計、燃料計などが含まれます。 最新の車載計器では、共通のインジケーターに表示される情報がますます増えています。 結合された (多機能) インジケーターを使用すると、パイロットは、組み合わされたすべてのインジケーターを一目でカバーできます。 エレクトロニクスとコンピュータ技術の進歩により、コックピット計器パネルの設計とアビオニクスの統合がさらに進みました。 完全に統合されたデジタル飛行制御システムと CRT ディスプレイにより、パイロットは航空機の姿勢と位置を以前よりもよく理解できるようになります。

最新の旅客機のコントロール パネルは、古い旅客機に比べて広く、散らかっていません。 コントロールはパイロットの「手の下」と「足の下」に直接配置されています。


新しいタイプの複合ディスプレイである投影により、パイロットは計器の測定値を航空機のフロントガラスに投影し、それによって外部のパノラマと組み合わせることができます。 この表示システムは軍用機だけでなく一部の民間航空機でも使用されています。

飛行および航法計器


飛行計器と航法計器を組み合わせることで、航空機の状態と制御要素への必要な影響の説明が得られます。 このような計器には、高度、水平位置、対気速度、垂直速度、高度計インジケーターが含まれます。 使いやすさを高めるために、デバイスは T 字型にグループ化されています。 以下では、それぞれの主要なデバイスについて簡単に説明します。
姿勢インジケーター。姿勢指示計は、パイロットに基準座標系として外界の画像を提供するジャイロスコープ デバイスです。 姿勢指示器には人工の水平線が付いています。 飛行機自体が実際の地平線に対してどのように位置を変化させるかに応じて、飛行機のシンボルはこの線に対して位置を変化させます。 コマンド姿勢指示計では、従来の姿勢指示計と飛行制御計器が組み合わされています。 コマンド姿勢インジケーターは、航空機の姿勢、ピッチ角とロール角、対地速度、速度偏差 (手動で設定されるか飛行制御コンピューターによって計算される「基準」対気速度からの真実) を表示し、いくつかのナビゲーション情報を提供します。 最新の航空機では、指揮姿勢指示器は飛行航法計器システムの一部であり、これは 2 対のカラー陰極線管、つまりパイロットごとに 2 つの CRT で構成されています。 1 つの CRT はコマンド姿勢インジケーターであり、もう 1 つは計画ナビゲーション計器です (下記を参照)。 CRT 画面には、飛行のすべての段階における航空機の空間位置と位置に関する情報が表示されます。



予定されているナビゲーション デバイス。計画されたナビゲーション デバイス (PND) は、コース、所定のコースからの逸脱、無線ナビゲーション ステーションの方位、およびこのステーションまでの距離を表示します。 PNP は、方位計、電波計、方位計、距離計の 4 つの計器の機能を組み合わせた複合計器です。 マップインジケーターを内蔵した電子 POP は、空港および地上の無線航法補助装置に対する航空機の実際の位置を示すカラーマップ画像を提供します。 飛行方向の表示、旋回計算、および希望の飛行経路により、航空機の真の位置と希望の位置との関係を判断することができます。 これにより、パイロットは飛行経路を迅速かつ正確に調整できます。 パイロットは、現在の気象状況を地図上に表示することもできます。

対気速度計。航空機が大気圏を移動するとき、対向気流によって胴体または翼に取り付けられたピトー管内に高速の圧力が発生します。 対気速度は、速度 (動) 圧力と静圧を比較することによって測定されます。 動圧と静圧の差の影響で、弾性膜が曲がり、そこに矢印が接続され、目盛上の対気速度を時速キロメートルで示します。 対気速度インジケーターには、進化速度、マッハ数、最大動作速度も表示されます。 バックアップ対気速度計は中央パネルにあります。
バリオメーター。一定の上昇率または下降率を維持するには、バリオメーターが必要です。 高度計と同様、バリオメーターは本質的に気圧計です。 静圧を測定することで高度の変化率を示します。 電子バリオメーターも利用可能です。 垂直速度はメートル/分で示されます。
高度計。高度計は、気圧と高度の関係に基づいて海抜高度を測定します。 これは本質的に気圧計であり、圧力単位ではなくメートルで校正されます。 高度計データを表示可能 違う方法- 気圧センサーからの信号を受信する電子機器を介して、矢印、カウンター、ドラム、矢印の組み合わせを使用します。 「バロメーター」も参照してください。

ナビゲーション システムとオートマチック


飛行機には、パイロットが特定のルートに沿って航空機を操縦し、着陸前の操作を実行できるようにするさまざまなナビゲーション機械やシステムが装備されています。 このようなシステムの中には完全に自律的なものもあります。 他のものは地上ナビゲーション補助装置との無線通信を必要とします。
電子ナビゲーション システム。さまざまな電子航空ナビゲーション システムが多数あります。 全方向性無線ビーコンは、最大 150 km の範囲を持つ地上の無線送信機です。 通常、これらは気道を定義し、アプローチのガイダンスを提供し、器具のアプローチの基準点として機能します。 全方向ビーコンの方向は、自動搭載方向探知機によって決定され、その出力は方位インジケーターの矢印によって表示されます。 国際的な無線ナビゲーションの主な手段は、VOR 全方向性方位無線ビーコンです。 その射程は250kmに達します。 このような無線ビーコンは、航空ルートの決定や着陸前の操作に使用されます。 VOR 情報は PNP と回転矢印インジケーターに表示されます。 測距装置 (DME) は、地上の無線ビーコンから約 370 km 以内の見通し範囲を測定します。 情報はデジタル形式で提供されます。 VOR ビーコンと連携するには、通常、DME トランスポンダの代わりに TACAN システムの地上装置が設置されます。 複合 VORTAC システムは、VOR 全方向ビーコンを使用して方位角を決定し、TACAN 測距チャネルを使用して距離を決定する機能を提供します。 計器着陸システムは、滑走路への最終進入中に航空機に正確な誘導を提供するビーコン システムです。 位置特定着陸無線ビーコン (範囲約 2 km) が航空機を着陸帯の中心線に誘導します。 グライドパスビーコンは、着陸帯に対して約 3°の角度で向けられた無線ビームを生成します。 着陸コースとグライドパス角度はコマンド姿勢表示器とPOPに表示されます。 コマンド姿勢インジケーターの側面と底面にある指標は、グライド パス角度と着陸ストリップの中心線からの偏差を示します。 飛行制御システムは、コマンド姿勢インジケーター上の十字線を介して計器着陸システム情報を表示します。 マイクロ波着陸支援システムは、少なくとも 37 km の範囲をカバーする正確な着陸誘導システムです。 壊れた軌道に沿って、長方形の「ボックス」に沿って、または（コースからの）直線で進入できるだけでなく、パイロットが指定したグライドパス角度を増加させて進入することもできます。 情報は計器着陸システムと同じ方法で表示されます。
こちらも参照空港 ; 航空管制。 オメガとローランは、地上の無線ビーコンのネットワークを使用して、地球規模の動作エリアを提供する無線ナビゲーション システムです。 どちらのシステムでも、パイロットが選択した任意のルートに沿った飛行が可能です。 「ロラン」は、精密進入装置を使用せずに着陸する場合にも使用されます。 コマンド姿勢インジケーター、POP、およびその他の計器は、航空機の位置、ルート、対地速度に加え、コース、距離、選択したウェイポイントへの到着予定時刻を表示します。
慣性システム。慣性航法システムと慣性基準システムは完全に自律的です。 ただし、どちらのシステムも外部ナビゲーション ツールを使用して位置を修正できます。 1 つ目は、ジャイロスコープと加速度計を使用して、方向と速度の変化を検出して記録します。 飛行機が離陸した瞬間からセンサーがその動きに反応し、その信号が位置情報に変換されます。 2 つ目では、機械式ジャイロスコープの代わりにリング レーザー ジャイロスコープが使用されます。 リング レーザー ジャイロスコープは、閉じた経路に沿って反対方向に伝播する 2 つのビームに分割されたレーザー ビームを備えた三角形のリング レーザー共振器です。 角変位により周波数の差が生じ、それが測定および記録されます。 (システムは重力加速度の変化と地球の回転に応答します。) 航法データは POP に送信され、空間内の位置データはコマンド人工地平線に送信されます。 さらに、データは FMS システムに転送されます (下記を参照)。 こちらも参照ジャイロスコープ; 慣性航法。 飛行データ処理および表示システム (FMS)。 FMS システムは、飛行経路の継続的なビューを提供します。 最も燃料効率が高い対気速度、高度、上昇点と下降点を計算します。 この場合、システムはメモリに保存されている飛行計画を使用しますが、パイロットがコンピュータ ディスプレイ (FMC/CDU) を介して飛行計画を変更したり、新しい飛行計画を入力したりすることもできます。 FMS システムは、飛行、航行、運用データを生成および表示します。 また、自動操縦装置とフライト ディレクターにコマンドも発行します。 さらに、離陸の瞬間から着陸の瞬間まで継続的な自動航行を提供します。 FMS データは、コントロール パネル、コマンド姿勢インジケーター、および FMC/CDU コンピューター ディスプレイに表示されます。

航空機エンジン運転制御装置


航空機エンジンの性能指標は計器盤の中央にまとめられています。 彼らの助けを借りて、パイロットはエンジンの動作を制御し、また (手動飛行制御モードでは) 動作パラメータを変更します。 油圧、電気、燃料、メンテナンス システムを監視および制御するには、多数のインジケータと制御装置が必要です。 航空機関士のパネルまたはヒンジ付きパネルのいずれかに配置されるインジケーターとコントロールは、多くの場合、アクチュエーターの位置に対応する模倣図上に配置されます。 ニーモニックインジケーターは着陸装置、フラップ、スラットの位置を示します。 エルロン、スタビライザー、スポイラーの位置も示される場合があります。

警報装置


エンジンやシステムの動作に異常が発生した場合、あるいは航空機の設定や動作モードが間違っていた場合には、乗組員に対して警告、通知、または勧告メッセージが生成されます。 この目的のために、視覚的、聴覚的、および触覚的な信号伝達手段が提供される。 最新の車載システムにより、煩わしいアラームの数を減らすことができます。 後者の優先順位は緊急度によって決まります。 電子ディスプレイには、重要性に応じた順序と強調でテキスト メッセージが表示されます。 警告メッセージには直ちに修正措置が必要です。 通知 - 必要なのはただちの周知と是正措置のみ - 将来的には。 勧告メッセージには乗組員にとって重要な情報が含まれています。 警告および通知メッセージは通常、視覚的および音声の両方の形式で行われます。 警告警報システムは、航空機の通常の運航条件の違反を乗組員に警告します。 たとえば、失速警報システムは、両方の操縦桿の振動によって乗組員にそのような危険を警告します。 地上接近警報システムは音声警告メッセージを提供します。 ウィンドシアー警報システムは、航空機の航路が対気速度の突然の低下を引き起こす可能性のある風速または風向の変化に遭遇したときに、視覚的な警告と音声メッセージを提供します。 さらに、コマンド姿勢インジケーターにピッチスケールが表示されるため、パイロットは軌道を復元するための最適な上昇角度を迅速に決定できます。

主な傾向


航空交通管制用のデータリンクである「モード S」により、航空管制官は航空機のフロントガラスに表示されるパイロットにメッセージを送信できます。 交通衝突警報システム (TCAS) は、必要な操作に関する情報を乗組員に提供する車載システムです。 TCAS システムは、近くに現れた他の航空機について乗務員に通知します。 次に、衝突を回避するために必要な操作を示す警告優先メッセージを発行します。 地球全体をカバーする軍事衛星ナビゲーション システムである全地球測位システム (GPS) が、民間ユーザーにも利用できるようになりました。 2000 年代の終わりまでに、Laurent、Omega、VOR/DME、VORTAC システムはほぼ完全に衛星システムに置き換えられました。 フライト ステータス モニター (FSM) は、既存の通知システムと警告システムを高度に組み合わせたもので、異常な飛行状況やシステム障害が発生した場合に乗組員を支援します。 FSM モニターはすべての車載システムからデータを収集し、緊急事態において乗組員に指示をテキストで送信します。 さらに、講じられた是正措置の有効性を監視および評価します。

文学


ドゥコン Yu.I. など フライトの通信および無線エンジニアリングのサポートに関するハンドブック。 M.、1979 年ボドナー、バージニア州 一次情報機器。 M.、1981年ヴォロビエフV.G. 航空計器類や 測定システム。 M.、1981

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現在、ナビゲーション技術は、さまざまな分野で使用できるレベルに開発されています。 ナビゲーションシステムの使用可能範囲は非常に広いです。 世界の実務では、ナビゲーション システムは軍用および民間航空などの分野だけでなく、海運、陸上輸送管理、さらには測地作業を行う際にも応用されています。 ただし、アプリケーションの範囲に関係なく、すべてのナビゲーション システムは次の基本要件を満たさなければなりません。

誠実さ

事業継続性

物体の移動速度、時間、場所の座標を決定する精度

組織的、空間的、時間的なアクセシビリティ。

航空分野では、航空機の使用目的や使用方向に応じて、さまざまなナビゲーションシステムが使用されます。 についてのさらに詳しい情報 さまざまな種類航空についてはウェブサイトでご覧いただけます。 まず、ナビゲーションシステムが使用されるのは、 民間航空、航空交通の安全性と信頼性、そして費用対効果を確保するには、ナビゲーション システムが必要です。 その上、 航空ナビゲーション システムはグローバルであり、飛行のすべての段階で統合されている必要があります機内と地上の両方で機器の量を減らすためです。 同時に、移動のコースと目的地までの距離、および所定のコースからの逸脱を明確に決定できるようにする必要もあります。

航空ナビゲーションの主なタスクは次のとおりです。

1. 航空機のナビゲーション要素の決定。 この場合、その座標、高度（絶対および相対）、飛行速度、移動コース、およびその他の多くのパラメータが決定されます。

2. パスを監視し、必要に応じて修正します。

3. 目的地に到達するための最適なルートを構築します。 この場合、ナビゲーション システムの主なタスクは、最小限の燃料消費量で最小限の時間で目的地に到着できるように支援することです。

4. 飛行中のルートの迅速な調整。 航空機に故障が発生した場合、ルート上に悪天候が存在する場合、特定の航空機に接近するため、または逆に航空機との衝突を回避するために、飛行ミッションを変更する必要が生じる場合があります。

航空機のナビゲーション システムを決定するには、さまざまな技術的手段が使用されます。 地質工学的手段により、絶対的および相対的な飛行高度、航空機の位置および移動経路を決定することが可能になります。 それらは、高度計、光学照準器、さまざまなコンパスなど、さまざまな技術的手段によって表されます。 無線技術により、無線信号を使用して電磁場のさまざまな指標を測定することにより、対地速度、実際の飛行高度、および航空機の位置を決定することが可能になります。

サイトの作成者の観点から見ると、天文航法補助装置は航空機の位置とその移動コースを決定することもできます。 これらの目的のために、天文コンパス、天体方位計、その他の機器が使用されます。 照明ナビゲーション システム (ライト ビーコン) の役割は、宇宙での方向確認を容易にして、夜間または困難な気象条件で航空機の着陸を確実にすることです。 そして最後に、ルート全体に沿った自動飛行を提供できる複雑なナビゲーション システムがあります。 この場合、着地面が見えない状態で進入することも可能です。 このようなシステムはオートパイロットとも呼ばれます。

現代の防御と攻撃の手段は、自分側と敵側の座標の正確な決定を中心に「展開」しています。 経済先進国は地球規模のナビゲーション システムを開発するために何十億ドルも費やしています。 この傾向の結果として、GPS が米国で、GLONASS がロシアで、Galileo がヨーロッパで登場しました。 しかし最近、政治家、軍人、科学者は驚くほど一致して、私たちの地球規模航法システムは現代の戦争で軍事的優位性を達成するための万能薬ではないという結論に達しました。

正直に言うと、衛星システムが必要です。衛星システムは、航空機、ミサイル、船舶、地上装甲車両の座標をリアルタイムで決定する際に最高の精度を提供します。 しかし 現代的な手段電子戦では、敵は衛星信号を歪め、ノイズを出し、電源を切り、最終的には衛星自体を破壊する可能性があります。

ロシアの GLONASS システムは、アメリカの GPS と同様、ナビゲーション信号を送信する 2 つのモード (オープンとクローズ) を備えています。 しかし、干渉信号のレベルが 20 dB を超えると、機器や技術の開発が止まっていないため、現在または近い将来、あらゆるナビゲーション信号が妨害される可能性があります。

電子戦の大隊および連隊には、標準的な GPS 信号抑制ステーションがあります。 そして、世界の宇宙演習で衛星が行方不明になったケースも知られています。 そのため、ロシア軍には「いかなる施設にも自律型慣性航法システム（INS）を搭載しなければならない」という教義がある。 その動作原理により、INS はノイズの影響を受けない航法情報源であり、電子戦機器の影響を受けず、現在その種類の 1 つであるストラップダウン慣性航法システム (SINS) が最も広く使用されています。 。

SINS は飛行機、地上装甲車両、ミサイルなどあらゆる場所に設置されています。 移動オブジェクトの各タイプには、独自のタイプの SINS があります。 で 軍事装備自律型 ANN の存在は必須であり、その改善は業界の主要な課題の 1 つです。

科学技術の進歩の最前線で

発達 現代科学先進国が質的に新しいANNを創設できるようになった。 以前は、慣性ナビゲーション システムは、ジンバル内の電気機械ジャイロスコープと加速度計に基づくプラットフォーム タイプでした。 オフプラットフォーム慣性航法システムには可動部品がありません。 ジャイロスコープ自体が電気真空装置に変身したと言えるかもしれません。

現在、レーザー、光ファイバー、波動ソリッドステート、マイクロメカニカルジャイロスコープがあります。 どれが最も先進的であるかは、ナビゲーション情報の形成の正確さに対する消費者の要求を満たすことの問題である。 精度が低くなり、テクノロジーが単純になるほど、ANN は安価になります。 レーザー ジャイロスコープは最も正確ですが、同時に非常に複雑で高価です。 マイクロ波、核磁気共鳴、冷原子ジャイロスコープなど、技術的にまだ完成しておらず、産業的に使用されていない他の種類のジャイロスコープもあります。

正確かつ高精度の SINS において、現在最も一般的で実績があり、広く普及しているのはレーザーによるものです。 レーザー ジャイロスコープと水晶加速度計をベースにした最新の SINS は、航空宇宙産業で最も複雑でハイテク製品の 1 つです。

今日、これらのシステムは自律ナビゲーション手段として不可欠であり、自律性、干渉の影響を受けないこと、継続性、一年中いつでも世界規模で運用できることなど、多くの戦術的利点があるため、幅広い層の消費者から需要があります。空、海、地上の目標を一日中攻撃します。 SINS は、ナビゲーション、飛行制御、ミサイルの照準、準備、誘導の問題を解決するだけでなく、レーダー、光電子、赤外線、その他の搭載システムの操作性を確保するための情報を提供します。 長距離の民間航空機では、自律慣性システムがナビゲーションと姿勢決定の主要な手段です。

高精度 SINS の開発と生産のためのあらゆる能力を保有することは、国を技術進歩の最前線に置き、国家の安全に直接影響を与えます。 世界でもそれを習得している国は多くありません 複雑な生産これらのシステム。 中国、ロシア、アメリカ、フランスは片手の指で数えられるほどだ。

ロシアでは、KRET の一部であるモスクワ電気機械自動化研究所 (MIEA) を含む 5 つの組織が航空用途向けの SINS を開発しています。 さらに、この研究所の SINS だけが量産化されています。 MIEA で開発されたレーザー ジャイロスコープと水晶加速度計に基づくナビゲーション システムは、現代および将来の民間および軍用航空機の搭載機器システムの一部です。

使い方

リング レーザー ジャイロスコープとクォーツ加速度計は、現在世界で最も正確で最も一般的です。 その開発と生産はKRETの能力の1つです。

慣性航法システム (SINS)

レーザー ジャイロスコープの動作原理は、ミラー システムと特殊なガラス製の本体によって形成された閉じた周囲空間内で 2 つのレーザー ビームが励起され、チャネルを通って互いに向かって進みます。 ジャイロスコープが停止しているとき、2 つのビームは同じ周波数で互いに向かって「走り」、角運動を開始すると、各ビームはこの運動の方向と速度に応じて周波数を変更します。

ミラーの 1 つを介して、光線のエネルギーの一部が出力され、干渉パターンが形成されます。 このパターンを光検出器を使用して観察し、ジャイロスコープの角運動に関する情報を読み取り、干渉パターンの移動方向の回転方向と、その移動速度から角速度の大きさを決定します。 光検出器は光信号を電気的な非常に低出力の信号に変換し、その後、増幅、フィルタリング、ノイズ分離のプロセスが始まります。

ジャイロスコープ自体は一軸であり、レーザー ビームの伝播面に垂直な感度軸に沿って作用する角速度を測定します。 したがって、システムは 3 つのジャイロスコープで構成されます。 物体の角度だけでなく直線運動に関する情報も取得するために、システムは 3 つの加速度計、つまり加速度計を使用します。 これらは、試験質量が振り子の形の弾性サスペンションに吊り下げられている非常に精密な機器です。 最新の加速度計は、重力による加速度の 10 万分の 1 の精度で測定します。

分子レベルの精度

現在、業界は国防省、運輸省、その他の省庁の注文に応じた数の SINS を生産しています。 しかし、近い将来、自律型慣性システムの需要は大幅に増加し始めるでしょう。 最新の製造能力を理解するには、光学、エレクトロニクス、真空処理、精密研磨など、多くの技術を組み合わせたハイテク製品について話していることをまず理解する必要があります。

例えば、鏡の仕上げ研磨時の表面粗さは、ほぼ分子レベルの0.1ナノメートルレベルにする必要があります。 ジャイロスコープのミラーには、平面と球面の 2 種類があります。 鏡の直径は5mmです。 ミラーコーティングは、特殊なガラス結晶材料であるシタールにイオンスパッタリングによって施されます。 各層の厚さは約100ナノメートルです。

レーザービームは、低圧ヘリウムネオンガス環境内を伝播します。 この環境の特性は、ジャイロスコープの寿命全体を通じて変化しない必要があります。 内部および外部の不純物が微量でも侵入することによってガス環境の組成が変化すると、まずジャイロスコープの特性が変化し、次にジャイロスコープの故障につながります。

エレクトロニクスにも困難はあります。 低電力の周波数変調信号を扱う必要があり、必要な増幅、フィルタリング、ノイズ抑制、デジタル変換を提供する必要があり、さらに、あらゆる動作条件下でノイズ耐性の要件を満たす必要があります。 KRET が開発した SINS では、これらの問題がすべて解決されます。

デバイス自体は、摂氏マイナス 60 度からプラス 55 度の動作温度範囲に耐える必要があります。 このデバイスの製造技術は、数十年にわたる航空機製品のライフサイクル全体を通じて、全温度範囲にわたって信頼性の高い動作を保証します。

つまり、製造過程では多くの困難を乗り越えなければなりません。 現在、SINS の製造に使用されるすべてのテクノロジーは KRET 企業で習得されています。

成長痛

Concern の 2 つの企業、Ramensky Instrument-Making Plant (RPZ) とタンボフの Elektropribor 工場がレーザー ジャイロスコープを製造しています。 しかし、今日はまだ顧客のニーズを満たしている生産能力も、明日には手作業が多く含まれているため、完成品の割合が大幅に低下し、不十分になる可能性があります。

軍用および民生用機器の生産注文の増加に伴い、生産量を一桁増やす必要があることを認識したKRETの経営陣は、工場の技術的再設備のためのプロジェクトを開始しました。 このようなプロジェクトは、光学部品を含むすべてのシステムの生産のために形成されています。 地上機器用を含め、年間 1.5,000 台の高精度システムを生産できるように設計されています。 これは、それぞれ 4.5 千個のジャイロスコープ、つまり約 2 万個のミラーを製造する必要があることを意味します。 このような量を手動で行うのは不可能です。

企業の技術的再装備により、必要な量に達することが可能になります。 計画によると、最初の個別ユニットの生産は来年末に開始され、システム全体は2017年に開始され、定量的な指標が徐々に増加する予定です。

プロジェクトへの資金提供における州の割合は60％で、残りの40％は銀行融資と非中核資産の売却による収入の形でKRETから引き付けられている。 しかし、SINS の創設は 1 つの研究所や 1 つの関心事の仕事ではありません。 その解決策は国益の面にあります。

航空機ナビゲーションコンピュータシステムの概要

計算航空機ナビゲーション システム (FMS) は、空港エリアでのルートに沿った航空機の 3 次元ナビゲーションの問題を解決するだけでなく、非精度進入を実行するように設計されています。

飛行管理システム (FMS) は以下を提供します。

  • 所定のルートに沿った自動飛行制御のために自動制御システムに制御信号を送信する。
  • 特定の飛行ルートに沿ったナビゲーションの問題を解決し、垂直ナビゲーション モードで着陸への非精度アプローチを実行します。
  • 搭載無線ナビゲーションシステムおよび計器着陸システムの自動および手動周波数調整。
  • T2CAS 航空機衝突回避システムのモードと範囲の制御。
  • オンボード VHF および HF 無線通信システムの手動設定。
  • ATM システムのオンボードトランスポンダのコード機能の制御。
  • 代替空港の導入（改修）。

FMSの機能は、乗務員が選択（作成）したルートやデータベースから選択した標準的な離着陸手順を表示することで、航法情報をリアルタイムに伝達することです。 FMS は、ルートに沿った水平および垂直飛行プロファイル データを計算します。

ナビゲーション機能を実行するために、FMS は次のシステムと通信します。

  • 慣性航法システム IRS (3 セット);
  • 全地球測位衛星システム (GNSS) (2 台);
  • 航空信号システム (ADS) (3 セット);
  • HF ラジオ局 (2 セット);
  • VHFラジオ局（3台）
  • ATC トランスポンダー (XPDR) (2 ユニット);
  • 距離測定システム (DME) (2 セット);
  • 全方向性およびマーカー無線ビーコン (VOR) システム (2 セット)。
  • 計器着陸システム (ILS) (2 セット);
  • 自動無線コンパス (ADF) システム。
  • 飛行警報システム (FWS);
  • 空中衝突回避システム (T2CAS)。
  • 電子表示システム (CDS);
  • 自動制御システム (AFCS)。

FMS の前面パネルには、多機能制御および表示ユニット (MCDU) があります。

図 1: MCDU のフロント パネルの説明

FMS は、航空機を制御するために制御信号をオートパイロット (AFCS) に送信します。

  • ルート上および空港エリアでのナビゲーションのための水平面内 (水平ナビゲーション LNAV)。
  • 垂直面内で離陸、上昇、巡航速度での飛行、降下、進入、復行を行います。

FMS は航空機の位置、飛行ルート、現在のナビゲーション モードに関する情報などを CDS に送信します。 このデータはナビゲーション ディスプレイ (ND) またはプライマリ ディスプレイ (PFD) に表示されます。

乗組員は飛行制御コンソール (FCP) を使用して飛行モードを選択し、FMS に含まれる MCDU を使用して飛行計画やその他の飛行データを入力します。 乗組員は、多機能の制御および表示パネルを使用して、キーボードを使用してデータを入力および編集します。

FMS は、航空交通管制 (ATC) トランスポンダーと航空機衝突回避サブシステム (TCAS) を制御する唯一の手段です。 FMS は、無線ナビゲーション システムを制御する主な手段であり、無線通信機器を構成するバックアップ手段です。

FMS には次のデータベースがあります。

  • ナビゲーションデータベース。
  • 特別なデータベース（自社ルート）。
  • ユーザーデータベース。
  • 磁気偏角データベース。
  • 航空機特性データベース。

上記のデータベースと構成ファイルは、ARINC 615-3 データ ローダーとして使用される MAT (メンテナンス システム ターミナル) を通じて FMS メンテナンス手順を実行するときに更新されます。 ソフトウェアの更新も MAT 経由で実行されます。

FMS は次の機能を実行します。

  • 飛行計画の開発。
  • 現在の場所を特定する。
  • 降下中の飛行経路を予測する。
  • 水平方向のナビゲーション。
  • 着陸フェーズ中の垂直ナビゲーション。
  • 無線通信設備の設置;
  • ATC/TCAS無線制御;
  • 無線航行補助装置の制御。

FMSの機能説明

RRJ シリーズの航空機には 2 台の CMA-9000 が装備されており、独立モードと同期モードの両方で動作できます。 同期モードで動作している場合、CMA-9000 は対応するナビゲーション計算の結果を交換します。 独立モードでは、各 CMA-9000 は独自のナビゲーション計算の結果を使用します。

通常、CMA-9000 は同期モードで動作しますが、2 台の CMA-9000 が動作しているときに次の状況が発生すると、独立モードに切り替わります。

  • 異なるユーザーデータベース。
  • 異なるソフトウェアバージョン。
  • さまざまなナビゲーション データベース。
  • 接続時に CMA-9000 のいずれかで通信エラーが発生しました。
  • 5 秒を超える異なる飛行フェーズ。
  • さまざまなナビゲーションモードを10秒以上使用します。

独立モードで動作している場合、CMA-9000 は動作モードの変更を乗組員に通知します。 この場合、対応する IND 表示が MCDU に表示され、対応する黄色のメッセージが MCDU 画面に表示されます。 CMA-9000 の 1 つが飛行中に故障しても、もう 1 つは機能を失うことなく飛行を完了できます。

飛行計画の開発

FMS は、ナビゲーション機器、ウェイポイント、空港、航空路、離陸 (SID)、着陸 (STAR)、進入 (APPR) などの標準手順を含む、離陸から着陸までの完全な飛行計画を作成することでパイロットをサポートします。 飛行計画は、乗務員が MCDU ディスプレイを使用してウェイポイントと航空ルートに基づいて作成するか、適切なデータベースから航空ルートをダウンロードすることによって作成されます。

ユーザーのデータベースには、最大 400 の異なる飛行計画 (航空会社のルート) と最大 4000 の中間ルート ポイントを含めることができます。 飛行計画には、199 個を超える中間ルート ポイントを含めることはできません。 FMS は、最大 1800 の異なるウェイポイントのユーザー データベースを処理できます。

FMS では 3 つの飛行計画を作成できます。1 つはアクティブ (RTE1)、2 つは非アクティブ (RTE2 および RTE 3) です。 乗務員は現在の飛行計画を変更する場合があります。 飛行計画が変更されると、一時的な飛行計画が作成されます。 変更されたフライト プランは、EXEC ボタンを押すと有効になり、CANCEL ボタンを押すとキャンセルできます。 非アクティブなプランのエントリをキャンセルしても、現在アクティブなプラン (RTE1) は変更されません。

乗組員は、カスタム ナビゲーション ポイントを作成して、後でメモリから選択したり、データ損失の場合に使用したりできるようにすることができます。 ユーザー データベースには、ユーザーのルートに沿った最大 10 個のユーザー フライト プランと最大 500 個のウェイポイントを保存できます。

乗組員は、FIX INFO ページで選択した位置からの放射状の線、ビーム、または半径の交差点にある飛行計画セクションに一時的なウェイポイントを作成することができます。 入力した FIX からは、2 つまでの放射状の線/半径と 1 つだけのトラバースを作成できます。 CMA-9000 は、飛行プロファイル、飛行の指定された高度と速度、ルート上で乗組員が入力した風のパラメーターを考慮して、予備データ (推定到着時間 (ETA) と飛行距離 (DTG)) を計算します。

航空機乗組員は CMA-9000 を使用して、離陸および飛行中の飛行に必要なデータ (決定速度 (V1)、前脚上昇速度 (VR)、安全離陸速度 (V2)、巡航高度 (CRZ)、離陸航空機重量 ( TOGW) など)、飛行特性の予測と計算に使用されます。 飛行中、CMA-9000 は進入データ (気温、風、予想される着陸形状など) を入力するために使用されます。 同期モードでは、一方の CMA-9000 に入力されたすべてのデータが、クロック バスを使用してもう一方の CMA-9000 に転送されます。 CMA-9000 は、IRS 展示用に航空機の地上位置データを手動で入力できます。

パイロットは次のナビゲーション データを利用できます。

  • 目的地の空港の滑走路の高さ。
  • PFD に反映するために CDS に送信される遷移高度と遷移レベル。
  • ILS ローカライザー ヘディングが AFCS に送信されます。
  • 出発空港の滑走路の進行方向がAFCSに送信されます。

FMS は、乗組員が選択した表示のスケール (5 ～ 640 海里) とタイプ (ARC、ROSE、または PLAN) に対応する飛行計画を CDS に送信します。

マルチモードナビゲーション

航空機の位置を特定するために、両方の CMA-9000 がナビゲーション システムとのインターフェイスで接続されます。 ナビゲーション システム (IRS、GPS、VOR、DME) は、航空機の位置を特定するために FMS にナビゲーション情報を提供します。 CMA-9000 は、GPS (DME/DME、VOR/DME、または INS) から受信した情報に基づいて航空機の位置を継続的に計算し、アクティブな推測航法モードをディスプレイに表示します。 FMS は飛行フェーズに応じて基準航行性能 (RNP) を管理します。 現在の ANP が指定された RNP を超えると、MCDU の乗組員にアラームが発行されます。

ナビゲーション機能には次のパラメータが含まれており、これらのパラメータは計算されるか、センサーから直接受信されます。

  • 航空機の現在位置 (PPOS);
  • 対地速度 (GS);
  • トラック角度 (TK);
  • 現在の風（方向と速度）。
  • ドリフト角 (DA);
  • 横方向偏差距離 (XTK);
  • トラック角度エラー (TKE);
  • 指定されたルート トラック アングル (DTK) またはコース。
  • 現在のナビゲーション精度 (ANP);
  • 指定ナビゲーション精度 (RNP)。
  • よどみ温度 (SAT);
  • 航空機の対気速度 (CAS);
  • 真の航空機速度 (TAS);
  • 慣性垂直速度。
  • 方位 (HDG)、磁気または真。

メイン動作モードでは、緯度と経度のデータが GNSS マルチモード レシーバー (MMR) の GPS センサーから直接取得されます。 位置の計算は世界測地座標系 WGS-84 に従って実行されます。

ナビゲーション モードを使用する場合の優先順位:

  1. GPSナビゲーションモード。
  2. 障害、GPS 信号の損失、RAIM の損失が発生した場合の DME/DME ナビゲーション モード。
  3. GPS および DME/DME 信号の障害や損失の場合の VOR/DME ナビゲーション モード。
  4. GPS、DME/DME、VOR/DME 信号の障害や損失が発生した場合の INERTIAL ナビゲーション モード。

ナビゲーションモード

GPSナビゲーション: GPS は航空機の直接の位置、対地速度、対地角度、南北速度、東西速度、垂直速度を決定します。 自律完全性監視 (RAIM) 機能の完全性を確保するために、航空機の乗組員は GPS またはその他の信頼性の低い航法補助のモードの選択を解除できます。

DME/DMEナビゲーション: FMS は、DME 受信機の 3 番目のチャネルを使用して航空機の位置を計算します。 DME ステーションの位置がナビゲーション データベースに含まれている場合、FMS は 3 つの DME ステーションを使用して航空機の位置を決定します。 位置の時間ベースの変化により、対地速度と進行角を計算できます。

VOR/DMEナビゲーション: FMS は、VOR ステーションとそれに関連する DME を使用して、ステーションまでの相対的なコースと距離を決定します。 FMS は、この情報に基づいて航空機の位置を決定し、経時的な位置の変化を考慮して対地速度と機首方位角を決定します。

慣性航法 INERTIAL: FMS は 3 つの IRS 間の加重平均を決定します。 GPS ナビゲーション モード (DME/DME または VOR/DME) が有効な場合、FMS は IRS で計算された位置と現在位置の間の位置誤差ベクトルを計算します。

慣性航法中、FMS は最後のオフセット ベクトル計算に基づいてメモリ内の位置を調整し、GPS モード (DME/DME または VOR/DME) から慣性航法モードへのスムーズな移行を保証します。 IRS センサーに障害が発生した場合、FMS は残りの 2 つの IRS センサー間のデュアル混合 INS 位置を計算します。 IRS センサーが再び故障した場合、FMS は残りの IRS センサーを使用して INS 位置を計算します。

推測航法 DR: FMS は、最後に決定された位置データ、ADC からの TAS (真の航空機速度)、入力された機首方位、および予測される風況を使用して、航空機の位置を計算します。 航空機の乗組員は、現在位置、航跡角度、対地速度、風速、方向に関するデータを手動で入力できます。

軌道予測

FMS は、実際のナビゲーション データと予測されたナビゲーション データを使用して垂直飛行プロファイルを予測します。 FMS は、非アクティブなルートの予測を計算しません。また、垂直方向のプロファイルも計算しません。

軌跡予測機能は、擬似中間ルートポイントの登山終了点（T/C）、下山開始点（T/D）、下山終了点（E/D）のパラメータを計算します。

現在の飛行計画のルートの中間点ごとに次のパラメータが予測されます。

  • ETA: 到着予定時刻。
  • ETE: 計画飛行時間。
  • DTG：飛距離。
  • 巡航高度。

さらに、ETA と DTG はウェイポイントへのエントリポイントに対して計算されます。

軌道予測機能は、予測着陸重量を計算し、飛行計画を完了するために追加の燃料が必要な場合に航空機の乗組員に警告します。

軌道予測機能は、性能データベース（PDB）に含まれるデータに基づいて、離陸、上昇、巡航、降下時の燃料と距離を計算します。

進入データ計算フェーズでは、FMS は、PDB から発行される着陸風速データと予測速度 Vls に基づいて、予想される着陸形状と着陸重量を考慮して進入速度を計算します。

軌道予測機能は、不正確な上昇が発生した場合に MCDU にメッセージを出力します。 また、垂直ナビゲーション モードでの降下および着陸中に、FMS は最初の高度値を CDS に送信し、それを維持する必要があるかどうかを PFD に反映させます。 さらに、中間降下点で着陸所要時間（RTA）が入力されると、軌道予測機能が ETA を RTA に更新し、時間が一致しない場合は航空機の乗組員に警告します。

FMS は、ARINC 702A プロトコルを使用し、地図表示機能、選択された範囲、および選択された地図モードに従って、ナビゲーション ディスプレイに表示するデータを送信します。

水平方向および垂直方向のナビゲーション

この機能は、自動操縦と連携して水平および垂直のナビゲーションを提供し、水平および垂直の飛行計画を実行します。

水平LNAVナビゲーション

LNAV 機能には、水平面内での飛行を保証するために必要なロール コマンドの計算が含まれており、横方向偏差 (XTK) を計算して PFD および ND ディスプレイに送信します。

FMS は以下を管理します。

  1. ルート上の水平面内および空港エリアで以下を実行する場合:
      • 指定された一連の中間ルート ポイント (IRP) に沿って飛行します。
      • 飛行の「ダイレクトオン」（DIRECT-TO）軌道、ウェイポイント、またはナビゲーション無線。
      • PPM フライトまたはアドバンスで旋回。
      • ミスアプローチ手順（GO AROUND）の初期化。
  2. 待機エリアに入るとき、および待機エリア内を飛行するとき、FMS は以下を実行します。
      • 保持領域 (HOLD) の形状を構築および表示します。
      • 待合室への入り口。
      • 待機エリア内での飛行。
      • 待合室を出る。
  3. ルートに沿った水平面内:
      • ウェイポイント上空の飛行時間とルートの最終地点への到着時間の計算。
      • 現在の飛行計画コースの左側または右側の平行ルート (OFFSET)。

LNAV モードでは、FMS は以下を実行できます。

  • これらのステージのパスライン間の角度の二等分線を横切るときに、アクティブなステージを FLY-BY タイプのウェイポイントから次のステージに変更します。 渡ってから 新しいステージアクティブ化され、最初になります。
  • ACT WPT を通過するとき、またはそのトラバースを停止するときに、FLY-OVER タイプのウェイポイント (WPT) から次のステージにアクティブ ステージを変更します。
  • 選択した（手動で入力した）WPT のコースへの方向転換を確実にするための「Direct-TO」ポイントへのガイダンス。
  • 待機エリアに入るコースのナビゲーションとガイダンス「固定点に直接」（DIRECT TO FIX）。

FMS は、ロシアのルートに沿った B-RNAV エリア ナビゲーション システムでは±5 km および ±10 km の精度で、空港エリアでは P-RNAV 高精度エリア ナビゲーション システムでは±1.85 km の精度で航空機の安全な航行を保証します。

水平ナビゲーション機能は、PFD または ND に反映されるナビゲーション パラメーターを CDS に提供します。

水平ナビゲーション機能は、GPS 非精度進入補助装置を使用した進入を提供します。

代替空港の入力（変更）

フライト管理システム (FMS) は、非アクティブなルートとして構築された代替空港 (RTE2 および RTE3) に入ります。

代替空港への目的地変更は、変更されたアクティブ ルートを使用して計画できます。

  • 有効な飛行計画 RTE1 から代替空港 RTE2 への飛行。
  • アクティブなフライト プラン RTE1 からオプション VIA を使用した RTE3 へのフライト。 VIA ポイントは、離陸空港の RTE1 を通じて決定されます。
  • VIA オプションを使用したアクティブなフライト プランから代替空港 RTE3 へのフライト。 ＶＩＡポイントは、目的地空港ＲＴＥ３に到着するために、目的地空港ＲＴＥ１（ＡＰＰ、ＭＡＰ）のウェイポイント（ＷＰＴ）を介して決定される。

FMSを使用した無線通信機器の設定

無線通信機器設定機能は、ナビゲーション無線、無線通信機器、ATC/TCAS 無線という 3 つの異なるシステム グループの動作を保証します。

ナビゲーション無線のセットアップ

RRJ シリーズの航空機で利用可能なナビゲーション無線: DME1、DME2、ADF1、ADF2 (オプション)、VOR1、VOR2、MMR1、MMR2 (ILS、GPS)。

FMS は、ナビゲーション無線を設定する主な手段です。 すべてのセットアップ関連データは、無線管理パネル (RMP) を介して無線に送信されます。 RMP の NAV ボタンを押すと、FMS からのチューニングがロックされ、すべての無線が RMP リモコンからチューニングされます。

ナビゲーション無線チューニング機能は、飛行計画に合わせて VOR、DME、ILS を自動的に設定します。

無線制御機能は、選択された VOR および ILS 局の同調モードを ND に反映するために CDS に送信します。この同調モードは、自動でも、MCDU または RMP コンソールからの手動でも可能です。

無線通信設備の設置

RRJ シリーズの航空機で利用可能な無線通信機器: VHF1、VHF2、VHF3、HF1 (オプション)、HF2 (オプション)。

無線通信機器設定機能は、通信無線局を設定する機能である。 無線通信機器を設定する主な手段は、RMP リモコンです。 両方の RMP に障害が発生するかオフになった場合にのみ、FMS を使用して無線チューニングが行われます。

FMS は、RMP リモート コントロールを介してラジオ局に接続します。 無線設定機能はデータ コンセントレータからコード値を受け取り、2 つの RMP に障害が発生したりシャットダウンした場合にアクティブになります。 コード値を入力すると、無線設定機能により RMP の「com ポート選択」モードが設定され、MCDU との無線通信を設定できるようになります。 それ以外の場合、FMS からの設定は禁止されます。 RMP は高周波無線に直接接続しません。 設定はアビオニクス キャビネット データ コンセントレータを通じて行われ、プロトコルの適応が可能になります。 VHF3 ラジオには FMS からチューニングする機能はなく、RMP リモコンからのみチューニングできます。

ATC/TCAS 無線制御 (T2CAS 機器の一部であるサブシステム)

TCAS モードと範囲の選択は FMS から実行されます。 航空機の乗組員は MCDU で 3 つのモードを選択できます: STANDBY - スタンバイ、TA ONLY - TA のみ、および TA / RA (近接モード/衝突解決モード) の高度範囲: NORMAL - 通常、ABOVE - 「上」および BELOW - "下"。

さらに、航空機の乗組員は次の操作を実行して ATC トランスポンダーを制御できます。

  • アクティブなトランスポンダーを選択します。
  • ATC モードの選択 (STANDBY または ON);
  • XPDR コードを入力します。
  • 「フラッシュ」機能の有効化 (MCDU を使用するか、中央コンソールの ATC IDENT ボタンを押すことによって)。
  • 高度伝達機能を制御します（オンまたはオフ）。

さらに、キャブ内の非常ボタンが作動すると、無線制御機能により緊急コード 7500 ATC が作動します。

無線制御機能は、ATC_ACTIVE フィードバックと各 ATC トランスポンダに送信された開始/スタンバイ コマンドを比較することにより、ATC トランスポンダの準備状態を検証します。 ATC トランスポンダーの誤動作が検出された場合、ディスプレイにテキスト メッセージが生成されます。

MCDU計算機能

MCDU 機能は、航空機乗組員に次の変換を実行するための計算機とコンバーターを提供します。

  • メートル↔フィート;
  • キロメートル ↔ NM;
  • °C ↔ °F;
  • 米国ガロン ↔ リットル;
  • キログラム ↔ リットル;
  • キログラム ↔ 米ガロン;
  • キログラム ↔ ポンド;
  • Kts ↔ マイル/時;
  • Kts ↔ キロメートル/時;
  • キロメートル/時 ↔ メートル/秒;
  • フィート/分 ↔ メートル/秒

FMS装置

FMS は、コンピュータと MCDU を含む 2 つの SMA-9000 ブロックで構成されます。

仕様

  • 重量: 8.5ポンド (3.86kg)。
  • 電源: 28V DC;
  • エネルギー消費量: 加熱なしで 45 W、加熱ありで 75 W (5 ℃ 未満の温度で加熱から開始)。
  • 強制的な空気供給を必要としない受動的冷却。
  • MTBF: 9500飛行時間。
  • 電気コネクタ: 20FJ35AN コネクタは FMS の背面パネルにあります。

CMA-9000 には以下が含まれます。

  • DO-200A に従って開発されたデータベース。
  • DO-178B レベル C に従って開発されたソフトウェア。
  • DO-254 レベル B に従って設計された複雑なハードウェア コンポーネント。

FMS インタラクション インターフェイス

図 2. FMS 入力信号とアビオニクス システムおよび航空機システムのインターフェイス

図 3. FMS 出力信号のアビオニクスおよび他の航空機システムへのインターフェイス

フェイルセーフ

アビオニクス システムの機能的危険性評価 (SSJ 100 航空機 AVS FHA (RRJ0000-RP-121-109、Rev. F) では、FMS の機能障害状況の危険度を「複雑な状況」として定義しています。特定の種類の障害状況の発生確率) RRJ0000-RP-121-109 rev.F で考慮されているものは、次の要件を満たす必要があります。

  • 飛行のすべての段階において、CMA-9000 の予期せぬ故障の確率は 1.0 E-05 を超えません。
  • 飛行のすべての段階で、CMA-9000 からの誤解を招くナビゲーション データ (水平または垂直ナビゲーション) が両方の ND ナビゲーション ディスプレイに出力される可能性は 1.0 E-05 を超えません。
  • 飛行のすべての段階で、CMA-9000 から自動操縦装置に誤った制御信号が送信される確率は 1.0 E-05 を超えません。

ロシア リージョナル ジェット (RRJ) 95B/LR 航空機に搭載されている RRJ アビオニクス スイート (部品番号 B31016HA02) の RRJ アビオニクス システム安全性評価 (J44474AD、I.R.: 02) では、上記の障害状況の発生確率が次のように示されています。

  • FMS からのナビゲーション情報の無信号障害 (損失) - 平均飛行時間あたり 1.1E-08。
  • CMA-9000 からの誤解を招くナビゲーション データ (水平方向または垂直方向のナビゲーション) から両方のナビゲーション ディスプレイ ND – 1.2E-09 への平均飛行時間当たりの配信。
  • 自動操縦のための CMA-9000 からの誤った制御信号の発行 - 平均飛行時間あたり 2.0E-06。

取得された (J44474AD、I.R.: 02) 障害状況の確率は、フェール セーフティ要件 (RRJ0000-RP-121-109 rev. F) に準拠しています。

各 CMA-9000 の要件に従って、ARINC 429 に従って誤ったデータが発行される確率は 3.0E-06 を超えません。

DO-178 に基づく FMS ハードウェアおよびソフトウェア開発レベル (DAL) はレベル C です。

劣化モード

両方の CMA-9000 はデュアル同期モードで接続されています。 1 つのみの障害が FMS の機能の低下を意味するわけではありません。 乗組員は、構成コントロール パネル (RCP) を使用して、対向する CMA-9000 からのデータを反映するようにディスプレイを手動で再構成できます。

FCP からのレンジおよび/またはマップ モード選択入力信号に障害が発生した場合、FMS はデフォルトの 40 nm/ROSE でマップ データを送信します。

ナビゲーション センサーが故障した場合、FMS は航空交通と風のデータに基づいて DR モードを提供し、航空機の位置を計算します。 FMS は、DR モードでの航行について航空機の乗組員に通知します。 DR モードでは、FMS は現在位置、対地速度、ルート、風向、および強さを入力する機能を提供します。 FMS は入力されたレートを受け入れる必要があります。

連携する場合、FMS は同期動作を確保するために反対側の CMA-9000 と交換します。

独立モードで動作している場合、または 2 つの FMS 間でデータ バス障害が発生した場合、両方の MCDU パネルからマスター/スレーブ データ リンクを変更することができます。