基本介紹
- 中文名：飛行指引儀
- 外文名：Flight director（FD）
組成結構,指引形式,工作原理,指引針使用,模式控制板,模式信號牌,
組成結構
飛行姿態指引儀主要由飛行指引計算機、飛行指引方式選擇板、動態通告牌、姿態指引指示器和輸入裝置等組成，如圖5．11所示。
姿態指引指示器
姿態指引指示器是飛機姿態指示與飛機姿態指引的綜合指示器。為了便於駕駛員觀察飛機上其他設備的指示，指示器內也綜合有其他信息顯示，如無線電高度表的指示、儀表著陸系統的指示等。飛行姿態指引指示器目前使用的有兩種：一種是機電式姿態指引指示器ADI；另一種是電子姿態指引指示器EADI。飛機的姿態來自垂直陀螺或慣性基準系統。飛行姿態指引針受飛機姿態指引計算機輸出信號的驅動，如圖5．12所示。
飛行指引計算機
飛行指引計算機FDc(Flight Director computer)是飛行姿態指引儀的核心部件，它為姿態指引儀提供飛機的俯仰和橫側指令、故障旗收放指令和飛行指引通告牌指示。在有的飛機上，飛行指引計算機是單獨的；在有的飛機上是與自動駕駛儀的計算機合為一體，稱為飛行控制計算機。
飛行指引方式控制板
飛行指引方式控制板用於駕駛員接通，斷開飛行指引系統以及選擇飛行指引方式。不同型號的飛行指引系統，其控制板也存在差異。圖5．13是波音737—200飛機上的飛行指引方式控制板。
飛行指引方式控制板在下文有詳細介紹。
飛行指引方式通告牌
飛行指引系統也有相應的飛行指引方式通告牌，用於向機組通告飛行指引系統正在使用何種方式指引飛機的飛行姿態。詳細介紹見下文。
指引形式
飛行指引儀將俯仰和橫滾引導信息以指引針的形式顯示在姿態指示器上。指引針有兩種：一種為十字指引針，另一種為八字指引針。十字指引針利用縱向指引針和橫側指引針來分別進行俯仰指引和橫滾指引，如圖3.1(a)所示。當兩針的交叉點位於飛機符號中央時，表示達到預定狀態；若縱向指引針在飛機符號上面，駕駛員應操縱飛機抬頭，反之應操縱飛機低頭，使縱向指引針與飛機符號對齊，以達到預定的俯仰角。若橫側指引針在飛機符號左邊，駕駛員應操縱飛機向左壓坡度，反之應向右壓坡度，使橫側指引針與飛機符號對齊，以達到預定坡度角。
八字指引針又稱“V”形指引針。它利用八字指引針與飛機符號的上下關係來進行俯仰指引，利用八字指引針與飛機符號的左右關係來進行橫滾指引，如圖3.1(b)所示。當八字指引針包圍飛機符號時，表示達到預定狀態。若八字指引針在飛機符號之上，駕駛員應操縱飛機抬頭，反之則應操縱飛機低頭，以達到預定的俯仰角。若八字指引針相對飛機符號右傾斜，駕駛員應向右壓坡度，反之應向左壓坡度，以達到預定的坡度角。
指引針的移動沒有偏離刻度指示，但是，指引針離開中立位置越遠，需要做的修正應越大 離得越近，需做的姿態修正量越小。
通常，FD的俯仰指引指令限制為+25°/-10°的俯仰姿態，而橫滾指引指令限制為30°坡度。
需要注意的是，當飛機沒有平直飛行時，指引針也可能定中。例如，轉向一個所選航向，當達到需要的坡度時，橫滾指引針將定中，並在整個轉彎期間保持定中，當接近預定航向時，橫滾指引針將指引一個反向的輸入以減少飛機的坡度，直到機翼改平，飛機達到所選航向上。
在人工飛行期間，FD提供的飛行姿態指令和自動飛行期間提供的完全相同，只是坡度和截獲協定稍有不同
在自動駕駛儀接通的同時，FD的指引針可以顯示，這樣容易從自動飛行過渡到人工飛行。
工作原理
飛行指引系統的核心是飛行指引計算機，其作用在於將飛機的實際飛行軌跡與預選路線進行比較，算出應飛姿態角。然後，再與實際的姿態角進行比較，將其差值送給指引針伺服系統，使指引針偏離姿態指示器上的小飛機符號，指示出俯仰和橫滾指引指令的大小和方向。在飛行指引計算機中，用來計算橫滾指引指令的部分稱為橫滾計算機，用來計算俯仰指引指令的汁算機稱為俯仰指引計算機。 兩個計算機的輸入信號分別來自橫向和縱嚮導航設備、人工控制指令和垂直陀螺系統 。它們組成的兩個通道，稱為橫滾通道和俯仰通道，如圖3.2所示。
例如，假定飛行指引系統選定為航向模式，若未輸入預選航向，指引儀將工作在航向保持指引模式。如果飛機偏航，航向誤差信號進入橫滾計算機，此信號經計算轉換成一個指引信號，駕駛員按指引操縱飛機，消除飛機的航向誤差，在消除的同時，指引信號為零。假如要改變飛機航向，在控制板上預選航向，該信號送入計算機，計算機經過計算轉換成最佳坡度轉彎信號，然後與現時的飛機坡度相比較，得出一個操縱飛機的坡度信號，此信號經放大處理後，輸至隨動系統，由電動機M帶動測速發電機G和減速器，驅使指引針轉動，形成相對飛機符號的指引。同時，測速發電機形成回輸信號，另外旋轉變壓器CT也形成迴轉信號去抵消傾斜信號，使輸入至放大器的信號為零，駕駛員根據指引操縱飛機帶坡度轉彎。航向系統測得飛機的實際航向，當預選航向與飛機現在的航向接近（或相等）時，計算機輸出信號通過隨動系統操縱指引針回中，駕駛員依據指引，操縱飛機回平，飛機就保持在新的航向上。
指引針使用
十字指引針的基本使用
下面以右轉彎到某一預定航向為例，說明橫滾指引針的操作。為了簡化，將俯仰指引針去掉。圖3.3給出了飛機保持在當前航向上橫滾指引針的指示情況。
當飛行員選擇新航向時，橫滾指針朝右移動，如圖3.4所示。如果航向變化不大，計算機指令一個小的坡度角；如果航向變化較大，將指令一個較大的坡度角，最大通常可達30°。
當飛行員右壓坡度時，橫滾指引針將朝中心位置移動。隨著橫滾指引針指令的減小，飛行員應減小橫滾控制輸入。當坡度滿足飛行指引計算機的要求時，橫滾指引針定中，橫滾控制輸入減小為零 。如圖3.5所示。在穩定轉彎過程中，橫滾指引針一直處於正中。
當接近所選航向時，橫滾指引針移動，指令一個朝左的橫滾，也就是減小坡度，如圖3.6所示。
隨著飛行員左壓盤，減少坡度，指引針將定中。跟隨指引針給出的引導，飛機將改平機翼在所選新航向上，如圖3.7所示。
俯仰指引針的工作和橫滾指引針類似，當滿足俯仰指令時，將定中。俯仰指引針與姿態指示器上的飛機符號平行，可以相對於飛機符號上下移動。
俯仰指引針移動到飛機符號之下，要求機頭朝下的姿態變化；移動到飛機符號之上，要求機頭朝上的姿態變化。俯仰指引針的操作如圖3.8所示。
模式控制板
一種飛行指引儀的模式控制板如圖3.9所示。
1、模式選擇開關（MODE SELECTOR）
模式選擇開關有六個位置：GA、OFF、HDG、VOR/LOC、APP AUTO和APP MAN位。
GA位用於復飛姿態指引。FD將指引一個預定的復飛俯仰姿態，通常是機翼水平、15°的上仰姿態（或者單發時13°的上仰姿態） 。在許多現代飛機上，FD的復飛指引功能通過按壓油門桿上的復飛按鈕來激活。
OFF位用於關斷飛行指引儀，使指引針從顯示器上消失。
HDG位用於引導飛機保持當前航向或飛向預定航向並保持在預定航向上。指引針將指引所需的坡度角，然後保持在設定的航向上。坡度角通常限制在25°和30°之間。
VOR/LOC位用於指引飛機飛向所選的VOR徑向線上或調諧的LOC航向道上-
APP AUTO位用於指引飛機保持當前的橫滾模式去截獲航向道並保持在航向道上，俯仰指引針保持當前的俯仰功能，準備去截獲下滑道並保持在下滑道上。在一些飛機上，在航向道截獲前，系統不能截獲下滑道。
APP MAN位用於指引飛機立即去截獲航向道和下滑道，超控其他任何的橫滾模式或俯仰模式 例如，如果飛機在下滑道之下，飛機將爬升去截獲下滑道，並以25°坡度轉彎建立45°的切入角去截獲航向道。在某些飛機上，該模式也稱為MAN G/S模式。
2、ALT HOLD選擇開關(ALT HOLD)
此電門用於接通高度保持指引，使飛機的高度保持在接通電門瞬間的氣壓高度上。如果ALT HOLD接通時有顯著的垂直速度，FD將指引一個平滑的過渡防止衝出預定高度過多，然後回到預定高度。
3、俯仰選擇開關( PITCH SELECTOR)
在沒有其他模式控制飛機的俯仰時，駕駛員可用此鈕為飛行指引儀選擇一個人工俯仰基準，轉動此鈕，指引針將上移或下移。此模式可在起飛後的飛機爬高中使用。應注意的是，當飛機爬升到所需高度上改平後，指引針仍是指引上仰的。所以要用俯仰鈕及時地將指引針調回飛機符號上。
俯仰選擇開關允許飛行員設定期望的俯仰姿態，通常在10°下俯和15°上仰之間。一旦選擇，指引針將指引所需的俯仰姿態，以達到和保持希望的俯仰角。
模式信號牌
模式信號牌用於向機組通告飛行指引系統正在使用何種模式指引飛機的飛行姿態。它是一個十分重要的顯示，飛行指引系統的工作模式以信號牌為準，而不是以接通了或者按壓了飛行指引模式控制板上的哪一個電門為準。
一種FD的模式信號牌如圖3.10所示。它使用顏色燈來指示當前的指引儀狀態。例如：綠色的HEADING燈亮，表示指引儀工作在航向模式；琥珀色的GLIDESLOPE燈亮，表示FD準備截獲下滑道；綠色的GLIDESLOPE燈亮，表示下滑道截獲。
