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民机专题(四大机型)

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一、 四大机型航电系统或设备供应商

1、Boeing 787

通用核心系统(史密斯航空) 主显示屏(Rockwell-Collins) 通讯系统(Rockwell-Collins)

集成监控系统(Rockwell-Collins) 导航系统包(Honeywell) 导航电台(Honeywell)

机组人员信息 / 维修系统(Honeywell) 飞行控制系统(Honeywell)

电子飞行包(软件:杰普逊公司; 硬件:TBD) 平视显示屏(Rockwell-Collins)

更多的系统请参阅B787系统供应商列表

3、Boeing 737NG

HF收发机 (Collins)

VHF/数据收发机 (Honeywell) ADF (Honeywell) DME (Honeywell)

VOR/Marker接收机 (Honeywell) ADIRS (Honeywell)

S模式ATC应答机 (Honeywell) ILS/GPS MMR (Honeywell) FMC (Smiths)

TCAS Chang7 (Honeywell) EGPWS (Honeywell)

风切变气象雷达 (Honeywell) 固态FDR (Honeywell) 固态CVR (Honeywell) EFIS(Rockwell Collins)

2、Airbus 380

空中数据惯性导航系统(Honeywell) 飞机环境监视系统(Honeywell) 飞行管理系统(Honeywell)

卫星通信系统(Honeywell / Thales) 飞行控制系统(Goodrich) 以太网接口转换模块(Pulse) AFDX(Rockwell Collins) 座舱显示与控制(Thales) 飞行控制单元(Thales) IMA通用模块(Thales)

更多的系统请参阅A380系统供应商列表

4、Airbus 320

HF收发机 (AlliedSignal)

VHF/数据收发机 (AlliedSignal) ADF (AlliedSignal) DME (AlliedSignal)

VOR/Marker接收机 (AlliedSignal) ADIRS (Honeywell)

S模式ATC应答机 (AlliedSignal) ILS/GPS MMR (Sextant) FMC (Honeywell/Thales) TCAS Chang7 (AlliedSignal) EGPWS (AlliedSignal)

风切变气象雷达 (AlliedSignal) 固态FDR (AlliedSignal) 固态CVR (AlliedSignal) EFIS(Thales)

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航空电子快讯/ Avionics Letters

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二、 四大机型座舱布局

1、Boeing 787

B787座舱的一个关键特点是具有两个平视显示仪(HUD)和两个电子飞行包。虽然波音公司在其他型号的飞机上也提供了HUD和电子飞行包,但在787上提供的是标准的配置。在显示屏上的HUD显示信息能够让飞行员在读取飞行数据的同时观察窗外的情况。电子飞行包包括地图、图表、手册和其它数据。

2、Airbus 380

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A380的驾驶舱位居机头的中部,与位于机身顶部的驾驶舱相比,它可为飞行员提供更好的全方位视野。从驾驶舱的初步设计方案来看,A380驾驶舱秉承了空客系列飞机通用性设计传统,保证熟悉空客电传系列客机的飞行员在较短的时间内就可以拥有驾驶A380的资格。

A380是空客第一种采用一体化航电系统的飞机,其模块化的航电系统与飞机管理系统(FMS)全部联网。任何数据输入都将转化为相关的信息显示在屏幕上。除了主飞行显示器和发动机显示器外,液晶显示器(LCD)均为交互式的,以导航显示器的操纵为例,通过FMS就能改变飞行剖面。而通过显示最大推力的百分比,A380 飞行员可以选择推力来简单控制发动机是通过控制发动机转数(压气机每分钟转数)或排出气体温度(EGT)来控制发动机输出的。与现有的空客飞机相同,包含有主飞行显示器和导航显示器的电子飞行仪表系统(EFIS),分别位于正、副驾驶面前,由发动机警告显示器和系统显示器组成的ECAM则置于主仪表板的。

3、Boeing 737NG

Boeing 737NG型飞机包括600、700、800和900型系列。在737NG的座舱中,并排安装了尺寸更大的PFD/ND,对它们的控制杆则位于MCP的任一侧。EIS & 燃油计量器位于CDS,其下方(两CDU之间)为第六块屏幕。相比起CRT,该平面显示器的优点在于重量更轻、可用性更高、消耗能量更少。

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4、Airbus 320

空客320是第一款采用并排PFD/ND配置的飞机,在其飞行座舱内安装有 6.25*6.25英寸的CRT显示。这两个系统显示器采用一上一下的形式安装于飞行座舱内。PFD显示了空中速度和高度,这两项分别位于“姿态圆球”的两侧。数字读数以一个窗口形式显示在“姿态圆球”水平面中心轴线上。这种设计可使飞行员快速得知关键的飞行参数,无需察看整个显示表面。在PFD的底部,显示了朝向和横向引导提示。自动驾驶模式告警在显示器的顶部显示。

三、 综合模块化航空电子系统Integrated Modular Avionics(IMA)

目前,民用飞机航空电子系统结构主要有两种形式:一是外场可更换单元(LRU)为最小系统单元所组成的联合式系统结构;二是以模块化单元(LRM)为基础的集成式系统结构(也即:综合模块化航电IMA)。IMA具有通用的集成式机柜、通用的操作系统、通用的容错处理、电源、柔性的飞机应用接口;上世纪90年代开始应用,已普遍用于当今运营的民用飞机中。

第一代IMA(1995),以B777上霍尼韦尔公司的AIMS(飞机信息管理系统)为代表,其特性为: 1、模块由一个供应商提供

2、综合功能相对简单(几乎没有闭环回路) 3、非标准化的专用(并行)背板 4、专用机架电源 5、封闭式机架结构

第二代IMA(2002),以雷声公司“地平线”公务机上霍尼韦尔的EPIC为代表,其特性为: 1、模块由多个供应商提供

2、综合功能增加(有些闭环回路)

3、半标准化的串行背板(ASCB或429) 4、专用机架电源

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5、部分开放式机架结构

第三代IMA(2007、2008),以A380和B787的IMA和AFDX为代表,其特性为: 1、多个标准模块

2、跨领域的综合功能 3、标准化的串行背板 4、专用机架或模块电源 5、开放式结构

6、采用应用程序执行(APEX)软件集成技术

IMA结构利用了可共享及可配置的计算、通信和I/O资源,这种结构不仅确保了航电系统综合者可以从增强的系统可升级性中获益,并且还因这种全新的平台管理形式而减少了飞机级航电系统综合活动的工作量。Genesis IMA结构已经作为通用核心系统(CCS)安装在波音787梦幻飞机上。Genesis是一种 “开放式系统”结构,该结构已被用作波音787飞机的通用核心系统(CCS)。IMA不仅提供了灵活性和可升级性等诸多优点,同时还支持软件的再度使用。然而,由于要共享系统间的资源,其综合进程的复杂度也随之提高了。在联合式系统结构中,每个航电系统都是一个的结构,使用了专门的计算、通信和I/O服务。与此相反,IMA计算结构要致力于开发出一个高度综合的航电系统环境。在“虚拟系统”环境中,多个航电系统会共享IMA平台上的资源。“虚拟系统”的界限由分区机制进行划分,而这种分区机制也是平台设计的一部分。一个IMA平台为多个航电系统提供了可共享的计算、通信和I/O服务。在下文中,给出了包含四个通用航电系统(以A-D字母表示)的联合系统与IMA结构的对比示意图。为了形象的描述IMA系统以及它如何利用共享系统间资源的情况,我们以斯密斯宇航公司开发的Genesis结构为例。Genesis结构可以将那些共享平台资源的诸多航电功能综合起来。例如,波音787上安装了通用核心系统(CCS),这种IMA平台将首次为20到25名单独供应商管理约70项应用程序,而实际上它能够管理100多项应用程序。在已分区的平台资源上对多个系统进行结构设计和层叠从而形成一个高度综合的系统,它具备其特有的属性,可以将各个单独的系统完全分离开来,使其保持各自的性。同样地,Genesis平台为合成一个高度综合的实时系统提供了基本条件,因此得名:合成综合系统的通用网络元素(Genesis)。

在IMA结构中,共享资源必须在宿主功能中进行分配。将宿主功能分配给各个IMA平台资源,从而形成一个专门针对各个系统的“功能化”结构以满足每个宿主功能在可用性、可操作性、安全性和拓扑结构方面的需求。宿主功能可以“具备”各种特殊的传感器、试验器、设备和非平台LRU,它们都是功能化系统结构的一部分。多个宿主功能在由分区机制确定的“虚拟系统”环境享所有的平台资源,而这也是平台设计的一部分。这种“虚拟系统”分区环境保证了宿主功能彼此相互隔离的状态。这样的平台设计也确保了每个宿主功能所分配到的共享计算、通信和I/O资源。在Genesis中,这些资源分配都已经预先设定好,并且通过可加载的配置文件与平台进行通信,这就成为宿主功能资源确保运行时间强制执行的信息源。IMA将航电系统综合活动从物理领域引入到逻辑领域,这样一来就把航电系统从大量的物理飞机综合工作中抽象出来,并且允许系统综合者通过使用各项工具自动完成大部分的系统综合工作。

基于综合模块化航电设备(IMA)的产品---VIA

VIA是霍尼韦尔公司为波音777飞机设计的基于综合模块化航电设备(IMA)的第二代产品。IMA于1996年4月第一次经过FAA认证。波音777的IMA设计经过重新装配整合成了一个的LRU,称作VIA。1997年10月,装配在波音737-700系列飞机上的VIA系统经过了FAA的认证。VIA是面向商用航空市场开发的一种成熟而灵活的多用途处理器。VIA已直接应用在了军用飞机上,并为其提供了一种实际的商用货架(COTS)解决方案,其设计既有助于新产品的应用(如波音717),又有利于改进翻新(如联邦快递的MD-10)。自从1999年起,霍尼韦尔公司便被多家客户选中,其中也包括了美方,为其在某些军用飞机上安装VIA系统,这些飞机包括了C-5、KC-10和E-6。

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VIA系统的基础配置由一个通用机箱和安装在一个符合ARINC标准8的现场可更换组件中的电源组成。 内部的卡可以提供一般计算和I/O通信。符合ARINC 659标准的创新性底板及各卡构架,可提供具有高完整性与高实用性的处理和通信功能。对于ARINC 659底板来说,I/O数据的发送达到四次,分别在Ax、Ay、Bx上各一次,以及通过总线传一次。ARINC 659数据的传输速率大约为60 Mbit/秒。其基础配置包括一个核心处理模块(CPM),它带有的双AMD29050 RISC微处理器在不断循环的基础上执行相同的编码;两个I/O控制器模块(IOM)可提供冗余I/O接口;还有一个高完整性的商用电源。

在军事应用中,VIA包括了一个数据传输模块,用于MIL-STD-1553B总线连接,在这种条件下,VIA不是作为一个总线控制器、备份总线控制器,就是作为远程终端进行工作。

基础的VIA系统还准备了附加的两个核心处理模块、两个图像生成器用于驱动AMLCD,在特殊应用需要时,还需要三个额外的I/O模块以提高计算能力和(或)I/O性能。解决方案还包括了两个或更多的VIA系统使用一个交互通道链路(CCL)来为VIA处理器之间提供通信连接。

VIA的设计采用了一种开放式系统架构,用以支持用户或第三方参与软件开发及随后的技术支持。这些符合ARINC标准和经过FAA认证的工具使得VIA的用户能够开发其自有的软件,从而为用户提供独一的解决方案。全部的VIA设计都基于IMA的ARINC 651设计指南。VIA的外部接口符合商业/军事双重标准,如AEINC 429和MIL-STD-1553B。VIA的底板设计符合ARINC 659标准。

一个以分区模式进行工作的单独VIA系统,可为由以前的LRU所具有的多种航电功能提供解决方案。在VIA硬件和软件设计中都采用了加强型分区设计,确保了VIA可作为一种虚拟LRU在一个已选择的时间范围内进行操作。虚拟LRU的运作可用于飞行管理、综合显示器、COMM/NAV/监视(CNS)管理、飞行控制、提醒与警告、维修诊断、机内自检测和其他功能等。分区配置确保了一个功能分区不可以对另一个分区的编码、I/O或数据存储区域产生影响;也不允许一个分区不顾另一个分区而消耗共享处理器或I/O的资源;并且通用硬件中的一条个别故障也不会对安全飞行和着陆产生影响,从而这种分区的系统配置保证了虚拟LRU操作的实现。

VIA的设计可方便地适应未来的全球空中交通管理(GATM)与FADEC军用升级,因为根据分区的概念,将来可以把需要的性能以分区的形式附加上去,或添加入现有的分区内。 VIA规格

尺寸:203.2(高)* 304.8(宽)* 406.4(深)mm, 重量:20.45 kg VIA工作状态

系统的最新应用命名为VIA 2000。在波音717飞机上,VIA 2000配备了下列系统:IIIa类自动飞行系统,包括了风切变探测和失速告警(系统也可升级至IIIb类性能);双重大气数据/惯性参考系统(ADIRS);以及故障显示系统。

VIA目前正在生产中。应用机型包括了新生产的飞机(如波音717、737-700和MD-90等)与改进翻新的飞机(如联邦快递的MD-10)。C-5运输机的航电设备现代化计划(AMP)已选择了VIA系统,用于实现全球空中交通管理(GATM)对于在21世纪执行全球性任务的要求;其他应用了该系统的飞机包括KC-10和E-6等。

更多关于IMA内容请参见 Integrated Modular Avionics 01 Introduction and Motivation for IMA 02 IMA vs LRM 03 Basics of IMA Architecture 04 Basics of IMA ACR 05 Basics of IMA Partitioning 06 Basics CPIOM 07 Software Structure ARINC653 08 A380 IMA Cabin Systems 09 IMA Certification Process 返回

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