民用飞机飞行管理系统试飞评估关键技术-研究

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1、代号107011075960122学号分类号V249密级公开UDC编号题（中、英文）目民用飞机飞行管理系统试飞评估关键技术研究ResearchonCriticalTechnologiesofFlightTestAssessmentforCivilAircraftFlightManagementSystem作者姓名张鑫博学校指导教师姓名职称刘乃安教授电子通信工程领域企业指导教师姓名职称徐武军研究员提交论文日期2013年04月9日I西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优

2、良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期:西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文

3、的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期:导师签名：日期:II摘要摘要世界上每一型新设计的民用飞机，都要通过对飞机和各机载系统进行全面的飞行试验评估，即适航审定

4、试飞，才能取得飞向蓝天的许可证。而飞行管理系统（FMS）是现代民用飞机普遍装备的一种机载系统，它对飞机进行最优航路规划和飞行控制管理，使飞行更安全和经济。目前我国自主研制的ARJ21新支线客机正在进行适航审定试飞，该飞机上也装备了从国外采购的飞行管理系统，按照适航审定的相关要求，必须要对其进行试飞评估。而由于我国的民用飞机研制刚刚起步，还没有研制出自己的飞行管理系统，对于其内部算法尚不清楚，更没有相关的试飞方法和验证标准，要完成对ARJ21飞机飞行管理系统的评估试飞，就必须要对其试飞关键技术进行

5、研究。本论文将飞行管理系统作为黑盒，根据飞行管理系统航路规划的核心功能，将其三维导航划分为水平导航和垂直导航，主要研究水平导航基准航迹与偏航距计算，以及垂直导航功能的实现及其试飞验证方法两个方面。在水平导航方面，应用导航原理中大圆航线、常规航线的计算方法，以及偏航距计算方法，根据预定飞行计划，计算出理论上的最优航迹。然后在装有已通过适航审定的国外成熟飞行管理系统，即UNS-1A飞行管理系统的地面仿真平台和飞机平台上，按照飞行计划进行仿真飞行实验和实际飞行试验，将飞行后获得的实际飞行航迹与我们计算

6、的理论最优航迹进行偏航距计算，分别得出仿真飞行和实际飞行的理论偏航距。同时，我们采集了仿真和实际飞行中UNS-1A飞行管理系统输出的偏航距数据，与我们计算的仿真及飞行理论偏航距进行了比对，其偏航距对比误差均符合一般导航误差精度要求。这就证明了我们理论计算的最优航迹是基本合理的，可以作为试飞评估ARJ21飞行管理系统航迹规划功能的基准航迹。在垂直导航方面，重点是验证其导航功能。本文通过分析垂直导航功能的实现原理，采用地面仿真试验和飞行试验相结合的方法，根据采集的飞行高度数据，以及飞行管理系统输出的

7、垂直偏差，反推出飞行管理计算机给出的垂直导航剖面，从而验证其垂直导航功能正确性。最后，我们应用本论文的研究结果，对ARJ21飞机飞行管理系统相关功能、性能进行了试飞评估，证明了我们的方法是科学合理可行的。本论文的研究成果可应用于我国ARJ21支线客机、C919大型客机等民用飞机飞行管理系统的试飞评估，并为制定相关试飞标准提供参考，也可以为国内研制飞行管理计算机提供参考。关键词：飞行管理系统飞行试验水平导航垂直导航试飞评估IIIABSTRACTABSTRACTEverynewlydesignedc

8、ivilaircraftintheworldneedstopassacomprehensive flighttestevaluationforboththeaircraftandallairbornesystemswhichcalled airworthinessflighttest.Onlyiftheaircraftpassedthetest,theycouldbegrantedthe licensetofly.FlightManagementSystemisageneralequippeda