裝備G1000系統(tǒng)先進飛機上儀表實踐考試方法

1、裝備G1000系統(tǒng)飛機上儀表教學與實踐考試方法民航飛行學院 鄭志恒前言 隨著科學技術的進步，大量高新技術運用到通用飛機上，特別是G1000系統(tǒng)的出現(xiàn)更是一個革命性的變化。這種裝備的使用為飛行員提供了海量信息和非常友好的飛行界面有效地減輕了飛行員的工作負荷，提高了飛行安的全水平?？茖W都是一把雙刃劍，但是如果我們不能正確地使用這些設備，也就會對飛行帶來潛在的危險影響飛行安全。正是這些因素美國將這些裝備了G1000系統(tǒng)的飛機稱之為定義為先進技術類飛機（TAA）,針對這類飛機的訓練和要求運行同飛機制造廠商進行了廣泛的研究，開展了FAA同制造廠商的合作計劃（FIT），作為他們安全天空計劃的重要組成部分。

2、中國在最近幾年也大量引進了這類裝備了G1000先進系統(tǒng)的飛機作為訓練機。國內(nèi)目前已成立和即將成立的飛行院校使用的C-172R(NAVIII)、DA-40、DA-42飛機都是這類飛機，占了國內(nèi)民航飛行訓練用飛機的大多數(shù)，它們已經(jīng)成為了中國民航訓練用機的主力機型 。在該這類飛機的儀表系統(tǒng)和傳統(tǒng)儀表系統(tǒng)發(fā)生了根本的改變，如何進行儀表等級訓練和儀表等級實踐考試也要求隨之改變。特別是儀表等級實踐考試標準要求的模擬系統(tǒng)故障和部分儀表條件下的飛行和處置能力的教學和考試也要求下必須同，結(jié)合G1000系統(tǒng)相結(jié)合中可能出現(xiàn)的故障進行分析，。局方飛行檢查為人代表在考試中模擬真實情況下的故障情況和處置方法，飛行教員也

3、應該根據(jù)這些特殊情況的處置方法進行訓練。 雖然機型都不同，但是對于裝備G1000系統(tǒng)的飛機的儀表系統(tǒng)的基本功能和合使用方法都大同小異。主要區(qū)別在各系統(tǒng)的安裝位置，斷路器開關的的安裝位置和發(fā)動機儀表的顯示方式不同。這些區(qū)別需要參照具體機型的飛行手冊?？荚噯T在考試中模擬真實情況下的儀表系統(tǒng)故障考查飛行員的特殊處置方法對于各種G1000系統(tǒng)的飛機區(qū)別也不大，飛行教員也可以根據(jù)這些特殊情況的處置方法進行訓練。 1. G1000系統(tǒng)介紹Garmin1000系統(tǒng)(簡稱G1000系統(tǒng))是美國Garmin公司生產(chǎn)的一套高集成化通用航空電子系統(tǒng)。G1000系統(tǒng)綜合電子集成了集成了通信，導航GPS等航空電子設備，

4、配備大屏幕、高分辨率（1024×768）的顯示器，結(jié)合在飛機操縱、大氣數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)連接方面的研究成果G1000系統(tǒng)在功能性和實用性兩方面實現(xiàn)了較大突破。G1000系統(tǒng)的功能包括提供姿態(tài)、大氣數(shù)據(jù)，發(fā)動機和機體狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及來源于GPS位置性息的移動地圖顯示的環(huán)境參考、地形和障礙警告。通過內(nèi)置接口，系統(tǒng)可以提供完整的發(fā)動機指示告警。另外，G1000系統(tǒng)包括完整的甚高頻通信、全向信標、儀表著陸系統(tǒng)和應答機（VORILS）功能,系統(tǒng)和用戶的界面僅通過飛行主顯示器（PFD）、多功能顯示器(MFD)數(shù)字音頻面板上的旋鈕和選擇鍵對系統(tǒng)功能進行選擇和控制。下圖一就是一個典型的單發(fā)飛機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式

5、。圖一G1000系統(tǒng)的主要部件是兩部顯示單元（GDU）分別用作主飛行顯示（PFD）和多功能顯示（MFD），他們通過高速總線連接互相備份。中間的音頻面板（GMA1347）是一部集成了通導、內(nèi)話、和信標設備的音頻面板。它同兩部顯示單元直接連接，同其傳統(tǒng)的音頻面板相比使用更加便捷。兩部集成電子組件（GIA 63）作為G1000系統(tǒng)中各個獨立單元的主要接口中心負責采集和處理系統(tǒng)中其他設備的數(shù)據(jù)輸入和控制指令，并將處理后的信號送到PFD和MFD進行顯示。所有的重要單元，諸如GRS 77、GDC 74A、ADC、GTX33 S模式應答機、GEA 71 發(fā)動機機身信息接口都向GIA 63輸入信息。它們分別同

6、兩部顯示單元（GDU）交聯(lián)同時又互為備份。磁力計（GMU44）連接航向姿態(tài)系統(tǒng)（GRS 77）向GIA 63系統(tǒng)提供磁航向信息。2.G1000各系統(tǒng)功能及故障后的影響2.1 GDU 1040 G1000系統(tǒng)的主要組成部分是兩部獨立顯示單元（GDU1040）。由飛機控制總線決定哪一個部用作控制主飛行顯示（PFD）或多功能飛行顯示(MFD)（圖二）。主飛行顯示（PFD）內(nèi)的飛機構(gòu)型模式內(nèi)保存有飛機特定構(gòu)型數(shù)據(jù)。如果一部顯示單元失效，主要的飛行儀表和發(fā)動機指示系統(tǒng)（EIS）會顯示在剩下的另一部顯示器上（圖三），同時不再有移動地圖顯示。這種模式稱為備份模式，一般情況系統(tǒng)探測出一部顯示控制單元故障就會自

7、動轉(zhuǎn)換進入，也可以通過人工按壓音頻控制面板下方的“DISPLAY BACKUP” 紅色按鈕進入備份模式。圖二2.2 GIA 63 綜合電子單元（GIA 63）單元作為G1000系統(tǒng)中各個獨立單元的主要接口中心。所有的重要單元，諸如GRS 77、GDC74A、ADC、GTX33 S模式應答機、GEA 71 發(fā)動機機身信息都向GIA 63輸入信息。這樣就要求對該系統(tǒng)進行全面的保護和備份。唯一沒有直接同GIA 63系統(tǒng)直接連接的就只有GMU44磁力計，由同磁力計連接的航向姿態(tài)參照系統(tǒng)（GRS 77）向GIA 63系統(tǒng)提供磁航向信息。GIA 63同時集成了無線電通導系統(tǒng)，包括VOR,LOC,GS和GP

8、S接收機。 如果一部GIA 63單元失效，與之相連的COMNAVGPS接受數(shù)據(jù)都會失效，數(shù)據(jù)由另一套GIA 63系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將自動代替。GPS信號也將自動轉(zhuǎn)換。COMNAV窗口將有紅“X”顯示(圖四)，PFD中高度垂直速度顯示的右側(cè)將顯示警告信息。工作的GIA 63系統(tǒng)將繼續(xù)工作提供相關信息。如果兩部GIA63同時故障，通信導航設備將不再工作，但是AHRS和ADC將繼續(xù)直接提供信息給GDU系統(tǒng)。由于在GIA63內(nèi)部通訊導航設備都是獨立單元，他們同時故障的可能性非常小，更多可能是部分功能失效（例如：無線電故障）。2.3 GDC 74A GDC74A是一部大氣數(shù)據(jù)計算機，接受動靜壓系統(tǒng)和外部溫度輸入

9、，同時通過內(nèi)部的E6B單元計算密度高度和真空速。 如果GDC74A系統(tǒng)失效，在PFD上的速度、高度、升降速度、大氣溫度和真空速顯示紅“X”（圖四）。這種情況下飛行員只有參照備用儀表上顯示的高度和速度。如果動靜壓系統(tǒng)堵塞，可以通過交叉檢查PFD和備份儀表中相關儀表的指示。PFD上相關儀表的指示同傳統(tǒng)儀表的指示原理是相同的。例如起飛過程中空速表指示為0等。如果外界大氣溫度探測故障，在真空速和外界大氣溫度顯示框中顯示紅“X”。應答機的氣壓高度指示也會丟失。應答機只能在A模式工作，高度模式將失效。2.4 GRS 77 GRS77航向姿態(tài)基準系統(tǒng)同GMU44磁力計接口，提供姿態(tài)、航向和轉(zhuǎn)彎率信息。GMU

10、44磁力計是一個三軸磁力計，可以測量水平和垂直方向的地球磁力。GRS77和GMU44內(nèi)部都沒有旋轉(zhuǎn)陀螺，在飛機滑行和坡度不超過20度的飛行中都能實現(xiàn)快速初始化（時間少于1分鐘）同時在沒有GPSADC磁力計輸入的情況下GRS77也還能工作。如系統(tǒng)檢測到GRS77工作不正常，同GPS接收機，ADC，磁力計比較。所有的姿態(tài)信息都會從PDF上消失，而顯示很大的紅“X”和“attitude fail”(圖四)。這種設計是防止給飛行員帶來任何危險和錯誤信息。這種設計同傳統(tǒng)陀螺儀表相比有很大進步。如果只是GMU44故障，只是航向數(shù)據(jù)丟失。2.5 GTX 33/ GTX32 GTX 33 S模式， GTX32

11、 C模式應答機為G1000系統(tǒng)可以提供地面雷達監(jiān)控能力。兩種應答機都是固定單元結(jié)構(gòu)，不需要預熱時間。大多數(shù)飛機上選裝的應答機在速度超過30海里后就會自動轉(zhuǎn)換為高度模式，這樣可以有效減小飛行員在進入跑到后的工作負荷。但是飛行員最好確認PFD上的應答機顯示“R”出現(xiàn)。如果應答機失效，紅“X”會在應答機顯示框中出現(xiàn)。同時會出現(xiàn)咨詢信息。2.6 GEA 71 根據(jù)飛機機型不同。GEA71系統(tǒng)界面可以顯示所有發(fā)動機儀表信息包括進氣壓力表、轉(zhuǎn)速表、電氣系統(tǒng)儀表、排氣溫度表、氣缸頭溫度表、燃油和真空系統(tǒng)儀表。該系統(tǒng)還可以顯示門和行李艙信息。 如果系統(tǒng)故障，所有的發(fā)動機和機身信息都會消失。這種情況非常類似于排

12、氣溫度和氣缸頭溫度傳感器故障的情況類似。這些顯示內(nèi)容將由紅“X”代替。與之相關的咨詢信息將根據(jù)機型不同而顯示不同內(nèi)容。2.7 GMA 1347 GMA1347是一部集成了通導，內(nèi)話，和信標設備的音頻面板。同其他音頻面板相比使用更加方便 。 圖三圖四3.G1000模擬系統(tǒng)及處置方法 G1000系統(tǒng)完全能夠安全模擬系統(tǒng)故障，滿足儀表等級實踐考試標準要求。掌握飛機系統(tǒng)知識，理解各種狀態(tài)的故障和采取的正確措施。對于實踐考試標準中強調(diào)的座艙資源管理，航空決策，風險管理，在G1000系統(tǒng)飛機上可以由具體的體現(xiàn)?？煽刈驳?，航空決策，風險管理包括以下內(nèi)容：1、 使用G1000的地形模式2、 使用G1000的T

13、IS模式3、 使用天氣模式4、使用進近模式的垂直引導監(jiān)控，類似ILS的垂直引導。 G1000飛機一般都裝備了高度表、地平儀和空速表作為備份儀表。在AHRS故障的情況下提供姿態(tài)、高度和速度信息，但是不能提供側(cè)滑信息。考試申請人需要演示在沒有側(cè)滑信息條件下對飛機的有效控制。 同樣部分要求申請人演示使用自動駕駛儀和飛行管理系統(tǒng)的能力。FMS的功能包括執(zhí)行飛行計劃，直飛功能，啟用和激活離場和進近程序。自動駕駛儀的使用就需要根據(jù)不同機型選裝的自動駕駛決定。在實踐考試中，考試員可以通過以下方法模擬各種故障的情況，對申請人進行考試。使用調(diào)暗顯示儀表的方法:1、 在沒有其他窗口激活的情況下按下在PFD上的ME

14、NU鍵顯示菜單窗口的設置模式。2、 旋轉(zhuǎn)大的FMS旋鈕調(diào)暗顯示（PFD DSPL 或MFD DSPL）3、 旋轉(zhuǎn)大小的FMS旋鈕將DIMMING從AUTO調(diào)為“MANUL”模式并且按下“ENT”鍵。4、 反時針旋轉(zhuǎn)小的FMS旋鈕減小顯示亮度。使用備份顯示模式： 按下在音頻控制面板下方的“DISPLAY BACKUP”鍵以下是使用調(diào)暗顯示模擬的各種系統(tǒng)故障。模擬系統(tǒng)故障考試員模擬故障方式解決方法PFD上的飛行儀表故障（AHRS,ADC故障）調(diào)暗PFD使用備份儀表地平儀、高度表和空速表控制飛機PFD完全故障調(diào)暗PFD人工選擇備份模式，通過參考MFD備份模式控制飛機MFD故障調(diào)暗MFD人工選擇備份模式，通過參考PFD備份模式控制飛機以下是使用拔出跳開關方式，模擬的各種系統(tǒng)故障。模擬系統(tǒng)故障考試員模擬故障