本章讨论了航空电子架构及其从分布式模拟控制系统到当今高性能集成模块化航空电子架构的演变。它探讨了航空电子功能按照航空运输协会 (ATA) 章节大致划分为不同领域,以及数据总线技术如何补充航空电子系统架构复杂性的增长。然后,本章回顾了 20 世纪 80 年代中期民用运输空客飞机的分布式联合数字航空电子架构中采用的主要特性和架构原则,这些架构已在波音 737、757 和 767 系列以及空客 A300、A320 和 A330 系列飞机中实现。接下来讨论综合模块化航空电子 (IMA) 架构的演变,从波音 777 飞机信息管理系统 (AIMS) 中专有的、部分实施 IMA 原则开始,到空客 A380 和波音 787 飞机上的完全开放系统 IMA 实施。我们将探讨这两种实施的主要特点和架构原则,并回顾它们的相同点和不同点。最后,本章讨论了成功实施和认证作为 IMA 架构实施的航空电子系统所需采取的设计流程。它探讨了虚拟(逻辑)系统架构的概念以及该架构在 IMA 平台上的物理实现。我们将回顾冗余、容错、隔离和分区的架构原则的实施,以支持系统安全目标并促进硬件平台和托管应用软件的独立和增量认证。
本章讨论了航空电子架构及其从分布式模拟控制系统到当今高性能集成模块化航空电子架构的演变。它探讨了与航空运输协会 (ATA) 章节大致一致的航空电子功能分组到域中,以及数据总线技术如何补充航空电子系统架构复杂性的增长。然后,本章回顾了 20 世纪 80 年代中期民用运输空客飞机的分布式联合数字航空电子架构中采用的主要特性和架构原则,这些架构已在波音 737、757 和 767 系列以及空客 A300、A320 和 A330 系列飞机中实现。接下来讨论集成模块化航空电子 (IMA) 架构的演变,从波音 777 飞机信息管理系统 (AIMS) 中专有的、部分实施 IMA 原则开始,到空客 A380 和波音 787 飞机上的完整开放系统 IMA 实施。我们将探讨这两种实现的主要特征和架构原则,并回顾它们的相同点和不同点。最后,本章讨论了成功实施和认证作为 IMA 架构实施的航空电子系统所需采取的设计流程。它探讨了虚拟(逻辑)系统架构的概念以及该架构在 IMA 平台上的物理实现。我们将审查冗余、容错、隔离和分区的架构原则的实施,以支持系统安全目标并促进硬件平台和托管应用软件的独立和增量认证。
飞行数据分析的演变 Neil A. H. Campbell MO3806 Neil 于 1983 年毕业于西澳大利亚大学,获得工程学士学位(电子学)。1986 年,他加入航空安全调查局,担任飞行记录器专家。Neil 在 1994-1995 年期间休假,并管理巴林海湾航空的飞行数据分析计划。1998 年,他是国际民航组织飞行记录器小组的成员,该小组制定了对国际民航组织附件 6 的修改。2000 年 2 月,Neil 加入香港国泰航空有限公司的企业安全部。2001 年至 2002 年,他担任航空安全经理一职。2003 年 12 月,他重新加入澳大利亚运输安全局,担任高级运输安全调查员。目录 1.简介 2.飞行记录的历史 3.数据收集 3.1 飞行数据记录器 • 波音 707 • 空客 A330 • 巴西航空工业公司 170 • 空客 A380 • 波音 787 3.2 机载航空电子设备 3.3 ATC 数据链消息记录 3.4 ADS-B 数据 4.数据恢复 4.1 QAR 数据的无线传输 4.2 FDR 数据恢复 4.3 FDR 系统文档 5.读出设备 6.分析 6.1 数据列表和图表 6.2 航空公司飞行数据分析程序 6.3 动画 6.4 模拟 6.5 比较技术 6.6 地理信息系统 (GIS) 工具 7.结论
2009 年 5 月的最后一天,夜幕笼罩着里约热内卢机场,216 名等待登上飞往巴黎航班的乘客绝对不会想到,他们再也见不到阳光了,许多人还要被绑在座位上两年,最后才被发现死在黑暗中,大西洋海面以下 13,000 英尺处。但事实就是如此。法航 447 航班载有 9 名乘务员和 3 名飞行员——由于执勤时间限制,他们的人数有所增加,这次 5,700 英里的航程预计持续近 11 个小时。这些都是训练有素的人员,驾驶着一架完美的宽体空客 A330 客机,为世界顶级航空公司之一服务,这家标志性公司是全法国引以为傲的。即便是今天,在从海底打捞出的飞行记录仪、手头上法国的技术报告以及法国法庭正在进行的详尽调查之后,人们仍然几乎无法想象飞机坠毁了。一个小故障导致 447 航班坠毁,空速指示短暂丢失——这是平稳直线平飞过程中出现的信息故障的最小信号。这似乎很荒谬,但飞行员们不知所措。对于原因的问题,一个简单的答案——他们恰好是三个异常无能的人——已被广泛驳斥。其他答案更具推测性,因为飞行员无法再解释自己,并且在他们死前已经陷入了疯狂的语无伦次状态。但他们的语无伦次告诉了我们很多。似乎根源于过去 40 年来提高航空安全性的驾驶技术和飞机设计方面的进步。简而言之,自动化使普通航空公司飞行员越来越不可能在飞行中面临严峻危机,但如果出现危机,他们也越来越不可能应对。此外,目前尚不清楚是否有办法解决这一悖论。这就是为什么对许多观察家来说,法航 447 航班失事是近代最令人困惑和最重大的航空事故。机组人员在事故发生前三天抵达里约,并住在科帕卡巴纳海滩的索菲特酒店。在法航,在那里停留被认为是特别理想的。副驾驶 Pierre-Cédric Bonin 今年 32 岁,他带着妻子一起出行,把两个年幼的儿子留在家里,机长 Marc Dubois 今年 58 岁,与一名下班的乘务员和歌剧演员同行。15 小时内按照法国人的作风,事故报告没有提及杜波依斯的私生活,但这一遗漏随后导致一项调查发现疲劳没有起到作用,而机长的疏忽显然起了作用。杜波依斯一路走来很艰难,在受雇于 Air Inter(一家后来被法航收购的国内航空公司)之前,他驾驶过多种飞机;他是一名经验丰富的飞行员,拥有近 11,000 小时的飞行时间,其中一半以上是作为机长飞行的。但据了解,他前一天晚上只睡了一个小时。他没有休息,而是花了一整天时间与同伴一起游览里约热内卢。447 航班于晚上 7:29 按计划起飞,机上载有 228 名乘客。空中客车 A330 是一种温顺的双引擎飞机,配备自动化驾驶舱和基于计算机的电传操纵控制系统,可提供极其稳定的飞行,并且在极端情况下会进行干预,以防止飞行员超出空气动力学和结构极限。
摘要 2008 年 10 月 7 日,一架空客 A330-303 飞机(注册号 VH-QPA,航班号为澳航 72)从新加坡起飞,执行定期客运服务,飞往西澳大利亚珀斯。当飞机在 37,000 英尺的高度巡航时,飞机的三个大气数据惯性参考装置 (ADIRU) 之一开始向其他飞机系统输出所有飞行参数的间歇性错误值(尖峰)。两分钟后,由于迎角 (AOA) 数据出现尖峰,飞机的飞行控制主计算机 (FCPC) 命令飞机俯冲。机上 303 名乘客中至少有 110 人和 12 名机组人员中有 9 人受伤;其中 12 名乘客受重伤,另有 39 人送往医院接受治疗。虽然 FCPC 算法处理 AOA 数据通常非常有效,但它无法处理一个 ADIRU 的 AOA 出现多个峰值且间隔 1.2 秒的情况。该事件是 A330/A340 飞机超过 2800 万飞行小时中唯一已知的因该设计限制导致俯冲命令的例子,飞机制造商随后重新设计了 AOA 算法,以防止再次发生相同类型的事故。每个间歇性数据峰值可能都是在 LTN-101 ADIRU 的中央处理器 (CPU) 模块将一个参数的数据值与另一个参数的标签相结合时产生的。故障模式可能是由
全球航空信息网络(GAIN)的飞行运行/空中交通管制运行安全信息共享工作组(WG E)的联合主席和成员谨感谢所有为本报告做出贡献的个人和组织。开发人员 Peter Stastny,欧洲空中航行安全组织安全监管部(E 工作组联合主席) Al Garin 机长,全美航空公司 A330 检查员(E 工作组联合主席) Rachael Gordon,欧洲空中航行安全组织实验中心 Carolyn Edwards,美国联邦航空管理局系统安全办公室 Margaret Ann Johnson,人为因素和伦理独立研究 Patrick Moylan,GAIN 计划办公室(RS 信息系统) Joe Schanne,美国联邦航空管理局空中交通组织 审阅者和贡献者 Jim Burin,飞行安全基金会 Freddie D. Cline,Duotech 服务公司 Bill Curtis 机长,加拿大航空公司 Stu Julian 机长,国际航空公司飞行员协会联合会 Tony Licu,欧洲空中航行安全组织安全监管部 Ian McClelland,新西兰交通事故调查委员会 Mike Moodi,波音公司 Peter Nørbjerg,Naviair Dave Prewitt,阿拉斯加航空公司 John Vincent,英国民航局 Dale Wright,国家空中交通管制员协会 独立审阅者 Patrick Hudson,心理学教授,莱顿大学 詹姆斯·里森(James Reason),曼彻斯特大学心理学退休教授 伯特·鲁滕贝格(Bert Ruitenberg),国际空中交通管制员协会联合会 马克斯·史蒂文斯(Max Stevens),新西兰民航局
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