确保电传操纵系统安全性的方法:空客 VS 波音 Andrew J. Kornecki、Kimberley Hall 安柏瑞德航空大学 美国佛罗里达州代托纳比奇 < kornecka@erau.edu > 摘要 电传操纵 (FBW) 是一种飞行控制系统,它使用计算机和相对较轻的电线取代飞行员驾驶舱控制装置和移动表面之间的传统直接机械连接。FBW 系统最先用于制导导弹,随后用于军用飞机。它在商用飞机上的应用延迟是由于需要时间开发适当的故障生存技术,以提供足够的安全性、可靠性和可用性。软件生成在高完整性数字 FBW 系统的总工程开发成本中占很大比例。本文讨论了与软件和冗余技术相关的问题。空客和波音等领先的商用飞机制造商都在其民用客机中采用 FBW 控制装置。本文介绍了他们的方法、控制理念的差异以及如何实现航空公司运营所必需的可比安全保障水平。 关键词 航空电子、软件工程、软件安全、容错 1. 简介 电传操纵 (FBW) 系统是一种基于计算机的飞行控制系统,它用更轻的电线取代了飞行员驾驶舱控制装置和移动表面之间的机械连接。飞行员通过控制飞机机翼和尾翼上的可移动部件(称为飞行控制面)来操纵飞机。计算机将飞行员的命令转换成传送到控制面的电脉冲。空客和波音在其商用飞机中使用 FBW 的方式略有不同。本文的目的是比较商用飞机制造商在实施其 FBW 系统时采用的不同方法。本文试图从系统和软件工程设计决策的角度来探讨系统的可用性和安全性。
飞行控制系统将驾驶舱中的飞行员与机翼和尾翼上的可移动控制面连接起来。这些控制面使飞机能够定向运动,以爬升、倾斜、转弯和下降。自 20 世纪初开始可控飞行以来,电线、电缆、摇臂和推杆是将控制面连接到驾驶舱中的操纵杆和方向舵踏板的传统方式。随着飞机重量和尺寸的增加,液压机构被添加为助推器,因为需要更多的动力来移动控制装置。
15.补充说明 这项工作是在任务 AM-A-00-HRR-519 下进行的。16.摘要:在 FAA 民用航空医学研究所的可重构通用航空模拟器(配置为 Piper Malibu)中评估了一种模糊逻辑“性能控制”系统,该系统提供包络保护和对空速、垂直速度和转弯速率的直接控制。在一项飞行任务中评估了 24 个人(高飞行时间飞行员、低飞行时间飞行员、学生飞行员和非飞行员各 6 人)的表现,该任务要求参与者跟踪从起飞到着陆的 3-D 航线,由图形路径主飞行显示器表示。还使用传统控制系统收集了每个受试者的基线表现。所有参与者都操作每个系统,对其功能进行了最少的解释,并且没有接受过任何培训。结果表明,模糊逻辑性能控制减少了变量误差和超调,新手学习所需的时间更少(从达到稳定性能所需的时间可以看出),使用起来所需的努力更少(减少了控制输入活动),并且受到所有群体的青睐。
F-8 数字电传操纵和超临界机翼飞行研究项目产生了大量正式的 NASA 报告、美国航空航天学会 (AIAA) 会议论文以及来自行业、政府和学术来源的许多相关文件。为了方便读者阅读这些论文集,本卷 II 中包括了每个项目的单独书目附录。