民用飞机失速告警系统设计概述

王延刚

【摘 要】飞机失速会导致飞机失控，进而造成恶劣的飞行事故。失速警告系统的功能就是在发生失速前向飞行员提供警告。本文论述失速告警系统原理、功能以及基本架构设计，为民用飞机失速告警系统设计提供参考。

【关键词】民用飞机；失速告警；失速保护；迎角指示器；低速指示带

0 引言

在危及飞行安全的各种因素中，失速一直是对飞行安全的重要影响因素之一。飞机失速是飞机迎角超过临界迎角，机翼升力面出现严重的气流分离，导致飞机升力骤然下降，阻力急剧增大的现象。伴随着飞机失速，还会出现抖振，操纵杆、脚蹬抖动，并出现非指令性的转动，如机翼下坠，机头上仰，俯仰震荡等现象，许多飞行事故都是由于进入失速引起的。

為保证飞行安全，避免飞机进入失速状态，各国适航当局很早就在条款中规定失速告警系统作为民用飞机必须装备的设备。适航条款对失速告警系统的一般要求是：在各种正常使用构型或故障构型下并结合结冰气象，必须给飞行员以有效清晰可辨、具有足够余量的警告提示。

1 失速告警系统功能架构

失速告警系统由传感器、失速告警计算机和警告装置组成，其功能架构如图 1所示。

2 失速告警系统关键技术

当飞机迫近失速时，失速告警计算机向机组提供包括触觉、听觉和视觉的警告，以减少飞行员不经意拉杆使飞机进入失速状态的可能性。

2.1 失速告警计算机

失速告警计算机是失速告警系统核心处理设备，可以是独立的电子设备，通常以软件的形式驻留在飞控计算机或航电计算机内。

迎角传感器将测量的飞机迎角信号发送到失速告警计算机，后者将瞬时迎角与预设的失速告警迎角比较，当飞机的瞬时迎角大于失速告警迎角时接通警告装置，向飞行员发出警告信号。

由于失速迎角随飞机襟翼位置、起落架状态、马赫数＼空速、迎角、姿态角速率而变化，失速告警计算机要首先将飞机的瞬时迎角对这些参数进行修正。在结冰、大气、高升力等传感器故障情况下，失速告警逻辑计算还会采用不同提前量。

2.2 失速告警形式

失速告警系统一般通过触觉、听觉和视觉三种方式发出警告和措施，并对应不同的告警装置。为满足适航条款规定的安全性要求，现代民飞机通常会两种或三种并用。

1）触觉警告：

触觉警告主要是依靠装在驾驶杆上的振杆器或装在脚蹬上的振蹬器由电动机带动的偏心轮构成。当收到告警指令时，电源被接通，电动机带动的偏心轮旋转，引起驾驶杆或脚蹬振动，从而提醒飞行员立即采取措施。

2）听觉警告：

失速听觉警告是利用音响设备发出清晰响亮的语音提示，更易于飞行员察觉并立即采取措施，防止进一步失速。

3）视觉警告：

失速视觉警告实现形式较多，由于当驾驶员视野处于其警告范围才能被察觉，因此作为辅助的警告手段。除与其他机组告警共用的警戒灯外，民用飞机还可加装迎角指示器（独立设备或平视仪子功能），并在刻度处标记参考的失速告警角度；在速度指示带上可显示与失速告警迎角相对应的失速告警速度，提示飞行员当前迎角和空速距离触发预设失速警告的接近程度。

3 结语

失速告警系统是民用飞机必须装备的系统设备，为飞机提供失速保护功能。本文论述失速告警系统原理、功能以及基本架构设计，为民用飞机失速告警系统设计提供参考。

【参考文献】

[1]中国民用航空规章第25部，运输类飞机适航标准，CCAR-25-R4，2011.

[2]Federal Aviation Regulation，Part25-Airworthiness Standards：Transport Category Airplanes.

[3]傅璟裔.浅谈民用飞机失速告警系统设计[J].技术与市场.2015（22）8：232.

[责任编辑：朱丽娜]endprint