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1、第十三章 飞行数据记录体统,2003 年 3月,13.1 概述-FDR的功用,自动记录飞机的飞行状态参数和发动机工作状态参数。利用这些参数：制造厂用来改进设计工艺；航空公司工程管理部门用来确定维修实施；评估飞行员的飞行技术或培训飞行员；飞机坠毁后查找失事原因。,13.1 概述-FDR的分类,FDR按记录参数分为四大类，目前ICAO要求大/中型飞机至少记录88个基本参数，如：时间、航向、高度、空速、航迹、瞬时位置等。按纪录的帧结构分为四类：64字/秒民用商务运输机帧结构；64字/秒直升机帧结构；128字/秒民用商务运输机帧结构；128字/秒直升机帧结构。,13.1 概述-FDR的分类,FDR纪录
2、的参数又分为：时间：太阳时，恒星时等；环境参数：风、大气温度、气压等;导航参数：当前位置（经纬度）、航迹、地速等；发动机参数：EPR、N1、N2、N3、EGT等。,一、FDR记录器的记录方式,按FDR记录介质分：目前有磁带式和固态记录器（SSFDR）。SSFDR与磁带式记录器相比优点较多，SSFDR利用快速存储器（CSMU-Crash Survivable memory Unit），存储量大，记录速度和记录时间可以更改（25小时或50小时），便于存取，记录可靠性高，误码率低。而磁带式记录器只能记录固定速度/时间，误码率高，取数据不方便。无论是磁带记录器还是SSFDR都是数字纪录。数据采集部件及
3、FDR的电子电路基本相同，只是存储载体不同罢了；记录数据的保护壳体也基本相同。,二、数字记录方式,DFDR磁带记录是以二进制的“0”和“1”，基于磁带上磁性层的正向或负向饱和磁化状态的变化而进行纪录的。磁带上磁性层的饱和磁化状态变化规律不同，其编码方式又分为：归0制，不归0制，回偏制，相位制等，但飞机上的DFDR采用哈佛双向制记录格式。各种编码方式如后面图所示：,1）磁带记录器基本结构：,（1）记录/重放放大器；（2）磁头（记录、重放及抹磁头）（3）磁带/磁带驱动机构 磁头包括：铁芯高导磁率、低磁阻、耐磨性高的软铁材料制成；线圈漆包线，线圈的阻抗与放大器阻抗相匹配；记录磁头线圈匝数少，而重放磁
4、头线圈匝数多，以获得较大的感应信号输出。,2)磁带,塑料基磁带（聚酯带基）。在塑料带基上涂敷上氧化铁分（Fe2O3），要求磁粉密度高、表面光滑、矫顽磁力强。,3）记录和重放原理,记录磁头是将电能转化成磁能的过程，当输入电流i时，电流流经线圈产生磁能，形成磁力线，在铁芯中流经“工作间隙”时，由于间隙为非导磁材料（设为空气），磁阻很大，磁力线就被磁阻很低的磁带磁性层所旁路，使磁带上的磁性介质被磁化，形成一个磁化区域（磁畴）。当磁带运动离开工作间隙后，磁带上的磁化现象被保留下来，即记录下来。重放时，是将磁能转换成电能的过程。当被磁化的磁带通过重放磁头时，重放磁头的工作间隙将与磁带桥接，使磁带上的剩余
5、磁通与重放磁头的铁芯形成回路，在线圈中获得感应电势e。所以说记录/重放实质上是电/磁和磁/电的转换过程。,三、数字纪录的帧结构,记录信息的编排格式称为帧结构。所谓“帧”是信息纪录的一种单位。ARINC542格式：记录参数少；ARINC573格式：DFDR、QAR、DARARINC717格式：是ARINC573的扩展形势，可以在一个字槽中的记录多个慢变参数ARINC747.ED55是CIAO最新的法定记录帧结构，在磁带式DFDR和SSFDR中普遍使用。,数字纪录的帧结构（续）,磁带式FDR与SSFDR相比，其纪录的帧结构基本相同，当SSFDR慢速记录时，与磁带记录相同，一秒为一个记录子帧，一个子
6、帧记录64个(字槽）数据字（64个参数值），每个（字槽）参数12位，四个字帧（4秒）为一个记录帧。但SSFDR快速记录时，其记录速度增加一倍（128字/秒）。（这是 ARINC573/717慢速记录的格式。应用于磁带式FDR和固态记录器SSFDR）当SSDFR记录128字/秒时，每个子帧分8个分子帧，每个分子帧16个数据字（16个参数），第一个分子帧的第一个字为该字帧的同步字，每个字12位。（这是ARINC747.ED55的快速记录格式。应用于固态记录器SSFDR）,13.2 通用型飞机数据记录器（UFDR）,所谓通用，即可安装在老式飞机上，也可安装在电气化较高的飞机上，也可应用在数字化较高的
7、飞机上。如下图所示：,1、基本结构外形,后插座与飞机电缆对接，输入115V AC和28V DC电源、控制输入信息、飞机系统信息。前插座备用，以连接拷贝机或测试设备。LED维护状态指灯；ULB水下定位信标机，依靠水压（大于1个大气压）接通电源及海水的导电性接通电源，以连续发射30天的声纳（超声波）信号，穿过水面向空中发射。因为水对电波的吸收率高，故不能用电波发射设备。橙红色外壳及反光条以便辨认，并有文字标记。,由前图可以看出：数据采集部件（FDAU）安装在UFDR内部，当DAU只有A5、A6时，为基本ARINC542型加有A7位ARINC542扩展性及573/717型。当飞机上无ADC时，UFD
8、R通入全压和静压加有A9气动部件（未示出），仍为ARINC542型。各部分的信号传送关系，数据保护装置要求是什么？,FDRS包括控制板；航班/日期编码器；FDR;三轴加速器；飞机系统输入。115V AC和28V DC通过控制板有条件的加入打FDR。电源接通后，28V DC加入FDR；但115V AC只有当控制板开关由正常位转到“检查”位时；空/地开关在“空”位；发动机（之一）正常工作后，才能加入到FDR，所以FDR工作必须具备以上条件。,正常情况下，控制开关再“正常”位，所以一台发动机正常工作或飞机离地后，FDR自动正常工作。地面通电时，控制开关在“正常”位，红色（OFF）灯系统状态指示灯亮，
9、说明115V AC未加上，只有28V DC加入FDR，不一定是故障；但当FDR正常工作后，OFF灯亮说明FDRS有故障，所以b4系统状态指示灯。FDR面前板上的LED灯亮（维护状态指示灯）说明FDR本身又软件或硬件故障。所以，LED灯亮，则OFF灯亮。维护飞机时，经常检查ULB有效日起，到规定时间更换ULB或更换电池。更换电池时，注意极性；O型密封圈老化、变形、光洁；封盖的螺纹及清洁等，以保证封闭不漏水。,13.3 DFDR,一般DFDR与DFDAU是分开的两个设备，DFDAU安装在不同的飞机上，逻辑插头的逻辑必须与机型相对应，机型识别插头起到这一作用。DFDAU可以与IDU对接（选装），与A
10、CARS管理组件对接（选装）。DFDAU有磁盘（或软盘）驱动器，记录飞机最后飞行（进近/着陆）到发动机关车前的飞机/发动机状态参数。DFDAU和DFDR通过数据总线，可以与ARINC寻址报告系统（ACARS）的IDU和ACARS管理组件对接。SSFDR无活动的机电部分，用CSMU纪录（存储）25小时获50小时的飞后飞行数据。CSMU以64字/秒或128字/秒速度纪录，无论是DFDR还是SSFDR，都是以串行ARINC429格式接收DAU的数据。,SSFDR可以对接设备如下图所示,DFDAU如下图所示,功用：采集、处理、综合各系统及传感器信号，变换成ARINC429格式传送的哈佛双相制数据到DF
11、DR。DFDAU输入信号：ARINC429格式；模拟信号（电压、频率、脉冲、同步信号等）；离散量信号。,DADAU前面板上：,三位状态显示窗当按压并保持读出按钮时，提供故障码显示；读出按钮；FAIL灯灯亮说明DFDAU电源或输出数据失效或EPROM失效；CAUTION灯灯亮说明DFDAU输入电路故障或EPROM失效或CPU1余CPU2之间的数据通讯失效；DFDR FAIL灯灯亮说明DFDR故障，DFDAU有数据传送到DFDR，但无DFDR的监控反馈数据。,IDU用于ACARS显示，也可用于DFDAU及飞行报告的显示。报告的内容与DFDR和DFDAU软盘记录内容基本相同。IDU是DFDAU或DFDR的人机对话窗口。触敏表面显示MENU（菜单）供人选用，从而进行飞机数据的起始，调出飞机数据报告、打印等。显示屏表面128*118个LED矩阵，已形成字符显示。32*24对红外线LED矩阵，形成射线网，手触时，形成倒影（负像），红外LED及负像探测器作用下，遮断某些红外射束，根据被遮断射束所对应的MENU识标，软件控制下，使IDU显示相应的内容。,维护注意事项：（大家讨论）,三轴加速计应安装在什么位置？通电检查DFDRS时注意事项有那些？ULB如何维护？,
