自动飞行系统概述 AFDS Overview
系统简介
B737-800的自动飞行系统（Autopilot Flight Director System, AFDS）是飞机飞行控制的核心系统之一，负责管理飞机的飞行轨迹、速度和推力。AFDS与飞行管理计算机（FMC）协同工作，实现从起飞到着陆的全自动飞行控制。
AFDS的主要功能是减轻飞行员的工作负荷，同时确保飞行安全和精确的航迹跟踪。系统通过飞行方式信号牌（FMA）向飞行员实时显示当前的飞行方式状态。
AFDS系统组成
FCC - 飞行控制计算机
Flight Control Computer，AFDS的核心计算单元，双通道冗余设计（FCC-A和FCC-B），负责处理所有飞行方式计算和指令输出。
FMA - 飞行方式信号牌
Flight Mode Annunciator，位于PFD顶部，显示当前激活的俯仰方式、横滚方式和推力方式，是飞行员监控AFDS状态的主要界面。
A/P - 自动驾驶
Autopilot，可提供CMD（指令）和CWS（驾驶盘操纵）两种工作模式，支持单通道和双通道操作。
A/T - 自动油门
Autothrottle，自动管理发动机推力，支持THRUST（推力）和SPD（速度）两种基本工作模式。
FD - 飞行指引仪
Flight Director，在PFD上提供俯仰和横滚指令杆，引导飞行员手动操纵飞机沿预定飞行路径飞行。
MCP - 模式控制面板
Mode Control Panel（也称FCP），位于遮光板上，飞行员通过MCP选择和设置AFDS的各种飞行方式和参数。
飞行控制计算机 FCC - Flight Control Computer
双通道架构
B737-800配备两台独立的飞行控制计算机，分别标记为FCC-A和FCC-B。两台计算机采用相同的软件和硬件设计，互为备份，确保系统的高可靠性。
FCC功能说明
- 接收来自FMC、大气数据系统、惯性基准系统及导航接收机的输入信号
- 计算俯仰和横滚控制指令，驱动自动驾驶伺服作动器
- 生成飞行指引仪指令信号，显示在PFD上
- 监控自身及对方FCC的工作状态，实现故障检测与通道切换
- 与自动油门计算机（TMC）协同工作，实现推力与俯仰方式的协调
自动驾驶 Autopilot (A/P)
工作模式
CMD - 指令模式
自动驾驶完全控制飞机的俯仰和横滚。飞行员通过MCP选择飞行方式，自动驾驶按照所选方式自动操纵飞机。支持单通道（CMD A或CMD B）和双通道（CMD A + CMD B）操作。
CWS - 驾驶盘操纵模式
自动驾驶提供控制增稳功能。飞行员通过操纵驾驶盘来控制飞机姿态，松开驾驶盘后飞机会保持当前姿态。CWS模式在轻至中度颠簸中使用。
自动驾驶接通条件
- 飞机必须在空中（离地后）
- 离地高度必须达到或超过最低接通高度（通常为400英尺AGL）
- 相应的FCC工作正常
- 飞行操纵系统无故障
- 电源系统正常供电
- 相应的发电机已接通汇流条
自动驾驶脱开条件
- 飞行员按压自动驾驶脱开杆（A/P DISENGAGE BAR）
- 飞行员按压MCP上的A/P脱开按钮
- FCC检测到内部故障
- 飞行操纵系统异常（如安定面配平失控）
- 电源中断或电压异常
- 双通道操作时两台FCC指令不一致超过容限
- 出现持续配平情况
自动驾驶使用限制
自动油门 Autothrottle (A/T)
系统概述
自动油门系统（A/T）自动调节发动机推力手柄位置，以维持选定的速度或推力目标。A/T与AFDS协同工作，在爬升、巡航、下降和进近各阶段提供精确的速度/推力管理。
A/T系统由自动油门计算机（TMC）控制，接收来自FMC、FCC和大气数据系统的输入信号，计算所需的推力指令。
A/T工作模式
THRUST 模式（推力模式）
A/T将发动机推力保持在FMC计算的目标N1值或MCP人工设置的N1值。此模式下，A/T不控制空速，空速由俯仰方式控制。
- 用于LVL CHG爬升/下降
- 用于起飞阶段（TO/GA）
- 用于复飞（GA）
SPD 模式（速度模式）
A/T调节发动机推力以维持MCP上选定的目标速度。此模式下，A/T主动控制空速，俯仰方式控制飞行轨迹。
- 用于V/S爬升/下降
- 用于巡航阶段
- 用于进近阶段（VNAV SPD）
N1限制设置
FMC根据飞行阶段、温度、机场标高等条件自动计算N1限制值。飞行员也可以通过MCP上的N1旋钮人工设置N1限制值。
飞行指引仪 Flight Director (FD)
系统概述
飞行指引仪（FD）在主飞行显示器（PFD）的姿态指示器上显示指令杆（V形 bars），为飞行员提供俯仰和横滚操纵指引。飞行员跟随FD指令杆操纵飞机，即可实现与自动驾驶相同的飞行轨迹。
FD可以在自动驾驶接通或断开时独立工作。当自动驾驶断开时，FD继续显示当前所选飞行方式的指令，帮助飞行员手动飞行。
指令杆含义
俯仰指令杆（横杆）
- 指令杆高于飞机符号：需要拉杆（增加俯仰角）
- 指令杆低于飞机符号：需要推杆（减小俯仰角）
- 指令杆与飞机符号重合：当前俯仰正确
- 指令杆移动速度反映所需修正量的大小
横滚指令杆（竖杆）
- 指令杆偏左：需要向左滚转
- 指令杆偏右：需要向右滚转
- 指令杆居中：当前航迹/航向正确
- 指令杆倾斜角度反映所需坡度角
FD工作状态
飞行方式信号牌 FMA - Flight Mode Annunciator
FMA概述
飞行方式信号牌（FMA）位于每台PFD的最顶部，是飞行员监控AFDS状态的最重要显示区域。FMA分为三行显示区域：
显示当前激活的俯仰飞行方式，如MCP SPD、V/S、VNAV PATH、G/S、GA等。
左侧显示横滚方式（LNAV、VOR/LOC、HDG SEL等），右侧显示推力方式（N1、SPD、RETARD等）。
显示AFDS状态信息，如单通道/双通道A/P状态、NO AUTOLAND、NO VNAV PATH等。
FMA俯仰方式显示
FMA横滚方式显示
FMA推力方式显示
俯仰方式 Pitch Modes
LVL CHG - 高度层改变
工作原理
高度层改变（Level Change）方式用于以MCP选定的速度进行爬升或下降至MCP设定的高度。
- 爬升时：推力方式为N1（最大爬升推力），A/T保持N1限制值；俯仰方式控制速度保持在MCP SPD
- 下降时：推力方式先显示RETARD（收油门至慢车），然后显示ARM；俯仰方式控制速度保持在MCP SPD
V/S - 垂直速率
工作原理
垂直速率（Vertical Speed）方式用于以MCP选定的垂直速率进行爬升或下降。
- 推力方式：MCP SPD（A/T保持MCP选定的速度）
- 俯仰方式：V/S（保持选定的垂直速率）
- 从其他爬升/下降方式转换为V/S方式：按压V/S方式电门
VNAV PATH - VNAV航径
工作原理
VNAV PATH方式沿FMC计算的垂直航径飞行。FMC根据航路点的高度和速度限制，计算出一条优化的垂直飞行剖面。
- 用于下降阶段，沿FMC计算的下降航径飞行
- 飞机可能偏离目标速度，A/T不主动调速
- 如需速度干预，可使用速度干预功能
- 在RNAV(RNP)AR进近中，FAF向台要求使用VNAV
VNAV SPD - VNAV速度
工作原理
VNAV SPD方式在VNAV爬升或下降中，当飞机无法保持在VNAV PATH上时自动接通。
- A/T保持FMC目标速度
- 俯仰方式控制速度保持在目标值
- 飞机可能偏离FMC计算的垂直航径
G/S - 下滑道
工作原理
下滑道（Glide Slope）方式在ILS进近中截获并跟踪ILS下滑道信号，提供精确的垂直进近引导。
- 需在MCP上预位APP（进近）方式
- 截获下滑道后，FMA显示G/S方式
- 双通道A/P接通时可实现自动着陆
GA - 复飞
工作原理
复飞（Go-Around）方式在执行复飞时接通。按压TO/GA电门后，AFDS执行复飞程序。
- 俯仰方式：GA（复飞俯仰，目标15度仰角）
- 推力方式：GA推力（复飞N1推力）
- 横滚方式：保持当前航向或LNAV（如预位）
- 飞行员需在复飞后设置MCP高度和航向
横滚方式 Roll Modes
横滚方式总览
LNAV详细说明
- 使用LNAV切入航道时，LNAV可能与航道平行而无法截获。如需要，使用航向选择方式切入最后进近航道
- 在RNAV(RNP)AR进近中，航向切入时应选择或证实LNAV方式
- 当接受ATC雷达引导时，可以修改切入航道以使用LNAV加入起始、中间或复飞航段的任何点
- 以下情况不允许修改为直飞至：定位点是固定半径转弯航段（RF航段）的开始点；定位点是最后进近定位点（FAF）
VOR/LOC详细说明
- 调谐并识别VHF导航无线电（一部或两部）
- 调置所需航道
- 在航向切入VOR航道上时，按压VOR LOC方式电门
- 证实VOR LOC预位方式显示
- 自动驾驶自动截获VOR航道
- 在截获航道时证实VOR LOC接通方式显示
自动飞行操作程序 AFDS Operational Procedures
起飞阶段
起飞前设置
在MCP上设置起飞推力（N1限制）、起飞航向、跑道航向。确认A/T ARM。FD显示TO俯仰和TO/GA横滚指令。
起飞滑跑
跟随FD指令杆滑跑。A/T自动调节至起飞推力。FMA显示：俯仰=TO，横滚=TO/GA，推力=THRUST。
离地后
按照FD指令建立起飞俯仰姿态。收轮后，根据放襟翼计划逐步收襟翼。FMA显示：俯仰=TO，横滚=TO/GA。
400英尺AGL以上
可以接通自动驾驶（CMD A或CMD B）。选择LNAV和VNAV或LVL CHG方式开始爬升。
爬升阶段
推荐操作
- 在MCP上设置爬升高度
- 选择LVL CHG方式或VNAV CLB方式
- 设置爬升速度（MCP IAS/MACH窗）
- 选择LNAV方式跟踪FMC航路
- 监控FMA显示：俯仰=FLCH SPD或VNAV PATH/SPD，横滚=LNAV，推力=N1或SPD
巡航阶段
推荐操作
- 在MCP上设置巡航高度
- VNAV方式下自动进入巡航（CRZ）
- FMA显示：俯仰=VNAV ALT或ALT HLD，横滚=LNAV
- 监控燃油计划和航路跟踪
下降阶段
推荐操作
- 在MCP上设置下降目标高度
- VNAV方式下在T/D点自动开始下降
- 或选择LVL CHG/V/S方式人工开始下降
- FMA显示：俯仰=VNAV PATH/SPD或FLCH SPD或V/S，横滚=LNAV
- 监控下降率和速度限制
进近阶段
ILS进近操作程序
- 调谐ILS频率并识别
- 在MCP上设置进近最低高度（DA/MDA）
- 设置复飞高度
- 选择APP方式（预位LOC和G/S）
- 选择LNAV或HDG SEL切入最后进近航道
- LOC截获后FMA显示LOC方式
- G/S截获后FMA显示G/S方式
- 在DA（H）建立目视参考后断开A/P和A/T
使用垂直速率方式仪表进近
- 推荐的横滚方式：RNAV/GPS/TACAN/LOC-BC/VOR/NDB进近使用LNAV或HDG SEL；LOC/SDF/LDA进近使用LOC或LNAV
- 距离FAF约2NM设置中间高度限制或MDA(H)至MCP
- 在下降点调定所需垂直速率，使飞机在MDA(H)不会出现平飞航段
- MDA(H)以上约300英尺时设置复飞高度
- 在MDA(H)如未建立合适的目视参考，执行复飞
A/P进近能力 Autopilot Approach Capability
进近类别总览
自动着陆要求
- 两台FCC均工作正常
- 两台FMC均工作正常
- 两台无线电高度表工作正常
- ILS信号质量满足要求
- 起落架已放下并锁定
- 襟翼处于着陆位置
- 如计划自动着陆，在500英尺离地高度证实AFDS状态
当系统不满足自动着陆条件时，PFD和HUD上会显示"NO AUTOLAND"信息。此时：
- 自动驾驶可能不会接通
- 拉平方式和跑道对准可能无法使用
- 必须在DH以上断开自动驾驶
- 在ILS进近中自动驾驶可能会断开
RNAV(RNP)AR进近特殊要求
进近前飞机设备要求
- 增强型近地警告系统（EGPWS）
- 2部FMC
- 2部CDU
- 2部GPS接收机
- 2部无线电高度表
- 2个ADIRU，惯导系统在导航方式
- 2个EFIS/地图显示或2个PFD/2个ND
- RNP 0.15或以上：1部A/P + 2部FD（LNAV/VNAV）
- RNP 0.15以下：2部A/P + 2部FD（LNAV/VNAV）
AFDS非正常操作
如果出现以下任一情况，断开自动驾驶和自动油门，并关闭两台飞行指引仪：
- AFDS不按预期运作
- 出现持续配平情况
- 自动驾驶意外脱开
- FMA显示异常或不可靠
飞行员应准备用人工输入适当的俯仰和横滚指令。如果需要复飞，则用人工或自动飞行执行复飞和失误进近程序。