飞行数据记录系统
飞行数据记录器系统设计与实现
飞行数据记录器系统设计与实现一、引言飞机是现代社会中不可或缺的交通工具之一，它的安全性一直是各个国家民航局重点关注的领域之一。
飞机上配置的飞行数据记录器（Flight Data Recorder，FDR）和声音记录器（Cockpit Voice Recorder，CVR）是保障飞机航行安全的必要设备。
本文将从理论和实践两个方面，详细探讨飞行数据记录器系统的设计和实现。
二、飞行数据记录器系统概述1. 飞行数据记录器系统的作用飞行数据记录器系统是飞机上配备的设备，可以对飞行过程中所有的数据进行记录和存储，包括机体姿态、速度、高度、航向、温度等多个信息，以供航空事故后续调查使用。
通过对飞行过程中的数据进行分析，可以找出事故的原因，有助于提高飞行安全性并减少事故的发生。
2. 飞行数据记录器系统的组成部分飞行数据记录器系统由三个主要部分组成，分别是飞行数据记录器、数据总线和数据接口。
（1）飞行数据记录器：飞行数据记录器是最核心的部分，通常称为黑匣子。
它负责在飞行过程中对所有数据进行采集、压缩和存储。
主要包括电源管理、数据采集、数据处理、存储控制等模块。
（2）数据总线：数据总线负责把所有相关的传感器和数据处理设备进行连接，组成一个完整的数据采集和存储系统。
数据总线通常使用双绞线、同轴电缆和光纤等方式进行连接。
（3）数据接口：数据接口是将存储在飞行数据记录器中的数据传输到地面地理数据处理系统的重要通道。
数据接口部分通常使用无线电、卫星和有线网络方式进行数据传输。
三、设备要求及设计原则1. 设备要求在设计过程中，要根据飞行数据记录器的核心功能，即记录飞行过程中所有数据，然后将记录的数据在发生飞行事故时提供给调查人员。
首先，飞行数据记录器需要有足够的存储空间来保存所有数据。
其次，采集和存储数据的速度也要足够快，以确保数据不会遗漏或丢失。
网络传输和数据分析也应该尽可能方便和高效。
2. 设计原则飞行数据记录器设计的原则通常包括以下几个方面：（1）可靠性：可靠性是保障飞行数据记录器工作的核心。
飞行数据记录器和飞机状态监控系统(English)讲解
A triaxial accelerometer is an integral part of the flight recorder system. Accelerometer measure accelerations along the airplane lateral， Longitudinal，and vertical axes of the airplane and send them to the FDAU.
Flight Data Recording & Airplane Condition Monitoring System)
NBAA 2003
Flight Data Recorder (FDR) is a device which records information about the flight of the airplane.
14
NBAA 2003
15
NBAA 2003
16
Flight Data Recording & Airplane Condition Monitoring System)
NBAA 2003
Federal Airworthiness Regulation (FAR) 121.343 requires that 17 parameters are recorded by the FDR. The seventeen parameters currently required by the FAR are: • Time • Altitude • Airspeed • Vertical acceleration • Heading • Time of each radio transmission to or from Air Traffic Control • Pitch attitude • Roll attitude • Longitudinal acceleration • Control column or elevator position • Pitch trim position • Control wheel or aileron position • Rudder pedal or rudder position • Thrust of each engine • Position of each thrust reverser • Trailing edge flap or flap handle control position • Leading edge flap or flap handle control position
浅谈飞行参数记录系统发展
浅谈飞行参数记录系统发展【摘要】主要从飞行参数记录系统的发展历程及现状进行分析总结，对国内飞行参数记录系统的问题和未来飞行参数记录系统的发展趋势进行探讨。
【关键词】飞行参数记录系统黑匣子1.飞行参数记录系统概述飞行参数记录系统在系统启动后，自动实时地记录飞机的飞行状态参数和发动机工作状态参数，为分析飞行情况及飞机性能提供必要的数据。
飞机制造厂根据试飞数据改进设计方案或制造工艺，消除飞机上的各种隐患，使飞机有更好的安全性能和经济性能；在飞行培训中，可利用记录的数据来评定驾驶员的驾驶技术，确保训练质量；航空工程部门根据数据的衰变，快速准确地判明飞机的故障、飞机性能及发动机性能的变化趋势，以便确定维修实施程序进行维修。
此外，当飞机出现事故后，可以根据记录数据帮助分析事故原因等。
2.飞行参数记录系统历史发展2.1早期设计最早可以证实的尝试是于1939年，François Hussenot和Paul Beaudouin在法国马里尼亚讷飞行测试中心尝试制作的“HB型”飞行记录器。
这种记录器本质上是一种照片飞行记录，因为数据是记录在一卷长8米，宽88毫米的的胶卷上。
胶卷潜影是根据记录数据（如海拔高度，速度等）的量级调整镜面反光，通过细光线形成。
“HB”型飞行记录器于1941年收到生产前试运行订单，法国飞行测试中心一直保持对“HB”型飞行记录器的使用直至20世纪70年代。
另一种飞行参数记录系统于二战期间由英国开发。
Len Harrison和Vic Husband开发出了一种设备，可以保证飞行数据在撞击和火烧时保存完好。
这种设备就是现在飞行参数记录器的雏形，可以承受机组成员无法承受的条件。
它使用铜箔作为记录介质，对不同的飞行器操作有不同的响应。
箔片在设定的时间间隔内定期推进，用以记录飞行器的操作记录。
首个现代飞行数据记录器“Mata Hari”由芬兰航空工程师Veijo Hietala 于1942年制造。
民航概论名词解释
民航概论名词解释1、迎角：飞机整体运动的方向和翼弦形成的角度，叫做迎角。
即翼弦和相对气流方向的夹角。
2、能见度：视力正常的人在昼间看清目标物轮廓的最大距离，在夜间则是能看清灯光发光点的最大距离。
3、失速:在机翼上表面产生了涡流，这时升力会突然降低，阻力继续增加，这种现象叫失速。
4、低空风切变：在高度600米以下，空间两点间的平均风矢量的差值。
5、跑道视程：是指飞机位于跑道中线，驾驶员能看清楚跑道道面标志、跑道边灯或中线灯的最大距离。
6、VOR：甚高频全向信标台 DME：测距仪 ILS: 仪表着陆系统 UTC:协调时间时 CNS:通信、导航、监视 ATM：空中交通管理 TCAS:空中交通防撞系统7、1919年是民用航空正式开始的一年。
8、1947年成立了国际民航组织。
9、1903年美国莱特兄弟制造的飞机10、航程在3000千米以下者为短程客机，在3000千米-8000千米为中程客机。
在8000千米以上称为远程客机。
11、简述飞机沿三个轴向的操纵性？1、飞机的俯仰操纵：后拉杆，升降鸵后缘上偏，产生上仰力矩。
前拉杆，升降舵后缘下偏，产生下俯力矩。
2、飞机的偏航操纵：蹬左舵，方向舵左偏，产生左转力矩。
蹬右舵，方向舵右偏，产生右转力矩。
3、飞机的横滚操作：左压盘，左副翼上偏，右副翼下偏，产生左横滚力矩。
右压盘，右副翼上偏，左副翼下偏，产生右横滚力矩。
12、简述涡轮喷气机工作原理：发动机工作时，空气首先由进气道进入压缩机，经压缩机压缩后，气体压力得到极大提高，随即进入燃烧室和喷嘴喷出的燃油混合，并进行连续不断的燃烧，使燃油释放出热能，气体温度大大提高，燃烧后形成的燃气流入涡轮并进行膨胀，涡轮便在高温高压气体推动下而旋转，从而带动压气机旋转，燃气经过涡轮最后进入喷管，继续膨胀并将部分热能转为动能，从喷口高速喷出，通过气体对发动机的作用而产生推力。
13、简述空中交通服务目标：1、防止航空相撞2、防止航空器与障碍物相撞3、加速空中交通、地面交通有序流动4、提供与助于安全和有效地实施飞行的建议和情报5、发出搜寻援救通知，协助和协调搜寻援救工作。
飞行数据综合记录与分析系统的设计与实现
A320飞机显示与记录系统
ATA31 显示/记录系统本章主要介绍电子指示系统（EIS），航空时钟，中央故障显示系统（CFDS），数字式飞行数据记录器（DFDR）和飞机综合数据系统（AIDS）。
一、电子指示系统（EIS）：1．电子指示系统（EIS）简介：图31——1电子指示系统（EIS）包括六个显示器。
电子指示系统（EIS）可分为两个子系统：——飞机中央电子监控系统（ECAM），它有两个位于中央仪表板上的显示器（上，下），用于提供飞机系统信息。
——电子飞行指示系统（EFIS），它为每个驾驶员提供两个显示器（PFD/ND），显示飞行制导，飞行参数和导航参数。
2. 飞机中央电子监控系统（ECAM）简介：图31——2系统数据获得组件（SDACs）收集来自飞机各系统的数据，并输送到显示管理计算机（DMCs），DMCs处理这些数据，产生ECAM显示图象。
以下是正常数据传输情况：——DMC1提供给上ECAM显示器——DMC2提供给下ECAM显示器——DMC3作为有效备份飞行警告计算机（FWCs）是ECAM系统的核心设备。
它接收以下信号并处理产生警告：——飞机各系统信息产生红色警告——SDACs信号产生琥珀色警戒FWCs提供信息到：——DMCs用于警告信息显示——警告灯——扬声器产生音响警告和合成声音信息3．ECAM的控制和显示：图31——3发动机警告显示器（EWD）可分为两个主要部分：——上半区显示发动机参数，机载燃油(FOB)和襟/缝翼位置——下半区显示警告和警戒信息，以及备忘信息系统显示器（SD）也可分为两个主要部分：——上半区显示各系统页面，飞机系统的简图——下半区显示常用参数ECAM控制面板位于中央操纵台上，它可控制ECAM的显示，其左边的两个旋钮能调节ECAM显示器的亮度，并可关闭显示器。
右边的按钮主要用于：——显示任一系统页面或STATUS（状态）页面——清除或回顾警告或警戒信息。
飞机的STATUS页面可显示在SD上，它提供飞机的当前状态。
飞行数据记录系统
目录
• 引言 • 飞行数据记录系统的重要性 • 飞行数据记录系统的技术原理 • 飞行数据记录系统的应用场景
目录
• 飞行数据记录系统的挑战与解决方案 • 未来飞行数据记录系统的发展趋势
01
引言
目的和背景
目的
飞行数据记录系统的主要目的是记录 飞机的各种飞行参数，如高度、速度 、方向等，以便在发生事故时进行调 查和分析。
背景
随着航空工业的发展，飞行安全变得 越来越重要。为了提高飞行安全，需 要收集和分析飞行数据，因此飞行数 据记录系统应运而生。
定义和概念
定义
飞行数据记录系统（Flight Data Recorder, FDR）是一种用于记录飞机飞行参 数的设备。
概念
飞行数据记录系统通常包括传感器和记录器两部分。传感器负责采集飞行参数， 如空速、高度、航向等；记录器则将这些参数以数字或模拟信号的形式记录在 磁带、固态存储器等介质上。
飞行数据记录系统对于商业航空来说至关重要，因为它可以 帮助分析飞行员的驾驶技能、飞机机械状态和空中交通管制 指令等方面的问题，从而为事故调查提供重要的证据和线索 。
通用航空
通用航空：通用航空领域的飞行数据记录系统应用相对较 少，因为通用航空的飞机通常较小，且飞行高度较低，事 故风险相对较低。
但是，对于一些高端的通用航空飞机，如公务机和私人飞 机，飞行数据记录系统仍然是非常重要的安全设备。这些 飞机通常会安装高级的飞行数据记录系统，以记录更多的 数据和提供更好的安全保障。
挑战
随着航空技术的不断发展，飞行数据记录系统需要处理的数据量也在不断增加，对存储容量的要求也越来越高。 同时，由于航空器的使用寿命较长，数据存储的寿命也需要满足长时间的要求。
飞行参数记录系统时标设计及应用A
飞行参数记录系统时标设计及应用张连义，唐治强，雷廷万(中航工业成都飞机设计研究所，成都610091)摘要：为了将不同系统的参数统一到同一时间轴下，对2种能精确地给飞行参数记录系统采集的所有参数打上一个统一时标的方法进行分析。
简述飞行参数记录系统的工作原理，介绍飞行参数记录系统时标的设计方法，对由接口模块给数据包打时标的2种方法进行分析。
结果表明，由主控模块统一发布参数时标的方式具有较好的精度，完全满足系统设计要求，并已成功应用于某型飞参数记录系统中。
关键词：飞行参数记录系统；时标；参数分析；事故调查中图分类号：文献标志码：ATime Tag Design and Application of Flight Parameter Recording SystemZhang Lianyi Tang Zhiqiang Lei TingwanAbstract：The recording parameters of flight parameter recording system are come form different system and the parameters of different system have the time relationship. It is important for parameter analysis and occurrence investigation that the parameters of different system have a unified and accurate time tag.Key words:flight parameter record system; time tag; parameter analysis; occurrence investigation0 引言经过近半个世纪的发展，我国飞行参数记录系统记录的飞行参数据由最初的几个或十几个发展到今天的几千个，对这些数据的利用也不再局限于事故调查，而是拓展到飞机使用维护、试飞验证和飞行训练等诸多方面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
小结
以上记录的飞行参数基本反映了飞机各个 方面的情况，通过对这些原始数据的分析， 结合飞机的具体情况和飞行训练的实际， 可以解决飞行过程中的一些实际问题。 总之，“黑匣子”作为现代飞机的重要电 子设备，在各个方面发挥着不可替代的作 用。但是要使飞参记录的飞行数据要发挥 更好的作用，还需要在许多方面作认真的 研究。
用途
“黑匣子” 记录的各种飞行参数与地面数据 处理站专家系统相结合，可以用于：
① 飞机技术性能的研究和改进、战术研究和提高； ② 建立飞飞行员飞行档案，实现飞行员飞行技术管理的 现代化； ③ 考核飞行训练质量，实现飞行训练手段现代化； ④ 预测设备故障； ⑤ 为事故分析提供关键数据和依据； ⑥ 为飞机、发动机性能和状态监控和维护提供科学依据。
扩展应用
现在，汽车黑匣子以高档小汽车 和特殊商务用途车为主向普通汽 车逐步普及。汽车黑匣子是新一 代汽车安全设备，它是继安全气 囊、ABS刹车系统、ESP车辆稳 定系统后又一个有望普及的车载 安全设备。，目前，汽车黑匣子 技术得到了突破性的发展，预计 汽车黑匣子不仅将发展为大众化 的汽车用设施，而且无庸置疑的 将成为汽车必备的标准设备，为 公路交通行驶保驾护航。
我国自主研发的FJ系统
上世纪70年代中期，我们生产的用来装备某军用飞机的 YG101光学压力自记器，实际上是一种光学记录飞行数据 的装置。其记录介质是照相纸，记录的参数有飞行高度、 空速、温度、过载、油耗等6个参数，属模拟记录器。这 种设备因为没有防坠毁壳体，所以不能用于事故记录。到 了 80年代初，我国研制的 FJ-1、FJ-1A飞行参数记录仪 就是我国自主研发的装备军用飞机的数字式的记载磁带记 录系统。而后研制出的FJ-30飞行数据记录系统，是我国 第一个取得TSOA项目批准书的机载产品，也是我国第一 个带有防坠毁壳体的机载记录器。而我国上世纪90年代初 期又进一步研制出了FJ-20这一新一代飞行数据记录系统， 在这一领域，居于世界前列。
特点
“黑匣子”一般具有体积小，重量轻，采集和记录 敷据精度高，使用维护方便，数据处理时间短， 可靠性高的特点。尤其是其中的事故记录器一般 采用体积小、重量轻的坠毁幸存壳体．在火烧、 撞击、挤压、水泡等条件下仍可完好无损。即使 飞机由于各种原因坠毁，事故记录器一般也是完 好的。所以事故记录器是分析飞行事故的重要依 据。
发展历程
“黑匣子”是一位墨尔本工程师在1958年的发明。早在上 世纪40年代，世界各国先后开始了飞行数据记录器的研制 工作，到50年代末就被许多国家列为飞机的必备装置。早 期的飞行数据记录器用铝箔、钢丝、钢带作为记录介质， 记录参数少、数据解调比较困难，准确度也差，后来被磁 带记录器所代替。为了使记录的数据在飞机坠毁的情况下 得以保存，必须在记录介质外面包裹上一个防坠毁壳体。 1958年美国联邦航空局制定的TSO-C51(以后修订为TSOC51a)标准规定了这种防护壳体的坠毁幸存要求。我国早 期自主研制的机载磁带记录器起初是用于军用飞机试飞时 测量飞行参数的，有模拟式的，有数字式的。到了80年代 初，机载磁带记录器推广应用作为机载设备直接装备飞机， 用以记录飞机的飞行数据。
组成
图一 飞参系统外场采集敷据框图
“黑匣子”是现代计算 机技术、微电子技术、 新材料技术等相关技 术综合应用的产物。 从其组成看来，一般 可分为两大部分：机 载部分和地面处理部 分。
机载部分
机载飞行参数记录仪是飞参系 统的机载部分。主要完成数据 采集和记录任务。其中的记录 器是飞参的数据记录设备。记 录器可以分为主记录器和事故 记录器．主记录器一般容量大， 记录的数据多；而事故记录器 一般容量小些．记录的数据少。 它们都是由半导体存储器构成， 共同特点是记录的数据在关闭 电源后不会丢失。
记录参数
根据飞机以及飞机上装备的设备不同， 记录的参 数大致有以下几个部分：
①反映飞机飞行状态的参数：如飞行高度、指示空速、真空速、马赫数、升降 速度等； ②反映飞机飞行姿态的参数：如俯仰角、倾斜角，沿飞机纵轴、横轴、立轴向 的加速度等； ③反映飞机飞行航向的参数：如磁航向、无线电航向、飞机偏航的角速度、风 速等； ④反映飞机发动机状态的参数：如发动机转速、排气温度、油门杆角位移、飞 机剩余油量等； ⑤反映飞机有关操纵机构的参数：如升降舵角位移、副翼角位移、方向舵角位 移、驾驶杆角位移、脚蹬位移、飞机调效机构的位移等； ⑥反映飞机其它有关设备的参数： 如起落架收起和放下信号、液压系统的压 力信号、座舱盖上锁信号、流逝时间信号、重要手柄把手位置信号、设备故障 信号、告警信号等。
飞行数据记录系统
——记录飞机失事信息的“黑 匣子”
宋琳
内容提要
1.什么是“黑匣子” 2.发展历程及我国自主研发的FJ系统 3.特点 4.用途 5.组成 6.子”
“黑匣子”是飞机专用的电子记 录设备之一，名为航空飞行数 据记录仪。里面装有飞行数据 记录器和舱声录音器，飞机各 机械部位和电子仪器仪表都装 有传感器与之相连。它能把飞 机停止工作或失事坠毁前半小 时的有关技术参数和驾驶舱内 的声音记录下来，需要时把所 记录的参数重新放出来，供飞 行实验、事故分析之用。黑匣 子具有极强的抗火、耐压、耐 冲击振动、耐海水（或煤油） 浸泡、抗磁干扰等能力，即便 飞机已完全损坏黑匣子里的记 录数据也能完好保存。
图2 飞参系统机栽部分
地面处理部分
图3 飞参系统地面处理部分
地面检测仪用于飞参的地面校验和读 取记录器中记录的数据。它一般是一 个便携式的设备。 拷贝卡由半导体 蕊片组成，类似于游戏机的游戏卡， 用于存储数据。由上囝可以看出，机 载飞行参数记录仪将飞机飞行过程中 的各种参数， 记录在记录器中。飞 行结束后，在外场通过地面检测仪。 将记录器中的数据复制到拷贝卡中， 以便于送到实验室对数据进行分析。 在实验室将拷贝卡的数据传送到计算 机中． 在数据处理软件的作用下， 将数据还原分析。在飞参记录仪中， 对于与飞机飞行密切相关的参数， 每隔一定时间， 在飞参的参数记录 器中记录下来。记录的数据有很多。