DA42NG飞机自动驾驶系统分析与维护

张千

摘  要：自动驾驶系统是现代飞机的主要机载系统之一，对保证飞行安全、改善飞行品质、减轻飞行员工作负担等起着重要作用。目前，绝大多数现代飞机都装备了该系统。该系统接收驾驶员的输入指令和其他系统的输入信号，计算相应控制指令，并输出到伺服系统或显示系统，实现对飞机操纵面的自动控制和相应指令及状态显示。自动驾驶是根据确定的工作方式和系统输入信号，计算控制指令，输出给自动驾驶伺服系统，自动控制飞机的姿态，从而实现对飞行轨迹和速度的控制。

关键词：自动驾驶  输入指令  伺服系统

中图分类号：TPl82    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（b）-0011-02

1  GFC 700自动驾驶仪系统

1.1 系统组成

（1）GFC 700自动驾驶仪系统为数字式飞行控制系统，可提供横滚、俯仰、俯仰配平和偏航操纵与高度控制。

（2）该系统由以下部件组成：飞行指引仪（集成在Garmin G1000系统中）、控制板（集成在MFD左下角）、 GSA 81横滚伺服机构、GSA 81俯仰伺服机构、GSA 81俯仰配平伺服机构、GSA 80偏航伺服机构。

飞行指引：集成在Garmin G1000系统中，在PFD上显示飞行指引符号。主要有以下功能：在自动驾驶衔接以前，为飞行员提供目视飞行指引指令，飞行员按照飞行指引符号的指引人工操纵驾驶杆，控制飞机按照指令飞行;在自动驾驶衔接后，监控自动驾驶的工作状态。

控制板：GFC 700自动驾驶系统是由Garmin G1000综合座舱系统（ICS）的MFD控制，控制按键主要有AP（自动驾驶衔接）、FD（飞行指引衔接）、NAV（导航模式）、ALT（高度保持模式）、VS（垂直速度模式）、FLC（飞行高度改变模式）、YD（偏航阻尼模式）、HDG（航向选择模式）、APR（进近模式）等。

GSA 81横滚伺服机构：操纵副翼的执行装置，位于右侧后主隔框的背面。它安装在铝制的安装板上。两个铝夹连接操纵索到副翼推杆。

GSA 81俯仰伺服机构：操纵升降舵的执行装置，位于机身行李舱隔框的后面。它安装在铝制的安装板上。两个铝夹连接操纵索到升降舵的控制杆。

GSA 81俯仰配平伺服机构：操纵升降舵配平的执行装置，位于副驾驶的座位下方。它安装在由铝板制成的安装板和由玻璃纤维复合材料制成的安装支架上。伺服机构的转动通过一个在伺服机构上的链条齿轮、链条、一个万向轴和一个链条齿轮接到右侧的配平轮。

GSA 80偏航伺服机构：操纵方向舵的执行装置，位于乘客座位下。它安装在由不锈钢和由碳纤维复合材料制成的安装支架上。一个操纵索连接在方向舵操纵索的两个松紧螺套上。

升降舵电动配平：DA42NG飞机的升降舵调整（配平）片可以通过操作飞行员驾驶杆上的拨动式开关来操纵升降舵电动配平伺服机构。开关在中立位置弹簧加载。开关可向前或向后推动。向前推时，配平伺服机构使飞机机头更下俯。向后推时，配平伺服机构使飞机机尾更重。

1.2 工作方式与脱开

（1）倾斜通道工作方式：机翼水平、航向选择、VOR/ LOC截获和跟踪。GFC700耦合了G1000系统的导航信息。从航向姿态基准系统获得姿态信息。

（2）俯仰通道工作方式：垂直速度、飞行高度改变、下滑高度和高度保持以及可选的高度预选。俯仰信息从航向姿态系统和大气数据计算机处理得到。

（3）人工脱开：①按压驾驶杆上AP脱开电门，自动驾驶脱开。②飞行员在驾驶盘上施加足够大的力，自动驾驶脱开。

（4）故障脱开：GFC700 自动驾驶系统的内部监控保持轨迹状态不变，在发生故障时可以让自动驾驶仪或配平系统自动关机的功能。

2  伺服机构离合器检查、测试

离合器摩擦力矩检查使用Garmin的专用设备，件号85的只能采用机械的方式检查件号86的既可以采用机械的方式检查，也可以用Garmin系统测试。

（1）机械方式：每5年进行一次，使用Garmin的专用设备，将需要测量的离合器固定在专用设备的固定夹子上，对设备通电，按压开始按钮后设备对离合器的摩擦力矩进行检查，分别对离合器顺时针和逆时针的摩擦力矩进行测量，由设备上的表盘读出力矩值，当力矩不符合要求时，需拆下离合器，用扳手调节力矩螺帽直至力矩值在规定的范围即可。

（2）系统测试方式：每年进行一次年度测试。

①使用千斤顶顶升飞机。

②连接飞机地面电源。

③在未接通自动驾驶仪的情况下，检查所有控制轴（包括俯仰配平控制）能自由移动。

④按住PFD上的ENT键，接通电瓶（LH BATT和RH BATT）断路器（90A），使PFD进入维护模式。

⑤旋转PFD上的FMS旋钮进入GFC STATUS页面。

⑥在“SELECT SERVO AXIS”项选择俯仰舵机（PITCH SERVO）。

⑦按壓ENG CLCH软键，将DRIVE SERVO速度置为0，按压DRV SRVO软键，接通俯仰舵机。

⑧将驾驶杆在活动范围内向前和向后移动，手动使舵机的作动过载并打滑。

⑨ 查看屏幕上的SERVO DATA区的SPEED速度数值，来确认舵机的电机没有转动。

⑩ 按压STP SRVO软键，再按压 DIS CLCH 软键，脱开俯仰舵机，确认俯仰轴能自由移动。

对其他轴（包括俯仰配平）重复步骤⑥～⑩。

断开电瓶（LH BATT 和 RH BATT）断路器（90A）。

断开飞机地面电源。

从千斤顶上放下飞机。

参考文献

[1] 蔡成仁.航空无线电[M].北京：航空工业出版社，1994.

[2] 郑连兴，任仁良.涡轮发动机飞机结构与系统[M].北京：兵器工业出版社，2006.

[3] DA42 Airplane Parts Catalog[Z].2007.

[4] Garmin G1000 System Maintenance Manual[Z].2007.